INF3173 — Principes des systèmes d’exploitation (UQAM)

INF3173 - Principes des systèmes d’exploitation

Plan de cours Automne 2024

Horaires, locaux et enseignants
Version PDF du plan de cours
Site web du cours: https://inf3173.uqam.ca/

Responsable(s) du cours

Coordination

Privat, Jean
PK-4830
privat.jean@uqam.ca
https://privat.uqam.ca/

Enseignement

Giraldeau, Francis
PK-4820
giraldeau.francis@uqam.ca
Groupes: 020, 030

Description officielle

Objectifs

Maîtriser et appliquer les concepts fondamentaux des systèmes d’exploitation. Comprendre les mécanismes et les politiques mises-en-oeuvre par les systèmes d’exploitations. Maîtriser la programmation système UNIX/Linux en C.

Sommaire du contenu

Rôles, types et structure générale des systèmes d’exploitation. Mécanismes noyaux : appels systèmes, interruptions, modes d’exécution processeur. Gestion des processus : états des processus, création et terminaison (fork et exec). Multitâche : changement de contexte, fils (threads), ordonnancement des tâches. Gestion des fichiers : systèmes de fichiers, inodes, descripteurs de fichiers, fichiers spéciaux. Communication inter-processus : échanges de messages, signaux, tubes, mémoire partagée. Concurrence : synchronisation, sections critiques, interblocages. Gestion de la mémoire : adressage, allocation, protection, pagination, mémoire virtuelle. Entrées-sorties : pilotes, pseudo-périphériques. Les considérations de sécurité seront intégrées au développement de la matière.

Modalité d’enseignement

Ce cours comporte une séance obligatoire de laboratoire (2 heures).

Préalables académiques

INF2171

INF3135

Objectif du cours

Comprendre la structure et le fonctionnement interne d’un système d’exploiration. Utiliser efficacement l’interface de programmation bas-niveau.

Présenter les concepts fondamentaux des systèmes d’exploitation (processus, threads, E/S, systèmes de fichiers, gestion de la mémoire, concurrence, parallélisme, communication, sécurité…).

Illustrer les concepts présentés à travers l’utilisation du système Unix: programmation en C d’applications multiprocessus, synchronisation, communication…

Formule pédagogique

Les séances magistrales et les laboratoires sont donnés en présentiel.

Contenu du cours

Le contenu et le semainier indiqué ici est donné à titre indicatif.

Des sujets avancés additionnels reliés aux systèmes d’exploitation peuvent être vus en classe en fonction des circonstances et de l’avancement technologique.

Chapitre 1: Introduction

Semaine 1 et 2.

Chapitre 2: Gestion des processus

Semaines 2 à 5.

Chapitre 3: Gestion des fichiers

Semaines 5 à 7.

Chapitre 4: Communication inter-processus

Semaines 9 et 10.

Chapitre 5: Synchronisation

Semaines 11 et 12.

Chapitre 6: Gestion de la mémoire

Semaines 13 et 14.

Modalités d’évaluation

Description Pondération Échéance
Travail pratique 0 10% Remise semaine 4
Quiz 1 5% Semaine 5
Travail pratique 1 15% Remise semaine 9
Examen intra 25% Semaine 8
Quiz 2 5% Semaine 12
Travail pratique 2 15% Remise semaine 14
Examen final 25% Semaine 15

Les examens et travaux pratiques sont communs en cas de groupes multiples.

Travaux pratiques

Les travaux pratiques devront être réalisés individuellement ou par équipe de deux et consistent en la réalisation d’utilitaires systèmes ou équivalent.

Le TP 0 porte sur l’utilisation d’appels système dans un environnement Unix ou Linux.

Le TP 1 porte sur l’utilisation avancée du système de fichiers et/ou la gestion des processus.

Le TP 2 porte sur la communication inter-processus et/ou la gestion de la mémoire.

Une pénalité de 2% s’applique pour chaque heure de retard et pour un maximum de 24h. Tout travail remise après ce délais se verra attribué une note de zéro, mais sera corrigé. Les consignes de remise des travaux devront être respectées sous peine de pénalité. Aucune remise de TP par courriel ou papier n’est acceptée.

La correction et la notation des TP prend en compte l’atteinte des objectifs demandés (qualité fonctionnelle, robustesse, etc.) ainsi que la qualité du code source (lisibilité, propreté, etc.). Tout travail qui ne compile pas ou qui ne passe aucun des tests se verra attribuer une note de zéro.

Examens

Les examens sont à livre fermé sans calculatrice, ni appareil électronique. Une feuille de note personnelle, manuscrite, recto-verso, au format lettre sera autorisée.

L’examen intra porte avant tout sur la gestion des processus et des fichiers.

L’examen final porte sur toute la matière mais se concentre sur la communication inter-processus et la gestion de la mémoire.

Réussite

Pour réussir le cours, l’étudiant doit obtenir une moyenne cumulée aux examens supérieure ou égale à 50% et une moyenne supérieure ou égale à 50% dans l’ensemble des évaluations du cours. Si ces seuils ne sont pas atteints, la mention échec sera automatiquement attribuée au cours, et ce, quelles que soient les notes obtenues.

La note finale (en lettre, A+, A, etc.) pour le trimestre sera attribuée en fonction de l’atteinte des objectifs spécifiques à travers les évaluations. La distribution des résultats dans le groupe pourrait aussi être utilisée. Aucune autre opportunité (travail supplémentaire, etc.) d’augmenter le nombre de points ne sera accordée.

Intégrité académique

En cas de plagiat ou de fraude, la sanction peut aller de la note zéro pour le travail ou l’examen, jusqu’à l’exclusion de l’université.

Les règlements concernant le plagiat seront strictement appliqués. Pour plus de renseignements, consultez l’encart dédié.

La génération de code ou de texte à l’aide d’un transformeur génératif pré-entraîné (GPT) n’est pas autorisée, sauf mention contraire. Si ce type d’outil est autorisé dans un certain contexte par la personne enseignante, alors le contenu généré doit être identifié comme tel. Le non-respect de cette consigne peut entraîner la note de zéro pour ce travail.

Séances de laboratoires

Les laboratoires se font principalement dans un environnement Linux et servent à:

Les laboratoires ne sont pas notés, mais la participation active aux laboratoires est recommandée. En particulier, de la matière uniquement vue en laboratoire pourrait faire partie des évaluations.

Les heures de laboratoires pourront être utilisées pour des évaluations synchrones.

Matériel et logiciels utilisés

Pour réaliser les exercices de laboratoire et les travaux pratiques, les étudiants doivent avoir accès a un ordinateur utilisant une distribution Linux avec les logiciels et bibliothèques nécessaires au développement d’application en C (gcc et autre).

Dans le cadre du cours, nous utilisons des distributions basées sur Debian (dont Ubuntu), mais la plupart des autres distributions Linux à jour seront acceptables.

Les activités sont conçues et testés sous Linux avec un ordinateur x86-64. Malheureusement, nous ne pouvons pas garantir que tout fonctionnera correctement sur macOS et Windows. En particulier, les ordinateurs macOS récents utilisent l’architecture ARM, ce qui n’est pas supporté pour les activités en assembleur. Vous pouvez utiliser les postes des laboratoires en redémarrant avec Linux, une machine virtuelle Linux sur votre propre ordinateur, ou utiliser le serveur de l’UQAM Java Labunix.

Médiagraphie

Les ressources suivantes sont recommandées.

Des ressources complémentaires sont disponibles

Monitorat de programme

Le département d’informatique offre un service gratuit d’aide à la réussite s’adressant plus particulièrement aux étudiant.e.s du baccalauréat et du certificat en informatique. Il concerne principalement les cours de base comme INF1070, INF1120, INF1132, INF2120 et INF2171, mais, selon la connaissance du moniteur ou de la monitrice, un support dans d’autres cours peut également être offert.

Objectifs

Permettre aux étudiant.e.s de :

Informations

Information sur les Services à la vie étudiante

Services

Les services à la vie étudiante accompagnent les étudiantes et les étudiants dans la réussite de leur parcours universitaire.

Bureau

Bureau des services-conseils (soutien psychologique, bien-être aux études, information scolaire et insertion professionnelle, orientation, emploi): pour prendre rendez-vous, communiquez au 514 987-3185 ou par courriel à services-conseil@uqam.ca.

Aide financière

Bureau de l’aide financière: pour prendre rendez-vous, écrivez à aidefinanciere@uqam.ca.

Bourses d’études

Concernant les bourses, pensez à consulter Le Répertoire institutionnel des bourses d’études (RIBÉ) et écrivez à bourse@uqam.ca pour toute question.

Informations générales

Consultez les informations et l’ensemble des coordonnées et services offerts par les Services à la vie étudiante à l’adresse suivante: vie-etudiante@uqam.ca.

Politique d’absence aux examens

Reprise d’examen

L’autorisation de reprendre un examen en cas d’absence est de caractère exceptionnel. Pour obtenir un tel privilège, l’étudiant-e doit avoir des motifs sérieux et bien justifiés.

Conflits d’horaire

Il est de la responsabilité de l’étudiant.e de ne pas s’inscrire à des cours qui sont en conflit d’horaire, tant en ce qui concerne les séances de cours ou d’exercices que les examens. De tels conflits d’horaire ne constituent pas un motif justifiant une demande d’examen de reprise.

Procédure

L’étudiant.e absent.e lors d’un examen doit, dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la date de l’examen, présenter une demande de reprise en utilisant le formulaire prévu, disponible sur https://info.uqam.ca/repriseexamen/.

Pièces justificatives

Dans le cas d’une absence de moins de cinq (5) jours pour raison médicale, l’étudiant.e doit joindre une déclaration sur l’honneur. Lors d’une absence de cinq (5) jours et plus, un billet médical est exigé. Les dates d’invalidité doivent être clairement indiquées sur le billet original. L’authenticité du billet pourrait être vérifiée.

Dans le cas d’une absence pour une raison non médicale, l’étudiant.e doit fournir les documents originaux expliquant et justifiant l’absence à l’examen ; par exemple, lettre de la Cour en cas de participation à un jury, copie du certificat de décès en cas de décès d’un proche, etc. Toute demande incomplète sera refusée. Si la direction du programme d’études de l’étudiant.e constate qu’un.e étudiant.e a un comportement récurrent d’absence aux examens, l’étudiant.e peut se voir refuser une reprise d’examen.

Pour plus d’informations

Consulter la page https://info.uqam.ca/repriseexamen/.

PLAGIAT Règlement no 18 sur les infractions de nature académique. (extraits)

Tout acte de plagiat, fraude, copiage, tricherie ou falsification de document commis par une étudiante, un étudiant, de même que toute participation à ces actes ou tentative de les commettre, à l’occasion d’un examen ou d’un travail faisant l’objet d’une évaluation ou dans toute autre circonstance, constituent une infraction au sens de ce règlement. (R18, art. 2.1, définition d’une infraction)

Liste non limitative des infractions mentionnées dans le R18 :

Les sanctions reliées à ces infractions sont précisées aux articles 3 et 5 du Règlement no 18 sur les infractions de nature académique.

Pour éviter de vous exposer à des sanctions :

  1. Consultez le site r18.uqam.ca pour plus d’information sur l’intégrité académique et le R18;
  2. Développez les bonnes pratiques en matière de recherche documentaire et de rédaction des travaux via l’outil Infosphère et les formations offertes par le Service des bibliothèques

Politique no 2

Le droit à la liberté académique universitaire est le droit de toute personne d’exercer librement et sans contrainte doctrinale, idéologique ou morale, telle la censure institutionnelle, une activité par laquelle elle contribue à l’accomplissement de la mission de l’Université.

Ce droit comprend la liberté :

  1. d’enseignement et de discussion;
  2. de recherche, de création et de publication;
  3. d’exprimer son opinion sur la société et sur une institution, y compris l’établissement duquel la personne relève, ainsi que sur toute doctrine, tout dogme ou toute opinion;
  4. de participer librement aux activités d’organisations professionnelles ou d’organisations académiques.

Il doit s’exercer en conformité avec les normes d’éthique et de rigueur scientifique généralement reconnues par le milieu universitaire et en tenant compte des droits des autres membres de la communauté universitaire.

En reconnaissant, en promouvant et en protégeant la liberté académique universitaire, cette politique soutient la mission de l’Université, laquelle comprend la production et la transmission de connaissances par des activités de recherche, de création et d’enseignement et par des services à la collectivité.

Pour plus d’information, vous pouvez consulter la section Liberté académique universitaire.

Politique no 16 visant à prévenir et combattre le sexisme et les violences à caractère sexuel

Les violences à caractère sexuel se définissent comme étant des comportements, propos et attitudes à caractère sexuel non consentis ou non désirés, avec ou sans contact physique, incluant ceux exercés ou exprimés par un moyen technologique, tels les médias sociaux ou autres médias numériques. Les violences à caractère sexuel peuvent se manifester par un geste unique ou s’inscrire dans un continuum de manifestations et peuvent comprendre la manipulation, l’intimidation, le chantage, la menace implicite ou explicite, la contrainte ou l’usage de force.

Les violences à caractère sexuel incluent, notamment :

Pour consulter la politique no 16

https://instances.uqam.ca/wp-content/uploads/sites/47/2019/04/Politique_no_16_2.pdf

Pour obtenir de l’aide, faire une divulgation ou une plainte

Bureau d’intervention et de prévention en matière de harcèlement
514-987-3000, poste 0886

Pour obtenir la liste des services offerts à l’UQAM et à l’extérieur de l’UQAM

https://harcelement.uqam.ca

Soutien psychologique (Services à la vie étudiante)

514-987-3185
Local DS-2110

CALACS Trêve pour Elles – point de services UQAM

514 987-0348
calacs@uqam.ca
http://trevepourelles.org

Service de la prévention et de la sécurité

514-987-3131

Politique no 44 d’accueil et de soutien des étudiant.e.s en situation de handicap 

Politique

Par sa politique, l’Université reconnait, en toute égalité des chances, sans discrimination ni privilège, aux étudiant.e.s en situation de handicap, le droit de bénéficier de l’ensemble des ressources du campus et de la communauté universitaire, afin d’assurer la réussite de leurs projets d’études, et ce, dans les meilleures conditions possibles. L’exercice de ce droit est, par ailleurs, tributaire du cadre réglementaire régissant l’ensemble des activités de l’Université.

Responsabilité de l’étudiant.e

Il incombe aux étudiant.e.s en situation de handicap de rencontrer les intervenant.e.s (conseiller.ère.s à l’accueil et à l’intégration du Service d’accueil et de soutien des étudiant.e.s en situation de handicap, professeur.e.s, chargé.e.s de cours, direction de programmes, associations étudiantes concernées, etc.) qui pourront faciliter leur intégration à la communauté universitaire ou les assister et les soutenir dans la résolution de problèmes particuliers en lien avec les limitations entraînées par leur déficience.

Service d’accueil et de soutien aux étudiant.e.s en situation de handicap

Le Service d’accueil et de soutien aux étudiant.e.s en situation de handicap (SASESH) offre des mesures d’aménagement dont peuvent bénéficier certains étudiant.e.s. Il est fortement recommandé aux de se prévaloir de ces services afin de réussir ses études, sans discrimination. Pour plus d’information, visiter le site de ce service : https://services.uqam.ca/services-offerts/soutien-aux-etudiants-en-de-situation-handicap/ et celui de la politique institutionnelle d’accueil et de soutien aux étudiant.e.s en situation de handicap : https://instances.uqam.ca/wp-content/uploads/sites/47/2018/05/Politique_no_44.pdf

Il est important d’informer le SASESH de votre situation le plus tôt possible :

Politique no 42 sur le harcelement

L’Université du Québec à Montréal (ci-après, l’« Université ») reconnaît à toutes les personnes membres de la communauté universitaire le droit d’être traitées avec dignité, équité et respect mutuel.

Toutes, tous sont susceptibles de subir du harcèlement. L’Université reconnaît que le harcèlement est majoritairement dirigé à l’endroit de certains groupes. Il s’agit notamment des femmes, plus particulièrement lorsque leur vécu se situe à l’entrecroisement de plusieurs formes de discrimination, des personnes issues des minorités sexuelles ou de genre, des communautés racisées ou ethnicisées, des communautés autochtones, des étudiantes, étudiants internationaux, ainsi que des personnes en situation de handicap. L’Université s’engage donc à tenir compte de leurs besoins spécifiques.

L’Université considère le respect mutuel, l’égalité, l’écoute et l’entraide comme des valeurs importantes qui favorisent l’épanouissement personnel ainsi que l’établissement de rapports harmonieux entre les personnes et entre les groupes, et qui permettent la mise en place d’un milieu sain et propice à la réalisation individuelle ou collective de sa mission universitaire.

L’Université croit que la collaboration de chaque personne et de chaque groupe de la communauté universitaire est essentielle pour favoriser la création d’un tel milieu et, en ce sens, elle compte sur la contribution de chaque personne.

L’Université juge que toute forme de harcèlement porte atteinte à la dignité et à l’intégrité physique ou psychologique d’une personne.

L’Université reconnaît sa responsabilité d’assurer un milieu de travail et d’études exempt de toute forme de harcèlement et veille à ce qu’aucune forme de harcèlement ne soit tolérée, quelle qu’en soit la source.

Pour plus de détails, consultez la politique complète : https://instances.uqam.ca/wp-content/uploads/sites/47/2018/05/Politique_no_42.pdf