1. Définition d’un système d’exploitation (OS)

Un système d’exploitation (Operating System) est un logiciel système assurant l’interface entre le matériel informatique (processeur, mémoire, périphériques) et les applications utilisées par l’utilisateur.

Rôles principaux du système d’exploitation

• Gestion des processus
• Gestion de la mémoire
• Gestion des fichiers
• Gestion des périphériques
• Interface utilisateur (CLI/GUI)
  • Dans l’univers informatique, deux types d’interfaces dominent : la CLI (Command Line Interface) et la GUI (Graphical User Interface). Chacune présente ses propres avantages et différences. La CLI permet de contrôler un système informatique à travers des lignes de commande textuelles, offrant une grande puissance et flexibilité aux utilisateurs expérimentés. En revanche, la GUI privilégie l’interaction visuelle via des icônes et des menus, rendant les opérations plus accessibles et intuitives.
• Sécurité et contrôle des accès
• Mise à disposition d’API pour les applications

En informatique, une interface de programmation d’application ou interface de programmation applicative, souvent désignée par le terme API pour « Application Programming Interface » en anglais, est un ensemble normalisé de classes, de méthodes, de fonctions et de constantes qui sert de façade par laquelle un logiciel offre des services à d’autres logiciels. Elle est offerte par une bibliothèque logicielle ou un service web, le plus souvent accompagnée d’une description qui spécifie comment des programmes « consommateurs » peuvent se servir des fonctionnalités du programme « fournisseur ».

On parle d’API à partir du moment où une entité informatique cherche à agir avec, ou sur un système tiers et que cette interaction se fait de manière normalisée en respectant les contraintes d’accès définies par le système tiers. On dit alors que le système tiers « expose une API ».

2. Architecture générale d’un OS

2.1 Le noyau (kernel)

Le noyau est le cœur du système. Il existe plusieurs types :

• Monolithique (Linux, Unix traditionnels)
• Micro-noyau (Minix, QNX)
• Hybride (Windows NT, macOS XNU)
• Noyau exo (en recherche académique)

2.2 Les couches d’un OS

• Matériel
• Noyau
• Bibliothèques systèmes
• Interface utilisateur (Shell, GUI)
• Applications

2.3 Modes d’exécution

• Mode noyau : accès total au matériel
• Mode utilisateur : accès limité, sécurisé

3. Familles de systèmes d’exploitation

3.1 Systèmes d’exploitation historiques

• UNIX (1969)
• MS-DOS (1981)
• Mac OS Classic (1984)
• OS/2 (IBM, 1987)
• BeOS (1990s)
• AmigaOS (1985)
• Minix (1987)

3.2 Les OS modernes

• GNU/Linux (1991–)
• Windows NT (1993–)
• macOS (2001–)
• Android (2008–)
• iOS (2007–)
• ChromeOS (2011–)

4. Étude détaillée des principaux systèmes d’exploitation

4.1 UNIX

Date de création : 1969 – Bell Labs

UNIX est l’un des systèmes d’exploitation les plus influents de l’histoire. Il est à l’origine de nombreux OS modernes.

Caractéristiques principales

• Noyau monolithique
• Philosophie “tout est fichier”
• Structure modulaire
• Multi-utilisateur et multitâche dès l’origine
• Écrit en langage C
  • Le langage C, est un langage de programmation impératif, généraliste et de bas niveau. Inventé au début des années 1970 pour réécrire Unix, le langage C, est encore largement utilisé. De nombreux langages plus modernes comme C++, C#, Java et PHP ou JavaScript ont repris une syntaxe similaire au C et reprennent en partie sa logique. C offre au développeur une marge de contrôle importante sur la machine (notamment sur la gestion de la mémoire) et est de ce fait utilisé pour réaliser les « fondations » (compilateurs, interpréteurs, …) de ces langages plus modernes.

Versions notables

• AT&T UNIX (origines)
• BSD (Berkeley Software Distribution)
• Solaris (Sun Microsystems)
• AIX (IBM)
• HP-UX (Hewlett-Packard)

Influence

UNIX est le père :

• De Linux
• De macOS
• D’iOS
• De nombreuses architectures réseau modernes

4.2 GNU/Linux

Le projet GNU est une initiative de collaboration pour le développement du logiciel libre, lancée par Richard Stallman en 1978 au MIT (Massachusetts Institute of Technology).

L’objectif initial du projet GNU était la création d’un système d’exploitation libre. Dans un contexte informatique, la notion de liberté ne va pas nécessairement de pair avec celle de gratuité. Il s’agit simplement de permettre à toute personne volontaire d’exécuter, de copier, de distribuer, d’étudier, de modifier et d’améliorer le logiciel. La licence publique générale GNU (GNU General Public License), souvent abrégée en GNU GPL (ou seulement GPL), fixe les conditions légales de copie, de modification et de distribution des logiciels libres.

Date : 1991 – Linus Torvalds + Projet GNU

Linux est un système de type Unix, libre et open-source.

Architecture

• Noyau monolithique modulaire
• Interface CLI (bash, zsh…) ou GUI (GNOME, KDE…)

Caractéristiques

• Multi-utilisateur
• Sécurisé
• Stable
• Performant sur serveurs
• Communauté très active

Distributions majeures

• Ubuntu / Debian
• Fedora / Red Hat / CentOS
• Arch Linux / Manjaro
• OpenSUSE
• Kali Linux

Domaines d’utilisation

• Serveurs (dominant dans le web)
• Supercalculateurs (99 % utilisent Linux)
• Systèmes embarqués
• Desktop pour utilisateurs avancés

4.3 Microsoft Windows

Historique

• MS-DOS (1981)
• Windows 3.x (1990–1992)
• Windows 95/98/ME
• Famille NT (Windows NT, Windows 2000,VISTA, XP,7, 10, 11…)

Caractéristiques

• Noyau hybride NT
• Interface graphique très développée
• Large compatibilité logicielle
• Dominant sur PC personnels

Architecture

• Services Windows
• Registre système
• Gestion des pilotes par HAL (Hardware Abstraction Layer en français Couche d’abstraction matérielle)

Versions notables

• Windows XP (2001) : stabilité et popularité
• Windows 7 (2009) : référence en ergonomie
• Windows 10 (2015) : OS universel
• Windows 11 (2021) : design modernisé

4.4 macOS

Origine

• macOS est basé sur Darwin, lui-même basé sur BSD UNIX et le micro-noyau Mach.

Caractéristiques

• Noyau hybride (XNU)
• Interface graphique soignée (Aqua)
• Très intégré au matériel Apple
• Système UNIX certifié

Éléments techniques

• Résistant aux virus
• Très performant en multimédia
• API Cocoa pour les applications

4.5 Android

Date : 2008 — Google / Open Handset Alliance
L’Open Handset Alliance (abrégé OHA) est un consortium de plusieurs entreprises dont le but est de développer des normes ouvertes pour les appareils de téléphonie mobile. Le consortium a été créé le 5 novembre 2007 à l’initiative de Google 

Android est un système d’exploitation mobile dérivé de Linux.

Caractéristiques

• Noyau Linux
• Machine virtuelle (ART) pour exécuter les applications
• Architecture orientée services
• Système très personnalisable

Spécificités

• OS mobile le plus utilisé dans le monde
• Forte fragmentation des versions
• Applications en Java/Kotlin

4.6 iOS

Date : 2007 – Apple

Dérivé de macOS, iOS est un OS propriétaire optimisé pour iPhone et iPad.

Caractéristiques

• Très sécurisé
• Contrôle strict des applications via App Store
• Architecture basée sur Darwin
• Optimisé pour le matériel Apple

Points clés

• Système fluide
• Intégration verticale totale
• Api robustes (Swift/UIKit)

4.7 Autres OS notables

ChromeOS (Google)

• Basé sur Linux et Chrome
• Très léger
• Applications web first

FreeBSD / OpenBSD / NetBSD

• Héritage direct d’UNIX
• Utilisés dans des infrastructures réseau et sécurité

QNX

• Micro-noyau
• Très utilisé en automobile

Haiku OS

• Héritier de BeOS
• Système expérimental

ReactOS

• Clone libre de Windows NT

5. Comparatif synthétique

Critère	Windows	MacOs	Linux	Android	iOS
Licence	Propriétaire	Propriétaire	Libre	Libre + Google	Propriétaire
Sécurité	Moyenne	Haute	Très haute	Haute	Très haute
Facilité d’usage	Très facile	Très facile	Variable	Très facile	Très facile
Serveurs	Moyen	Faible	Excellent	Non	Non
Applications	Très nombreuses	Nombreuses	Nombreuses	Très nombreuses	Très nombreuses
Personnalisation	Faible	Faible	Très forte	Forte	Très faible

6. Conclusion

Les systèmes d’exploitation ont évolué depuis les premiers UNIX jusqu’aux OS modernes mobiles comme Android et iOS.

Chaque OS a :

• Son architecture
• Sa philosophie
• Ses forces et faiblesses
• Ses domaines d’application

La compréhension des OS est essentielle pour :

• L’administration système
• Le développement logiciel
• La cybersécurité
• La gestion d’infrastructures informatiques