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Un système d'exploitation multi-utilisateurs est en général pourvu avec des programmes permettant de surveiller l'utilisation par autrui de l'ordinateur consultation de journaux d'activité ou de changer les listes de droits d'ac en vue d'autoriser ou d're un fichier à certains utilisateurs. Les différents programmes du système d'exploitation sont précisément répartis en couches distinctes 12.
La couche supérieure demeure l'interface de programmation avec les logiciels applicatifs (dont font partie les logiciels utilitaires fournis avec le système d'exploitation). Au centre, on trouve une ou plusieurs couches qui englobent les composants principaux du système d'exploitation tels que : les programmes pour les systèmes de fichiers et le réseau, la gestion de mémoire (voir supra), les pilotes, l'ordonnanceur, le gestionnaire d'interruption 13.
La couche inférieure, surnommée couche d'abstraction matérielle (anglais hardware abstraction layer abrégé HAL), est chargée de dissimuler les particularités matérielles et les différences qu'il existe entre les machines sur lesquelles le système d'exploitation sera utilisé
Le noyau (anglais kernel) traduit un espace mémoire isolé, dans lequel est placé tout ou partie du système d'exploitation. Dans le langage courant le terme kernel désigne l'emplacement ainsi que l'ensemble des programmes qu'il contient et qui forment le cœur rigide du système d'exploitation. Le contenu du noyau ne peut pas être modifié par inadvertance par les logiciels applicatifs une modification soutiendrait un crash de l'ordinateur.
l'architecture est dite à noyau monolithique lorsque la totalité des programmes du système d'exploitation (en particulier les pilotes, les programmes qui traitent le réseau et le système de fichier) sont disponibles dans l'espace du noyau. Dans cette architecture chaque utilisation d'une fonction de l'interface de programmation provoque une commutation de contexte et le passage en mode kernel (voir supra).
l'architecture est dite micro-noyau (anglais microkernel) lorsque le noyau englobe le strict minimum, c'est-à-dire l'ordonnanceur et le programme qui simule la mémoire virtuelle, et que la grande majorité des programmes se trouvent en dehors : les pilotes, les programmes qui traitent les systèmes de fichiers ou l'interface graphique, ainsi que les logiciels applicatifs.
Dans cette architecture les nombreux programmes qui se trouvent en dehors du noyau sont isolés les uns des autres, sont exécutés comme des logiciels applicatifs en concurrence et utilisent les fonctionnalités du noyau pour s'échanger des messages. l'utilisation des fonctions de l'interface de programmation entraîne l'émission de nouveaux messages.
Divers systèmes d'exploitation ont une architecture qui a certaines caractéristiques des micro-noyaux et en même temps des noyaux monolithiques. Cette architecture est appelée noyau hybride macro-noyau ou micro-noyau modifié.






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