Systèmes informatiques

Le CPU est l'organe chargé de l'interprétation des instructions, du calcul et de la commande : c'est le cerveau de l'ordinateur. La conservation durable décrit la mémoire auxiliaire, la saisie les organes d'entrée et l'affichage les organes de sortie. Le CPU n'effectue pas lui-même le stockage ni les entrées-sorties : il leur donne des ordres.

1 GHz représente 1 milliard de battements par seconde : 2 GHz signifie donc 2 milliards de cycles d'horloge par seconde. 200 millions est dix fois trop faible. L'horloge est le rythme de fonctionnement et une instruction demande plusieurs cycles : le nombre d'instructions n'est donc pas égal au nombre de cycles. Le volume de données transférées est un autre indicateur, distinct de la fréquence d'horloge.

Le processeur multicœur intègre plusieurs cœurs (noyaux de calcul) dans un seul CPU. L'installation de plusieurs CPU décrit le multiprocesseur, qui s'en distingue par la multiplication des CPU eux-mêmes. La mémoire intermédiaire rapide est la mémoire cache et l'exécution d'ordinateurs virtuels la virtualisation : aucun rapport avec le nombre de cœurs.

Le GPU est un organe qui exécute en parallèle de très nombreux calculs, conçu pour le traitement d'images ; cette aptitude le fait aussi utiliser pour les calculs massifs comme l'entraînement d'IA. La conservation sans alimentation décrit la ROM, l'intermédiaire avec les périphériques le pilote de périphérique et le regroupement de disques le RAID : rien de tout cela ne concerne le GPU.

Le CPU extrait d'abord l'instruction de la mémoire principale (fetch), puis en décode le contenu (decode), lit les données nécessaires et l'exécute, et range enfin le résultat. On ne peut pas décoder avant d'extraire, ce qui élimine les propositions commençant par le décodage ou l'exécution, ni exécuter sans avoir décodé, ce qui élimine celle qui exécute avant de décoder.

2 GHz représente 2×10^9 cycles par seconde ; à 4 cycles par instruction, on obtient 2×10^9 ÷ 4 = 5×10^8, soit 500 millions d'instructions. 250 millions provient d'une division par 8 au lieu de 4, 2 milliards assimile le nombre de cycles au nombre d'instructions, et 8 milliards multiplie par 4 au lieu de diviser : tous sont faux.

La RAM est volatile et perd son contenu à la coupure de l'alimentation ; la ROM est non volatile et le conserve. La première proposition inverse les descriptions et la deuxième est fausse pour la ROM. La mémoire principale hébergeant les programmes en cours d'exécution utilise la RAM, ce qui rend fausse la proposition sur la ROM.

La DRAM, de structure simple, se produit à bas coût en grande capacité et sert de mémoire principale. C'est la SRAM qui est la plus rapide et sert de mémoire cache, ce qui inverse la première proposition, et c'est la DRAM qui exige le rafraîchissement. La SRAM est elle aussi une RAM, donc volatile : la dernière proposition est fausse.

La mémoire flash est une mémoire non volatile effaçable et réinscriptible électriquement par blocs, utilisée dans les clés USB, cartes SD et SSD. La DRAM et la SRAM sont volatiles et perdent leur contenu hors alimentation : elles ne conviennent pas au stockage. La ROM masquée a son contenu figé à la fabrication et n'est pas réinscriptible : elle ne convient pas non plus.

La ROM masquée est une ROM dont le contenu est gravé à la fabrication : elle ne peut plus être réécrite après expédition, et la production en masse en abaisse le coût unitaire. La réécriture électrique répétée caractérise l'EEPROM ou la mémoire flash. La ROM étant non volatile, la proposition sur l'effacement est fausse ; quant à une mémoire sans limite de réécritures, elle n'est pas courante, et la ROM masquée n'est de toute façon pas réinscriptible.

La mémoire cache est une mémoire rapide et de petite capacité placée entre le CPU et la mémoire principale : elle conserve les données fréquemment utilisées et réduit les temps d'attente. La conservation sans alimentation est le rôle des mémoires non volatiles, l'extension de la mémoire principale la mémoire virtuelle et la répartition sur plusieurs disques le RAID : aucun n'est l'objectif de la mémoire cache.

La hiérarchie mémoire s'ordonne, du sommet vers le bas, en registres, mémoire cache, mémoire principale et mémoire auxiliaire : plus on monte, plus c'est rapide, petit et coûteux. La première proposition inverse registres et cache, la troisième place à tort la mémoire principale au sommet, et la dernière est le classement du plus lent au plus rapide.

Le temps d'accès effectif se calcule en pondérant par leurs probabilités le cas de succès et le cas d'échec : 0,9×10 + 0,1×100 = 9 + 10 = 19 nanosecondes. 10 correspond à un taux de succès de 100 %, 55 à la moyenne simple et 100 au cas sans cache : tous contredisent le principe de pondération.

La mémoire principale, lue et écrite directement par le CPU, est rapide, mais son prix par unité de capacité est supérieur à celui de la mémoire auxiliaire et sa capacité moindre. La première proposition inverse vitesse et capacité. C'est la mémoire principale que le CPU lit et écrit directement, et la mémoire auxiliaire est non volatile et conserve son contenu hors alimentation : les autres propositions sont fausses.

L'USB permet de connecter des appareils variés, clavier, imprimante, SSD externe, et prend aussi en charge l'alimentation par le câble (bus power). La transmission de vidéo et de son décrit le HDMI, et la communication à quelques centimètres le NFC. L'USB accepte le branchement à chaud, appareil allumé : l'obligation d'éteindre est fausse.

Le HDMI est la norme qui transporte en numérique vidéo et son sur un seul câble, utilisée pour la connexion aux écrans et téléviseurs. Bluetooth est une liaison sans fil de quelques mètres et le NFC une liaison sans fil de quelques centimètres : ce sont des normes radio. L'IEEE1394 est une interface filaire rapide, mais pas le standard pour envoyer ensemble vidéo et son vers un dispositif d'affichage.

Le NFC est une norme sans fil qui ne communique qu'à très courte distance, utilisée pour les titres de transport à carte, la monnaie électronique et le paiement sans contact. USB, HDMI et IEEE1394 sont des interfaces filaires reliées par câble, incapables de communiquer par simple approche.

Le Bluetooth est une norme de communication sans fil à courte portée reliant des appareils dans un rayon de quelques mètres : souris, claviers, écouteurs. La fibre optique relève des télécommunications optiques, la communication à quelques centimètres du NFC et la transmission par lignes électriques du courant porteur en ligne (CPL) : rien de tout cela n'est le Bluetooth.

Le pilote de périphérique est le logiciel de commande fourni pour chaque périphérique : il fait le pont entre le système d'exploitation et l'appareil. La répartition du CPU relève de la gestion des tâches du système d'exploitation, le chiffrement des mécanismes de sécurité et la traduction du code du compilateur : ce sont d'autres rôles que la commande des périphériques.

L'actionneur est le composant qui convertit un signal électrique en mouvement physique : il joue le rôle de porte de sortie agissant sur le monde réel. La mesure des états décrit le capteur, porte d'entrée qui recueille les informations du monde réel. Le composant d'envoi est le module de communication et la conservation le dispositif de stockage : aucun n'est l'actionneur.

L'OLED est un procédé où les pixels émettent eux-mêmes la lumière : sans rétroéclairage arrière, il se prête à l'amincissement et produit des noirs profonds en éteignant les pixels. La commande tactile est une fonction d'écran tactile, indépendante du procédé d'affichage. La qualité d'impression concerne les imprimantes et la persistance de l'affichage caractérise le papier électronique, pas l'OLED.

Le système embarqué est un système informatique intégré dans un appareil et n'assurant qu'une fonction déterminée : le dispositif de commande d'un cuiseur de riz en est l'exemple type. Les trois autres propositions décrivent des systèmes informatiques généralistes exécutant des traitements variés sans limitation d'usage : ce ne sont pas des systèmes embarqués.

Le système client-serveur répartit les rôles entre le serveur, qui fournit les services, et les clients, qui les utilisent. L'échange direct sur un pied d'égalité est le pair-à-pair, l'exécution d'ordinateurs virtuels la virtualisation et le regroupement de disques le RAID : aucun ne relève de la répartition des rôles.

Le client léger concentre traitements et données côté serveur et ne laisse pas de données sur le terminal, ce qui réduit le risque de fuite d'informations en cas de perte ou de vol. Le traitement côté terminal est allégé, ce qui infirme la première proposition, et le traitement dépendant du serveur, le travail ne peut pas continuer quand le serveur ou le réseau est indisponible.

La virtualisation fait tourner plusieurs serveurs virtuels sur un seul serveur physique : la consolidation réduit l'espace, l'électricité et l'effort d'administration. La capacité physique n'augmente pas, ce qui infirme la première proposition ; la protection contre les pannes exige d'autres dispositifs comme les sauvegardes ou le RAID ; et la vitesse du réseau n'a aucun rapport.

Le pair-à-pair est le mode où les ordinateurs participants communiquent directement, en relation d'égalité. La concentration sur un grand ordinateur est le traitement centralisé, l'affichage seul sur les terminaux le client léger ou la VDI, et le réseau dédié au stockage le SAN : aucun n'est une architecture d'échanges directs entre égaux.

Le NAS est un dispositif de stockage dédié au partage de fichiers qui se branche directement sur le réseau, d'une mise en place aisée. La mise en commun des temps libres est le grid computing, l'environnement de bureau virtuel la VDI et la coopération d'ordinateurs le cluster. Le mode consistant à établir un réseau rapide séparé dédié au stockage est le SAN, à distinguer du NAS.

L'edge computing traite les données près du lieu où elles naissent et n'envoie au centre (le cloud) que ce qui est nécessaire : il réduit le volume de communication et raccourcit les temps de réponse. Tout envoyer au cloud est l'usage classique sans edge, la répartition mondiale d'un calcul le grid computing et l'extinction des appareils une mesure d'économie d'énergie.

Le RAID 1 écrit le même contenu sur 2 disques : si l'un tombe en panne, l'autre permet de poursuivre le traitement, mais la capacité utilisable est réduite de moitié. La répartition pour la vitesse est le RAID 0 et la répartition avec parité le RAID 5. La réplication périodique décrit la sauvegarde, dont l'objectif et le mécanisme diffèrent de la double écriture permanente du RAID 1.

Le RAID 5 répartit données et parité sur au moins 3 disques et reconstitue les données à partir des disques restants en cas de panne d'un seul. Le RAID 0 est sans redondance et perd les données à la première panne ; le RAID 1 écrit le même contenu en double et n'offre que la moitié de la capacité ; et le RAID 5 utilise bel et bien la parité : les trois autres propositions sont fausses.

Le cluster fait coopérer plusieurs ordinateurs pour qu'ils fonctionnent comme un seul : il vise l'amélioration des performances par répartition des traitements et de la disponibilité, le traitement continuant même si une machine s'arrête. Le client léger allège les terminaux, le pair-à-pair est une forme de communication entre égaux et l'edge computing un traitement au plus près du terrain : aucun ne correspond.

Le système dual fait fonctionner en parallèle et en permanence deux ensembles de même configuration, en confrontant leurs résultats. Le système duplex effectue le traitement réel sur l'ensemble principal et garde l'ensemble secondaire en attente pour basculer en cas de panne. La deuxième proposition intervertit les deux descriptions, la troisième inverse la présence de la comparaison, et la dernière confond avec le RAID.

Le cold standby laisse l'ensemble de secours arrêté : le coût est contenu mais le démarrage et la bascule prennent du temps. Le secours alimenté et déjà démarré décrit le hot standby. Le traitement parallèle avec comparaison est le système dual et la poursuite en mode dégradé le fail soft : rien de tout cela n'est le cold standby.

Le fool proof est une conception qui évite qu'une erreur de manipulation de l'utilisateur ne conduise à un danger ou à une panne : le lave-linge qui ne démarre pas couvercle ouvert en est l'exemple. Le feu rouge en cas de panne est du fail safe, les 2 serveurs de la tolérance aux pannes (redondance), et la poursuite en mode dégradé du fail soft : ce sont des réponses aux pannes, pas des parades aux erreurs de manipulation.

Le fail soft consiste à isoler la partie en panne et à maintenir le système en fonctionnement, quitte à réduire fonctions ou performances. Le champ n'acceptant que des chiffres est du fool proof, l'extinction automatique du poêle du fail safe et la multiplication des équipements de la tolérance aux pannes. La différence avec cette dernière est que le fail soft accepte la dégradation, tandis que la tolérance aux pannes vise le maintien du fonctionnement normal.

Un montage en série n'est utilisable que si tous les dispositifs fonctionnent : le taux global est le produit des taux, soit 0,9×0,8 = 0,72. 0,98 correspond au calcul en parallèle 1−(1−0,9)×(1−0,8), 0,85 à la moyenne des deux et 0,80 au taux du dispositif le plus faible : aucun n'est le calcul en série.

En parallèle, on soustrait de 1 la probabilité que les deux s'arrêtent en même temps : 1−(1−0,9)×(1−0,9) = 1−0,01 = 0,99. 0,81 correspond au calcul en série 0,9×0,9, 0,90 au cas d'un seul dispositif, et 1,80 à la simple addition des taux, ce qui est faux puisqu'un taux de disponibilité ne peut pas dépasser 1.

Le taux de disponibilité vaut MTBF ÷ (MTBF + MTTR), soit 475 ÷ (475+25) = 475 ÷ 500 = 0,95. 0,05 correspond à MTTR ÷ (MTBF + MTTR), c'est-à-dire à la proportion du temps d'indisponibilité pour panne. 0,98 et 0,90 ne s'obtiennent par aucune de ces formules.

En série, le taux global est le produit des taux : 0,9×0,9×0,9 = 0,729. 0,810 correspond à 2 dispositifs en série, 0,900 à un seul dispositif, et 0,999 à 3 dispositifs en parallèle avec le calcul 1−(1−0,9)^3 : aucun n'est la valeur de 3 dispositifs en série.

Le fail safe est une conception qui, en cas de panne, fait basculer le système du côté sûr pour éviter l'accident : les exemples du passage à niveau et du feu en relèvent. Le fool proof pare aux erreurs de manipulation des utilisateurs, le fail soft isole la partie en panne et poursuit le traitement quitte à réduire les fonctions, et la tolérance aux pannes maintient l'ensemble des fonctions par redondance : aucun ne vise le basculement du côté sûr.

En considérant d'abord le bloc parallèle comme un seul dispositif, son taux vaut 1−(1−0,9)×(1−0,9) = 0,99. Connecté en série avec le dispositif A, on obtient 0,9×0,99 = 0,891. 0,729 correspond aux 3 dispositifs tous en série, 0,810 à 2 en série et 0,990 au seul bloc parallèle : aucun ne tient compte de la mise en série avec A.

Le MTBF s'obtient en divisant le temps total de fonctionnement par le nombre de pannes : 1000÷5 = 200 heures ; le MTTR en divisant le temps total de réparation par le nombre de pannes : 50÷5 = 10 heures. La première proposition intervertit les deux notions ; la troisième ne divise pas le temps de réparation par le nombre de pannes et la dernière ne divise pas le temps de fonctionnement. Le taux de disponibilité vaut alors 200÷(200+10), soit environ 0,952.

Le débit (throughput) est la quantité de travail traitée en un temps donné : plus il est grand, plus la capacité de traitement est élevée. La première proposition décrit le temps de restitution (turnaround), le temps de réponse désignant le délai jusqu'au début de la première réponse. Le TCO est la somme des coûts initiaux et des coûts d'exploitation, et le benchmark une méthode de mesure et de comparaison des performances avec des programmes identiques (la proportion de temps utilisable est le taux de disponibilité).

En recopiant de D2 vers D5, la colonne ne change pas et la ligne se décale de 3. La référence relative B2 se décale de 3 lignes et devient B5, tandis que la référence absolue $B$10, figée en colonne et en ligne, ne change pas. On obtient donc « =B5/$B$10 ». La première proposition ne décale pas la référence relative, la deuxième décale aussi la référence absolue et la dernière décale même la colonne.

Le système d'exploitation gère les ressources matérielles et fournit, via la gestion des tâches, de la mémoire, des fichiers et des entrées-sorties, le socle sur lequel tournent les applications. Le travail de l'utilisateur et l'affichage des pages Web relèvent des logiciels applicatifs (tableur, navigateur), et la traduction du code du compilateur : ce ne sont pas les rôles propres du système d'exploitation.

Vu du répertoire courant dirB, dirC se trouve directement sous le parent dirA. Il faut donc remonter au parent dirA par « .. », entrer dans dirC et désigner file.txt : « ../dirC/file.txt » est correct. « ./dirC/file.txt » vaudrait si dirC était sous dirB, « /dirC/file.txt » est une écriture de chemin absolu partant de la racine, et « ../../dirC/file.txt » remonte jusqu'à la racine, or dirC n'est pas directement sous la racine.

Un OSS est un logiciel dont le code source est public et qui peut être utilisé, amélioré et redistribué selon les conditions de sa licence. Les droits d'auteur ne sont pas abandonnés, la gratuité n'est pas une condition et la distribution payante est possible, et l'usage professionnel en entreprise est permis si les conditions sont respectées : les trois autres propositions sont fausses.

Le CSV est un format purement textuel où les rubriques sont séparées par des virgules, ce qui facilite l'échange de données même entre logiciels différents. Le PDF est un format de document conservant la même présentation à l'affichage et à l'impression quel que soit l'environnement, le ZIP un format regroupant et compressant plusieurs fichiers et le MP4 un format vidéo : aucun ne sert à l'échange de données tabulaires.

En recopiant de B2 vers C3, la colonne se décale de 1 et la ligne de 1. La référence relative A1 se décale d'autant et devient B2, tandis que la référence absolue $C$1, dont colonne et ligne sont figées par les $, ne change pas. On obtient donc « =B2*$C$1 ». La deuxième proposition ne décale pas la référence relative, et les deux dernières décalent à tort la référence absolue.

En recopiant de C3 vers E5, la colonne se décale de 2 et la ligne de 2. $A3, dont la colonne A est figée, ne décale que la ligne et devient $A5 ; B$1, dont la ligne 1 est figée, ne décale que la colonne et devient D$1. On obtient donc « =$A5+D$1 ». La première proposition ne décale rien, la troisième décale la colonne A pourtant figée et la dernière la ligne 1 pourtant figée.