La variable d'environnement PATH

Les commandes que vous entrez dans le terminal doivent être connues du système pour être exécutées. Pour cela, soit vous indiquez précisément le chemin permettant d'atteindre cet exécutable, soit une variable d'environnement défini les chemins des répertoires où chercher cet exécutable. Cette variable se nomme PATH. Vous pouvez voir son contenu avec la commande suivante:

>$ echo $PATH
/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games:/usr/local/games:/snap/bin

Une commande ne se trouvant pas dans ces répertoires ne pourra être exécutée qu'en précisant son chemin d'accès. Par exemple, pour exécuter le programme demoNice qui se trouve dans /home/partage/I22/, si on ne précise pas le chemin, voici ce que l'on obtient:

>$ demoNice
demoNice : commande introuvable

Pour l'exécuter, vous devez donner le chemin (absolu ou relatif) pour y accéder:

>$ /home/partage/I22/demoNice

Si vous êtes dans le répertoire contenant le programme, la spécification du chemin se fait ainsi:

>$ ./demoNice

La commande grep

Le répertoire /proc/ contient des informations sur le système d'exploitation en cours d'exécution, les processus, etc. Dans ce répertoire, le fichier cpuinfo contient des informations sur le type de CPU sur lequel fonctionne le système.

1. A l'aide de la commande grep et de ses options déterminez le modèle de processeur, ainsi que le nombre de processeur dans le CPU (c'est à la commande grep de compter). Vous pourrez dans un premier temps utiliser la commande less ou more afin de savoir quel motif chercher.

La commande du

La commande du permet d'afficher une estimation de l'espace disque utilisé par un ou plusieurs fichiers ou répertoires.

1. Créez le fichier vide /tmp/fichier_vide à l'aide de la commande touch.
2. Quelle est la taille de ce fichier telle que donnée par la commande ls ?
3. Quelle est la taille de ce fichier telle que donnée par la commande du ?
4. Écrivez le texte « quelques mots » dans le fichier précédent. Quelles sont maintenant les tailles données par les commandes ls et du ? Pourquoi ?

Points importants dans l'utilisation de "&"

• Le nouveau processus en tâche de fond ne doit pas attendre de saisie au clavier. Le shell doit avoir le monopole de l'accès au clavier ;
• Le processus en tâche de fond ne doit pas retourner ses résultats sur le terminal. Sinon les sorties de ce processus risquent d'entrer en conflit avec celles du shell ou d'une autre commande (mélange des caractères à l'écran !).

La commande ps

Cette commande permet d'afficher la liste des processus avec la possibilité de filtrer les caractéristiques à afficher.

1. Étudiez les différentes options disponibles, en particulier -l, -e, -f et -u.
2. Quelle est l'option permettant d'afficher tous les processus du système ?
3. Quelle est l'option permettant d'afficher uniquement tous les processus dont vous êtes le propriétaire ?
4. Repérez les états des processus.
5. Repérez la priorité du processus de votre terminal (attention, la valeur affichée est diminuée de 40 par rapport à sa valeur réelle).
6. Repérez la valeur "nice" du processus de votre terminal.
7. Pourquoi dans la liste de vos processus apparaît-il la commande ps ?
8. Comment peut-on repérer des processus enfants d'autres processus ?
9. Quel est le processus parent de tous les autres ?
10. Créez de nouveaux processus avec le caractère spécial "&" à partir du terminal et vérifiez la relation parent - enfant.

La commande pstree

Cette commande permet de visualiser sous forme graphique les relations parent-enfant dans la liste des processus du système.

NB: Elle n'est pas installée par défaut dans tous les systèmes.

1. Quelles sont les options pour afficher le PID des processus et pour afficher uniquement vos processus ?

Attention

Pour cette exercice sur la commande nice, afin de mieux voir l'effet escompté tous les processus s'exécuteront sur le même processeur (coeur). La plupart des processeurs sont multi-coeurs, ce qui est vu par le système comme une architecture multiprocesseurs.

Si le nombre de processeurs vu par le système est supérieur à 1, le programme utilisé forcera son exécution (les processus demoNice) à s'exécuter sur le même coeur. Pour cela, il modifie ce que l'on appelle le cpu affinity.

Questions

1. Lancez deux instances du programme demoNice en tapant /home/partage/I22/demoNice & et observez la variation du temps d’exécution selon le facteur nice lors d'un calcul en parallèle. Par exemple, que se passe-t-il si un programme (A) a comme facteur 19, par rapport à un programme (B) qui a un facteur 0 ?

2. Que se passe-t-il si le programme (B) se bloque (en pause) pendant l'exécution parallèle ?

3. Fermez les deux programmes précédemment lancés et exécutez 2 nouvelles instances avec comme facteur nice 0 et 5. Quel se passe-t-il ? Pourquoi est ce différent du cas précédent ?

4. Fermez les deux programmes précédemment lancés et exécutez 3 nouvelles instances avec comme facteur nice 0, 10 et 19. Quel est le résultat ?

5. En utilisant trois terminaux, un pour chaque commande demoNice, lancez de manière synchronisée trois demoNice avec les mêmes caractèristiques de nice que pour la question précédente et observez les temps d'exécution de chaque processus sachant que vous stopperez les processus dés que le premier (nice = 0) aura fini son calcul en cliquant sur le X de la fenêtre. Que constate-t-on ?

   NB: les valeurs seront partiellement différentes pour le temps d'exécution. Ceci est dû au lancement et l'arrêt séquentiel des processus, mais l'erreur introduite est négligeable pour la mesure voulue.

6. Lancez de nouveau deux instances de demoNice en tapant /home/partage/I22/demoNice & dans un terminal. Dans un autre terminal lancez la commande htop. Filtrez l’affichage de htop pour afficher ces deux processus. Changez les valeurs de nice dans les deux fenêtres (par ex 5 et 12). Vérifiez la prise en compte au niveau système de vos modifications dans l’interface de htop.

7. Ré-affichez la liste des différents processus cette fois à l'aide de ps et la valeur nice associée aux processus demoNice (attention, ils ne portent peut-être pas ce nom). Quelle est la valeur nice de la plupart des processus actifs ?

Présentation du simulateur Simor

Lancer le simulateur avec la commande précédente et découvrez l'interface utilisateur.

La zone centrale de la partie haute de Simor permet de définir le nombre de processus dans la simulation ainsi que le quantum pour le système Tourniquet (Round Robin).

La zone basse dans la partie gauche permet de définir les paramètres des différents processus créés : leur temps d'exécution nécessaire et leur date d'arrivée.

La zone droite du simulateur présente le bouton principal permettant de lancer la simulation pour toutes les politiques d'ordonnancement définies dans Simor.

L'écran de Simor présente une barre d'onglets et 3 zones.

Les résultats de la simulation s'affichent dans chacun des onglets de la barre d'onglets dans la partie supérieure du simulateur.

Divers graphiques de simulation et différentes valeurs sont proposées pour chaque politique.

Algorithme FCFS (FIFO) : First Come-First Served

Créez deux processus avec une durée d'exécution de 15 s et un temps d'arrivée de 2 s.

1. Lancez la simulation et visualisez le résultat dans l'onglet FCFS. Que se passe-t-il ? Dans quel ordre sont élus les processus ?
2. Recommencez l'opération en créant un troisième processus avec comme durée d'exécution 30 s et un temps d'arrivée de 0s.
3. Que se passe-t-il ? Que provoque le processus 3 d'une durée plus longue ?
4. Calculer le tma pour 3 processus P1, P2, P3 d'une durée respective de 50 s, 25 s et 8 s et un temps d'arrivée nul.

Algorithme SJF : Shortest-Job-First (PCTE)

SJF : la prochaine tâche dont le cycle d'UC total est le plus court (mode non préemptif).

Créez 3 processus avec les paramètres suivants:

• P1 (durée= 5 s, arrivée= 0 s),
• P2 (durée= 7 s, arrivée= 0 s),
• P3 (durée= 3 s, arrivée= 0 s).

1. Lancez la simulation et analysez les résultats de l'onglet SJF.
2. Créez un quatrième processus avec les paramètres suivants: P4 (d=2 s, a=4 s). Observez les modifications d'exécution dans ce contexte.
3. Expérimentez encore avec un cinquième processus P5 (d=2 s, a=3 s).
4. Calculez le tma pour 3 processus P1, P2, P3 d'une durée respective de 50 s, 25 s et 8 s et aucun retard au départ.

Algorithme RR : tourniquet - Round-Robin

Cet algorithme a été conçu spécialement pour les systèmes en temps partagé. Il est similaire au FCFS mais avec préemption après une tranche de temps (quantum) d’exécution (généralement entre 10 et 100 ms).

Créez 4 processus avec les paramètres suivants:

• P1 (d= 50 s, r= 0 s),
• P2 (d= 70 s, r= 0 s),
• P3 (d= 30 s, r= 0 s),
• P4 (d= 80 s, r= 0 s),
• un quantum de 10 s.

1. Lancez la simulation et observez l'exécution des processus pour la politique RR. Que se passe-t-il ?
2. Quel est le temps d'attente maximal et moyen ?
3. Recommencez le test en réglant le quantum à 1 s. Que constatez-vous ?
4. Recommencez le test en réglant le quantum à 90 s. Que constatez-vous ? À quel algorithme ressemble maintenant l'allocation du processeur ?
5. Calculez le tma pour 3 processus P1, P2, P3 d'une durée respective de 500 s, 250 s et 80 s avec un quantum de 1 s et aucun retard au départ.

Les i-nodes

Sous Unix/Linux, pour la gestion du système de fichiers, chaque fichier est identifié par un numéro unique: l'i-node. À cet identifiant est associé plusieurs informations concernant le fichier qui permettent au système d'exploitation de bien gérer les actions liées au système de fichiers. Parmi ces informations on retrouve le type, la taille et le contenu du fichier.

1. Quelles options des commandes ls et stat permettent de voir ces informations (taille, i-node, droits etc) ?
2. Comment afficher à l'aide de la commande ls la liste des fichiers triée du plus ancien au plus récent, en affichant cette date, les droits, la taille etc ?

Liens physiques

Sous Unix/Linux il existe la possibilité de créer des liens entre fichiers afin de permettre par exemple de créer plusieurs noms faisant référence au même i-node, et donc au même fichier. Pour cela il faut utiliser la commande ln. Il existe deux types de lien: les liens physiques (hard link) et les liens symboliques (soft link).

• Créez deux fichiers: le fichier one contenant la valeur 1 et le fichier two contenant la valeur 2.
• Créez ensuite à l'aide de la commande ln le fichier un et le fichier deux en tant que lien physique vers respectivement one et two.

1. Comment apparaissent ces deux fichiers avec la commande "ls -l" ?
2. Modifiez le fichier one pour y mettre la valeur 3. Que contiennent les fichiers one, two, un et deux ? Que remarquez-vous ?
3. Quels sont les i-nodes de ces 4 fichiers ?
4. Que fait donc la commande ln en création de lien physique ?
5. Comparez l'i-node du dossier courant (à partir de son parent) et l'i-node du dossier ”.” situé dans le dossier courant ? À quel répertoire correspond l'i-node de ”..” ? Expliquez.

Liens symboliques

Les fichiers de lien symbolique contiennent une référence à un autre fichier et leur contenu peut être vu comme “simplement” un chemin (absolu ou relatif) vers l'autre fichier. Comme pour les liens physiques, toutes les commandes effectuées sur un fichier lien sont en fait effectuées sur le fichier référencé. Mais contrairement aux liens physiques, il y a bien deux fichiers différents qui sont créés car ils ont deux i-nodes différents. On dit simplement que le fichier lien pointe vers un autre fichier.

Pour créer un lien symbolique il suffit d’ajouter l’option -s à la commande ln. En effet, par défaut la commande ln crée un lien physique. La commande "ls -l" permet d’identifier les liens non seulement par leur type mais indique aussi le fichier référencé. De plus il est possible de créer des liens vers des répertoires car tout répertoire est en fait un fichier.

• Créez un répertoire FR et un répertoire EN.
• Notez les i-nodes des fichiers un, deux, one et two
• Placez dans FR les fichiers un et deux précédents et dans le répertoire EN les fichiers one et two précédents.

1. Leurs i-nodes ont-ils changé ?

• Créez dans le répertoire FR le fichier trois contenant la valeur 3.
• Créez dans le répertoire EN le fichier three en tant que lien symbolique vers le fichier trois du répertoire FR par un adressage relatif.

1. Quels sont les i-nodes de ces deux fichiers ? Qu'affiche la commande ls -l dans le répertoire EN ?
2. Créez au même niveau que les répertoires EN et FR le nouveau répertoire US comme étant un lien symbolique de EN. Quel est l'i-node de US ? Le répertoire US contient-il des fichiers et si oui à quoi correspondent leur i-nodes ?
3. Modifiez la valeur du contenu de US/three à la valeur 3.0 . Quel est le contenu des fichiers FR/trois et EN/three ?
4. Déplacez le fichier US/three dans le répertoire /tmp/. Quel est son i-node et quel est son contenu ?
5. Après avoir remis le fichier /tmp/three à son emplacement original (répertoire EN), ouvrez dans un éditeur le fichier US/three et laissez le ouvert (par exemple vim, emacs). En parallèle, dans un terminal, après avoir fait un ls, supprimez le fichier FR/trois et faire de nouveau ls.
6. Modifiez dans l'éditeur la valeur par 3 et sauvez le fichier (en gardant l'éditeur ouvert). Refaire ls. Que remarquez-vous ?
7. Comment peut-on connaître le nombre de noms/liens que possède un fichier ?

Politique de remplacement

Le programme Simdef permet de simuler les algorithmes d'allocation et de remplacement de page. Expérimentez ce programme en définissant une séquence de 10 demandes de page avec les valeurs suivantes: 1, 2, 3, 4, 1, 2, 4, 3, 1, 5.

1. Fixez le nombre cadres mémoire à 5. Quel est le nombre de défauts de page pour chacune des politiques de remplacement ?
2. Fixez maintenant le nombre de cadres à 4. Quel est le nombre de défauts de page pour chacune des politiques de remplacement ?
3. Fixez maintenant le nombre de cadres à 3. Quel est le nombre de défauts de page pour chacune des politiques de remplacement ?
4. Fixez maintenant le nombre de cadres à 2. Quel est le nombre de défauts de page pour chacune des politiques de remplacement ?

Traduction d'adresses

Le programme Simav.jar permet de simuler le processus de traduction d'adresses virtuelles dans un système paginé. Exécutez ce programme (à démarrer avec java -jar également). Utilisation:

• Commencez par sélectionner une table des pages à 1 niveau (menu Niveaux).
• Entrez une adresse dans la zone prévue. Sa décomposition en numéro de page - déplacement binaire apparaît. La position de l'adresse virtuelle indiquée est également représentée sur la partie gauche de la fenêtre.
• Le bouton Simuler permet de lancer le processus de traduction de l'adresse vers la table des pages. En cas de défaut de page (la page n'est plus en mémoire), vous devez indiquez un emplacement en mémoire physique dans lequel sera placée la page.

À partir d'une mémoire et d'une TDP réinitialisée, effectuez les traductions successives suivantes afin d'expérimenter et bien comprendre le processus de traduction d'adresses paginées avec utilisation d'une table des pages.

1. Les adresses 15, 31, 42, 60, 123, 176, 225, 250 à mettre respectivement dans la mémoire physique aux emplacements 0, 1, 2, 3, 4 ,5, 6, 7 ;
2. Traduisez maintement l'adresse 94 que vous placerez à la case mémoire 2. Qu'indique maintenant le bit de validité de l'adresse 42 ?

Expérimentez ensuite la traduction avec une table des pages à 2 niveaux.