Objectifs par rapport aux acquis d'apprentissage du programme

• Imaginer, concevoir, réaliser et mettre en oeuvre des modèles conceptuels et des solutions informatiques pour répondre à des problèmes complexes notamment de décision, d'optimisation, de gestion et de production dans le cadre d'une démarche d'innovation en entreprise en intégrant l'évolution des besoins, contextes et enjeux (techniques, économiques, sociétaux, éthiques et environnementaux).
• Sur base d'une modélisation, concevoir un système ou une stratégie répondant au problème posé ; les évaluer compte tenu des différents paramètres du cahier des charges.
• Concrétiser une solution choisie sous la forme de diagrammes, de graphes, de prototypes, de logiciels et/ou de modèles numériques.
• Evaluer la démarche et les résultats en vue de leur adaptation (modularité, optimisation, qualité, robustesse, fiabilité, évolutivité,...).
• Mobiliser un ensemble structuré de connaissances et compétences scientifiques et techniques spécialisées permettant de répondre, avec expertise et adaptabilité, aux missions de l'ingénieur civil en Informatique et Gestion
• Maîtriser et mobiliser de façon pertinente des connaissances, des modèles, des méthodes et des techniques relatifs au domaine de l'Informatique et Gestion
• Planifier, gérer et mener à bien des projets compte tenu de leurs objectifs, ressources et contraintes et en assurant la qualité des activités et des livrables.
• Définir et cadrer le projet compte tenu de ses objectifs, ressources et contraintes.
• Respecter les échéances et le plan de travail.
• Travailler efficacement en équipe, développer son leadership, prendre des décisions dans des contextes multidisciplinaires, multiculturels et internationaux.
• Interagir efficacement avec d'autres acteurs pour réaliser un travail commun dans des contextes variés (multidisciplinaires, multiculturels et internationaux).
• Communiquer et échanger des informations de manière structurée - oralement, graphiquement et par écrit, en français et dans une ou plusieurs autres langues - sur les plans scientifique, culturel, technique et interpersonnel en s'adaptant au but poursuivi et au public concerné.
• Argumenter et convaincre, tant à l'oral qu'à l'écrit, vis-à-vis de clients, des enseignants et des jurys.
• Utiliser et produire des documents scientifiques et techniques (modélisation mathématique, architecture des données et du logiciel, rapport, cahier des charges, analyse financière, documentation et manuels, ...) adaptés au but poursuivi et au public concerné.
• Contribuer par un travail de recherche à la solution innovante d'une problématique en sciences de l'ingénieur.
• Concevoir et mettre en oeuvre des analyses conceptuelles, des modélisations numériques, des implémentations logicielles, des études expérimentales et des analyses comportementales.
• Récolter et analyser des données avec rigueur.
• Communiquer, à l'écrit et à l'oral, sur la démarche et ses résultats en mettant en évidence tant les critères de scientificité de la recherche menée, que les potentialités d'innovation théoriques ou techniques et les possibles enjeux non techniques.

Acquis d'apprentissage de l'UE

À l'issue de cet enseignement, les étudiants seront en mesure de décrire les principes fondamentaux qui régissent le développement des systèmes d'exploitation modernes. Ils pourront expliquer les interactions entre les différents composants des systèmes d'exploitation et résoudre des problèmes complexes de gestion de ressources et de synchronisation.

Les étudiants auront mis en pratique leurs connaissances en développant des scripts et des programmes systèmes en C afin d'automatiser des manipulations de processus et de fichiers dans un environnement UNIX.

Contenu de l'UE : descriptif et cohérence pédagogique

Introduction : Fonctions et caractéristiques d'un système d'exploitation, allocation et répartition des ressources, bref historique.

Virtualisation du CPU : Abstraction d'un processus, interface, états, structures de données, limited direct execution, appels système, context switches, préemption, algorithmes d'ordonnancement.

Virtualisation de la mémoire : Abstraction d'un espace d'adressage, relocalisation statique et dynamique, segmentation, pagination, translation lookaside buffer (TLB), stockage de la table des pages, gestion du swap.

Concurrence : Abstraction d'un thread, primitives de synchronisation (verrous, variables de condition, sémaphores), supports OS et hardware pour leur implémentation, problèmes de concurrence classiques (Producteurs/Consommateurs, Lecteurs/Éditeurs, Thread Throttling, Dîner des Philosophes), bugs de concurrence fréquents, discussion en détail des deadlocks.

Persistance : Périphériques d'entrée-sortie, disque (fonctionnement, ordonnancement, RAID), systèmes de fichiers (interface POSIX, implémentation, journalisation).

Tous les concepts sont illustrés dans le système d'exploitation minimal xv6.

UNIX : Manipulation des processus, du système de fichiers et du noyau à travers des programmes en C (interface POSIX) et des scripts shell.

Compétences préalables

Maîtrise d'un langage de programmation, architecture des ordinateurs, fonctionnement d'un processeur, mécanisme d'interruption, adressage mémoire, fonctionnement d'un cache.