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Systèmes d'exploitation : principes, programmation et virtualisation

Code UE : SMB101

  • Cours + travaux pratiques
  • 6 crédits
  • Volume horaire de référence
    (+ ou - 10%) : 50 heures

Responsable(s)

Samia BOUZEFRANE

Public, conditions d’accès et prérequis

Elèves ayant des connaissances de base en systèmes informatiques vues en UTC502 au Cnam ou équivalent, ainsi que des connaissances en programmation (de préférence en langage C).

L'avis des auditeurs

Les dernières réponses à l'enquête d'appréciation pour cet enseignement :

Présence et réussite aux examens

Pour l'année universitaire 2020-2021 :

  • Nombre d'inscrits : 204
  • Taux de présence à l'évaluation : 80%
  • Taux de réussite à l'évaluation : 91%

Objectifs pédagogiques

Ce cours a pour objectif de présenter les concepts des systèmes d’exploitation et leur programmation en étudiant les mécanismes de base des systèmes d’exploitation classiques mais aussi ceux des systèmes temps réel, des systèmes embarqués et des objets connectés. Les principes de virtualisation des systèmes d’exploitation sont aussi abordés dans ce cours.

Mots-clés

Contenu

Concepts et paradigmes des systèmes d'exploitation classiques.
  • Mécanismes de mise en œuvre des primitives dans le noyau de systèmes tels que Linux ou Unix BSD : notion de processus et de thread, parallélisme et synchronisation, ordonnancement, gestion de la mémoire virtuelle, gestion des signaux, etc.
- Concepts et paradigmes des systèmes temps réel.
  • Architecture, notion de tâche périodique et apériodique, gestion des interruptions, politiques d’ordonnancement temps réel, gestion des handlers, etc.
- Concepts et paradigmes des systèmes embarqués et objets connectés.
  • Etude de quelques exemples microcontrôleurs
  • Programmation d’un système embarqué et d’un objet connecté
  • Principes de l’Internet des objets.
- Concepts et principes de la virtualisation de systèmes et de la conteneurisation
  • Etude des différentes techniques mises en œuvre dans les hyperviseurs logiciels (VMWare, Xen, KVM).
  • Support matériel de la virtualisation de systèmes.
  • Etude du support de la virtualisation intégré dans les architectures matérielles récentes : processeurs Intel-VT, mécanismes de Direct I/Os, fonctions PCI virtuelles.
  • Etude des principes de la conteneurisation et de l’orchestration des conteneurs (exemple de Docker containers et Kubernetes)
Les séances de cours sont suivies de séances de TP permettant d’illustrer les concepts étudiés. En plus de TP sous Linux, des TP peuvent être proposés sur d’autres plates-formes comme FreeRTOS pour les systèmes temps réel, Raspberry pi ou Arduino pour illustrer la programmation des systèmes embarqués et les plates-formes mobiles (Android par exemple) comme exemple d’objets connectés. La virtualisation traitera de la gestion des machines virtuelles à l’aide d’hyperviseurs mais aussi de solutions de virtualisation avec empreinte plus légère comme les Container Docker. Ainsi des TP sur la virtualisation et la conteneurisation (exemple de Kubernetes) viennent illustrer les concepts étudiés en séances de cours.

Modalité d'évaluation

Examen écrit

Bibliographie

  • S. Bouzefrane : Les systèmes d'exploitation, Unix, Linux et Windows XP, avec C et Java, Dunod 2003 (566 pages), ISBN : 2100071890
  • R. H. Carver, Kuochung Tai : Modern Multithreading Wiley 2005 (465 pages)
  • J.E. Smith, R. Nair : Virtual Machines - versatile platforms for systems and processes, Elsevier
  • E. Bugnon, J. Nich, D. Tsafrir : Hardware and Software Support for Virtualization - Morgan and Claypool Life Sciences ISBN: 1627056939
  • page web de Samia Bouzefrane : http://cedric.cnam.fr/~bouzefra/cours_smb101.html

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Intitulé de la formation
Type
Modalité(s)
Lieu(x)
Intitulé de la formation Architecte en cybersécurité
Type Diplôme d'établissement
Lieu(x) À la carte
Lieu(x) Bretagne, Occitanie, Pays de la Loire, Provence-Alpes-Côte d'Azur
Entrée Sans niveau spécifique
Intitulé de la formation Architecte en cybersécurité
Type Diplôme d'établissement
Lieu(x) Package
Lieu(x) Grand-Est
Entrée Sans niveau spécifique
Intitulé de la formation Chef de projet maîtrise d’œuvre informatique
Type Diplôme d'établissement
Lieu(x) À la carte
Lieu(x) Bretagne, Pays de la Loire
Entrée Sans niveau spécifique
Intitulé de la formation Architecte infrastructure Réseaux et Systèmes
Type Diplôme d'établissement
Lieu(x) À la carte
Lieu(x) Bretagne, Grand-Est, Ile-de-France (sans Paris), Pays de la Loire, Provence-Alpes-Côte d'Azur
Entrée Sans niveau spécifique
Intitulé de la formation Diplôme d'ingénieur Spécialité informatique Parcours Cybersécurité
Type Diplôme d'ingénieur
Lieu(x) Alternance
Lieu(x) Occitanie
Entrée Niveau 5 (Bac+2)
Intitulé de la formation Diplôme d'ingénieur Spécialité informatique Parcours Cybersécurité
Type Diplôme d'ingénieur
Lieu(x) À la carte
Lieu(x) Bretagne, Grand-Est, Nouvelle-Aquitaine, Occitanie, Paris, Pays de la Loire, Provence-Alpes-Côte d'Azur
Entrée Niveau 5 (Bac+2)
Intitulé de la formation Ingénieur informatique - systèmes d'information et business intelligence
Type Diplôme d'ingénieur
Lieu(x) À la carte
Lieu(x) Bretagne, Grand-Est, Ile-de-France (sans Paris), Nouvelle-Aquitaine, Occitanie, Paris, Pays de la Loire, Provence-Alpes-Côte d'Azur
Entrée Niveau 5 (Bac+2)
Intitulé de la formation Diplôme d'ingénieur Spécialité informatique Parcours Informatique, réseaux, systèmes et multimédia
Type Diplôme d'ingénieur
Lieu(x) À la carte
Lieu(x) Bretagne, Centre - Val de Loire, Grand-Est, Ile-de-France (sans Paris), Liban, Nouvelle-Aquitaine, Occitanie, Paris, Pays de la Loire, Provence-Alpes-Côte d'Azur
Entrée Niveau 5 (Bac+2)
Intitulé de la formation Diplôme d'ingénieur Spécialité informatique Parcours Informatique modélisation optimisation
Type Diplôme d'ingénieur
Lieu(x) À la carte
Lieu(x) Centre - Val de Loire, Grand-Est, Paris, Pays de la Loire
Entrée Niveau 5 (Bac+2)
Intitulé de la formation Ingénieur en informatique Architecture et intégration des systèmes et des logiciels
Type Diplôme d'ingénieur
Lieu(x) À la carte
Lieu(x) Bretagne, Grand-Est, Liban, Nouvelle-Aquitaine, Paris, Pays de la Loire
Entrée Niveau 5 (Bac+2)
Intitulé de la formation Licence (L3) générale Informatique en alternance
Type Diplôme national (DEUST, licence, master, doctorat, diplôme d'Etat)
Lieu(x) Alternance
Lieu(x) CFA, Grand-Est, Paris
Entrée Niveau 5 (Bac+2)
Intitulé de la formation Certificat de compétence Analyste en cybersécurité
Type Certificat d'établissement
Lieu(x) À la carte
Lieu(x) Bretagne, Centre - Val de Loire, Grand-Est, Ile-de-France (sans Paris), Nouvelle-Aquitaine, Occitanie, Paris, Pays de la Loire, Provence-Alpes-Côte d'Azur
Entrée Sans niveau spécifique
Intitulé de la formation Certificat de compétence Analyste en cybersécurité
Type Certificat d'établissement
Lieu(x) Package
Lieu(x) Martinique
Entrée Sans niveau spécifique
Intitulé de la formation Certificat de compétence Analyste en cybersécurité
Type Certificat d'établissement
Lieu(x) Alternance
Lieu(x) Martinique, Occitanie
Entrée Sans niveau spécifique
Intitulé de la formation Licence informatique
Type Diplôme national (DEUST, licence, master, doctorat, diplôme d'Etat)
Lieu(x) À la carte
Lieu(x) Auvergne - Rhône-Alpes, Bourgogne - Franche-Comté, Bretagne, Centre - Val de Loire, Grand-Est, Ile-de-France (sans Paris), Liban, Nouvelle-Aquitaine, Occitanie, Paris, Pays de la Loire, Polynésie Française, Provence-Alpes-Côte d'Azur
Entrée Niveau 4 (Bac)
Intitulé de la formation Licence informatique
Type Diplôme national (DEUST, licence, master, doctorat, diplôme d'Etat)
Lieu(x) Alternance
Lieu(x) Auvergne - Rhône-Alpes, Bourgogne - Franche-Comté, Centre - Val de Loire, Hauts-de-France, Ile-de-France (sans Paris), Martinique, Normandie, Nouvelle-Aquitaine, Occitanie, Pays de la Loire, Polynésie Française, Provence-Alpes-Côte d'Azur
Entrée Niveau 4 (Bac)
Intitulé de la formation Licence informatique
Type Diplôme national (DEUST, licence, master, doctorat, diplôme d'Etat)
Lieu(x) Package
Lieu(x) Martinique
Entrée Niveau 4 (Bac)
Intitulé de la formation Gestionnaire de la sécurité des données, des systèmes et des réseaux
Type Certificat d'établissement
Lieu(x) À la carte
Lieu(x) Bretagne, Grand-Est, Paris
Entrée Sans niveau spécifique
Intitulé de la formation Type Modalité(s) Lieu(x)

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UE

    • Paris
      • Centre Cnam Paris
        • 2023-2024 1er semestre : FOAD 100%
        Comment est organisée cette formation ?

        Organisation de la modalité FOAD 100%

        Planning

        Aucun planning pour le moment

        Précision sur la modalité pédagogique

        • Regroupements physiques facultatifs : Aucun

        Organisation du déploiement de l'unité

        • Nombre d'élèves maximum à distance par classe : 50
        • Nombre d'heures d'enseignement par élève : 60
        • Délai maximum de réponse à une solicitation : sous 96 heures (Jours ouvrés)

        Modes d'animation de la formation

        • Visioconférence
        • Organisation d'une séance de démarrage
        • Evaluation de la satisfaction
        • Hot line technique
        • mails

        Ressources mises à disposition sur l'Espace Numérique de Formation

        • Documents de cours
        • Enregistrement de cours
        • Documents d'exercices, études de cas ou autres activités pédagogiques
        • Travaux pratiques

        Activités "jalons" de progression pédagogique prévues sans notation obligatoire à rendre ou en auto-évaluation

        • 30 exercices
        • 1 étude de cas, projet individuel

        Modalité de contrôle de l'acquisition des compétences et des connaissances (validation de l'UE)

        • Examens en ligne
        :
    • Nouvelle Aquitaine
      • Nouvelle Aquitaine
        • 2023-2024 1er semestre : FOAD 100%
        • 2024-2025 1er semestre : FOAD 100%
        • 2025-2026 1er semestre : FOAD 100%
        Comment est organisée cette formation ?

        Organisation de la modalité FOAD 100%

        Planning

        1er semestre

        • Date de démarrage : 09/10/2023
        • Date limite d'inscription : 01/12/2023
        • Date de 1ère session d'examen : 05/02/2024
        • Date de 2ème session d'examen : 02/04/2024

        Précision sur la modalité pédagogique

        • Regroupements physiques facultatifs : Aucun

        Organisation du déploiement de l'unité

        • Nombre d'élèves maximum à distance par classe : 35
        • Nombre d'heures d'enseignement par élève : 51
        • Délai maximum de réponse à une solicitation : sous 96 heures (Jours ouvrés)

        Modes d'animation de la formation

        • Forum
        • Messagerie intégrée à la plateforme
        • Visioconférence
        • Organisation d'une séance de démarrage
        • Evaluation de la satisfaction
        • Hot line technique

        Ressources mises à disposition sur l'Espace Numérique de Formation

        • Documents de cours
        • Enregistrement de cours
        • Documents d'exercices, études de cas ou autres activités pédagogiques

        Activités "jalons" de progression pédagogique prévues sans notation obligatoire à rendre ou en auto-évaluation

        • définis par l'enseignant

        Modalité de contrôle de l'acquisition des compétences et des connaissances (validation de l'UE)

        • Examens présentiels dans un centre habilité
        :