Numérique et sciences informatiques · Terminale · Architectures matérielles, systèmes d'exploitation et réseaux · 3.º Período

Gestion des processus et ressources

Rôle du système d'exploitation dans la gestion des processus. Ordonnancement, états d'un processus et situations d'interblocage.

En bref:La gestion des processus est l'une des fonctions les plus critiques du système d'exploitation. Ce chapitre traite de la manière dont l'OS orchestre l'exécution simultanée de plusieurs programmes sur un nombre limité de processeurs. Les élèves étudient le cycle de vie d'un processus (prêt, élu, bloqué), les algorithmes d'ordonnancement et les risques d'interblocage (deadlock).

• Programmes Officiels
• BOEN spécial n°8 du 25 juillet 2019 - Systèmes d'exploitation
• Compétence : Décrire la création et l'ordonnancement des processus

À propos de ce thème

La gestion des processus est l'une des fonctions les plus critiques du système d'exploitation. Ce chapitre traite de la manière dont l'OS orchestre l'exécution simultanée de plusieurs programmes sur un nombre limité de processeurs. Les élèves étudient le cycle de vie d'un processus (prêt, élu, bloqué), les algorithmes d'ordonnancement et les risques d'interblocage (deadlock).

Ces concepts sont fondamentaux pour comprendre la réactivité d'un ordinateur et les causes de certains plantages. En Terminale NSI, l'approche est à la fois théorique et pratique, avec l'utilisation de commandes système pour observer les processus en temps réel. La simulation de situations d'interblocage par des jeux de rôles permet aux élèves de vivre le problème avant de chercher des solutions techniques, ce qui renforce considérablement la compréhension des mécanismes de synchronisation.

Questions clés

1. Qu'est-ce qu'un processus en informatique ?
2. Comment l'OS gère-t-il l'ordonnancement des processus ?
3. Qu'est-ce qu'un interblocage (deadlock) ?

Attention à ces idées reçues

Idée reçue courante

Croire qu'un ordinateur exécute tous les programmes exactement en même temps.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Sur un seul cœur, c'est une illusion créée par une commutation très rapide. Expliquer le concept de 'temps partagé' par une analogie avec un jongleur aide les élèves à comprendre ce mécanisme.

Idée reçue courante

Confondre un programme et un processus.

Ce qu'il faut enseigner à la place

Un programme est un fichier statique, un processus est ce programme en cours d'exécution avec ses propres ressources. Utiliser la métaphore de la recette de cuisine (programme) et de la préparation du plat (processus) est très efficace.

Idées d'apprentissage actif

Jeu de simulation

L'ordonnanceur humain

Un élève joue le rôle du processeur, d'autres sont des processus avec des priorités et des temps d'exécution différents. L'élève-processeur doit appliquer une règle (ex: Round Robin) pour les faire avancer.

40 min·Classe entière

Cercle de recherche

Chasse aux interblocages

Les élèves reçoivent des scénarios de partage de ressources (imprimante, fichier, réseau). Ils doivent identifier les situations où un blocage définitif survient et proposer des règles pour l'éviter.

45 min·Petits groupes

Rotation par ateliers

Commandes système

Atelier 1 : Utilisation de 'top' ou 'ps' sous Linux. Atelier 2 : Création de processus en Python. Atelier 3 : Analyse de diagrammes d'états de processus.

60 min·Petits groupes

Questions fréquentes

Qu'est-ce qu'un processus en informatique ?

C'est une instance d'un programme en cours d'exécution. Il comprend le code du programme, ses données, sa pile d'exécution et les ressources système qui lui sont allouées par l'OS.

Comment fonctionne l'ordonnancement des processus ?

L'ordonnanceur (scheduler) du système d'exploitation décide quel processus doit utiliser le processeur à un instant donné, en fonction de critères comme la priorité ou le temps d'attente.

Qu'est-ce qu'un interblocage (deadlock) ?

C'est une situation où deux processus s'attendent mutuellement pour libérer une ressource, bloquant ainsi tout le système. C'est comme deux voitures face à face dans une rue étroite où aucune ne veut reculer.

Pourquoi simuler l'ordonnancement en classe ?

L'ordonnancement est un concept dynamique difficile à saisir sur papier. En faisant vivre la file d'attente aux élèves, ils ressentent l'injustice d'un processus qui attend trop longtemps (famine) ou l'efficacité d'un passage rapide. Cette expérience sensorielle rend les algorithmes comme le Round Robin ou le FIFO beaucoup plus mémorables.