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C3 Processus

Activités

▪ Activité 1 : Observer les processus

  1. Commande ps

    1. Consulter l'aide sur la commande ps, quel est le rôle de cette commande ?
    2. Tester la commande ps (sans option) dans un terminal. Qu'est-ce que PID du processus ?
    3. Tester les options suivantes de la commande ps et indiquer leur rôle (en consultant l'aide de la commande ou en faisant vos propres recherches sur le Web)
      1. ps -e (ou ps -A)
      2. ps -f quelle est la signification de la colonne PPID ?
      3. ps -x

  2. Processus et programme

    1. Lancer un terminal et y taper la commande ps sans aucune option, le résultat devrait être semblable à : 
          PID   TTY          TIME CMD
    19149 pts/3    00:00:00 bash
    19336 pts/3    00:00:00 ps
      On va à présent lancer la calculatrice gnome-calculator à partir de ce terminal, pour conserver la main dans le terminal, il faut faire suivre la commande d'un &, il faut donc entrer : gnome-calculator &.
    2. Entrer de nouveau la commande ps pour constater l'apparition d'un nouveau processus, noter son PID.

    3. Lancer une nouvelle fois et de la même façon la calculatrice gnome-calculator. On a donc lancé deux fois le même programme, obtient-on deux fois le même processus ? Que peut-on en conclure sur les notions de programmes et de processus ?

      Remarque

      La commande pstree permet de visualiser les processus sous la forme d'une arboresence.

  3. Tuer un processus

    1. Recherche la page de documentation de la commande kill.
    2. A partir du terminal arrêter les processus gnome-calculator crées à la question précédente.

  4. Les commandes top (ou en version "améliorée" htop), permettent de visualiser un affichage dynamique des processus, contrairement à un ps qui les listent à un instant donné.

    1. Tester ces commandes
    2. Rechercher la signification de la colonne S, quelles sont les valeurs possibles ?
    3. Rechercher la signification de la colonne NI. Comment interpréter les valeurs de cette colonne ?

▪ Activité 2 : Le diner des philosophes

  1. Consulter la page wikipedia du problème du diner des philosophes pour comprendre le problème.

  2. Que se passe-t-il s'il n'y a que deux philosophes et que chacun de ces deux philosophes prend la fourchette située à sa gauche ?

    Aide

    On rappelle que :

    • S'il y a 2 philosophes, alors il y a deux fourchettes.
    • Un philosophe a besoin de deux fourchettes pour manger.

  3. Par rapport aux vocabulaire des systèmes d'exploitation, que représentent les philosophes ? les fourchettes ?

  4. Dans le vocabulaire des processus, comment appelle-t-on la situation de la question 2. ?

Cours

Vous pouvez télécharger une copie au format pdf du diaporama de synthèse de cours présenté en classe :

Diaporama de cours

Attention

Ce diaporama ne vous donne que quelques points de repères lors de vos révisions. Il devrait être complété par la relecture attentive de vos propres notes de cours et par une révision approfondie des exercices.

Exercices

▪ Exercice 1 : Commandes Linux

  1. Rappeler le rôle des commandes suivantes :

    1. ps
    2. pstree
    3. top (ou htop)
    4. kill

  2. Quelles commandes permettent d'effectuer les actions suivantes :

    1. Afficher les processus en cours de l'utilisateur toto
    2. Tuer le processus ayant pour PID 12139

▪ Exercice 2 : Tuer un processus

  1. Créer et lancer un programme Python contenant une boucle infinie

    Aide

    On pourra par exemple créer un programme affichant les entiers 1,2,3,...

  2. Arrêter ce programme à partir d'un terminal (repérer d'abord le pid du processus, puis utiliser la commande kill)

▪ Exercice 3 : Interblocage

Imaginer, puis illustrer par un schéma, une situation d'interblocage faisant intervenir trois processus P1,P2 et P3 et trois ressources R1, R2 et R3.

▪ Exercice 4 : Etats d'un processus 

Cet exercice est extrait d'un sujet de bac de la session 2021

  1. Les états possibles d'un processus sont : prêt, élu, terminé et bloqué.
    1. Expliquer à quoi correspond l'état élu
    2. Proposer un schéma illustrant les passages entre les différents états.

▪ Exercice 5 : Processus et interblocage 

Cet exercice correspond aux parties A et B d'un sujet de bac de la session 2021

Partie A

Pour chacune des questions, une seule des quatres réponses est exacte.

  1. Parmi les commandes ci-dessous, laquelle permet d'afficher les processus en cours d'exécution ?
    1. dir
    2. ps
    3. man
    4. ls
  2. Quelle abréviation désigne l'identifiant d'un processus dans un système d'exploitation de type unix ?
    1. pix
    2. sig
    3. pid
    4. sid
  3. Comment s'appelle la gestion du partage du processeur entre différents processus ?
    1. L'interblocage
    2. L'ordonnancement
    3. La planification
    4. La priorisation
  4. Quelle commande permet d'interrompre un processus dans un système d'exploitation de type unix ?
    1. stop
    2. interrupt
    3. end
    4. kill

Partie B

Un processeur choisit à chaque cycle d'exécution le processus qui doit être exécuté. Le tableau ci-dessous donne pour trois processus P1, P2,P3 :
- la durée d'exécution (en nombre de cycles),
- l'instant d'arrivée sur le processeur (exprimé en nombre de cycles à partir de 0)
- le numéro de priorité
Le numéro de priorité est d’autant plus petit que la priorité est grande. On suppose qu’à chaque instant, c’est le processus qui a le plus petit numéro de priorité qui est exécuté, ce qui peut provoquer la suspension d’un autre processus, lequel reprendra lorsqu’il sera le plus prioritaire.

Processus Durée d'exécution Instant d'arrivée Numéro de priorité
P1 3 3 1
P2 3 2 2
P3 4 0 3

  1. Reproduire le tableau ci-dessous sur la copie et indiquer dans chacune des cases le processus exécuté à chaque cycle :

    reponse

  2. On suppose maintenant que les trois processus précédents s'exécutent et utilisent une ou plusieurs ressources parmi R1,R2 et R3. Parmi les scénarios suivants, lequel provoque un interblocage ? Justifier.

scenarios

▪ Exercice 6 : Gestion des processus et des ressources 

Cet exercice est extrait d'un sujet de bac de la session 2021

Partie A

Dans un bureau d’architectes, on dispose de certaines ressources qui ne peuvent être utilisées simultanément par plus d’un processus, comme l’imprimante, la table traçante, le modem. Chaque programme, lorsqu’il s’exécute, demande l’allocation des ressources qui lui sont nécessaires. Lorsqu’il a fini de s’exécuter, il libère ses ressources.

programmes On appelle p1, p2 et p3 les processus associés respectivement aux programmes 1,2 et 3.

  1. Les processus s'exécutent de manière concurrente. Justifier qu'une situation d'interblocage peut se produire.
  2. Modifier l'ordre des instructions du programme 3 pour qu'une telle situation ne puisse pas se produire. Aucune justification n'est attendue.
  3. Supposons que le processus p1 demande la table traçante alors qu'elle est en cours d'utilisation par le processus p3. Parmi les états suivants, quel sera l'état du processus p1 tant que la table traçante n'est pas disponible :
    a) élu       b) bloqué       c) prêt     d) terminé

Partie B

Avec une ligne de commande dans un terminal sous Linux, on obtient l'affichage suivant : processus La documentation Linux donne la signification des différents champs :
- UID : identifiant utilisateur effectif ;
- PID : identifiant de processus ;
- PPID : PID du processus parent ;
- C : partie entière du pourcentage d'utilisation du processeur par rapport au temps de vie des processus ;
- STIME : l'heure de lancement du processus ;
- TTY : terminal de contrôle
- TIME : temps d'exécution
- CMD : nom de la commande du processus

  1. Parmi les quatres commandes suivantes, laquelle a permis cet affichage ?

    1. ls -l
    2. ps -ef
    3. cd ..
    4. chmod 741 processus.txt

  2. Quel est l'identifiant du processus parent à l'origine de tous les processus concernant le navigateur Web (chromium-browser) ?

  3. Quel est l'identifiant du processus dont le temps d'exécution est le plus long ?

▪ Exercice 7 : Processus et base de données

On suppose qu'on dispose d'une base de données des processus lancés sur un ordinateur à un instant donné. Cette base de données est constituée d'une seule table appelée processus et contenant les champs suivants :
pid : Le PID du processus
ppid : Le PPID du processus
user : le nom du propriétaire du processus
priority : la priorité du processus
time : le temps d'execution du processus
cpu : le pourcentage de ressources cpu utilisé par le processus

  1. Expliquer pourquoi pid peut-être utilisé comme clé primaire de cette table et pas user.
  2. Le champ ppid peut-il être utilisé comme clé primaire, pourquoi ?
  3. Proposer un type et un domaine pour le champ cpu.
  4. Ecrire une requête sql permettant d'afficher les processus de l'utilisateur root.
  5. Ecrire une requête sql permettant d'afficher les trois processus utilisant le plus de ressources cpu.
  6. Ecrire une requête sql permettant d'obtenir la somme des temps d'exécution des processus.
  7. Ecrire une requête sql permettant d'obtenir tous les fils du processus de pid 12415.

▪ Exercice 8 : Exercices extraits de sujet de Bac 2022 

  1. Amérique du sud (Jour 1) - Exercice 4

    Corrigé disponible

    Accéder au corrigé

  2. Amérique du nord (Jour 2) - Exercice 2

Humour d'informaticien

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