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Les systèmes d'exploitation : exercices corrigés de Bac pro CIEL
Publié le 9 novembre 2026 · Mis à jour le 9 novembre 2026 · Signaler une erreur
L'essentiel
- Un système d'exploitation est l'intermédiaire entre les logiciels applicatifs et le matériel : il répartit les ressources de la machine entre les programmes.5
- Un processus est un programme en cours d'exécution ; le système lui donne l'état élu, prêt ou bloqué, et un seul processus est élu à la fois sur un microprocesseur.3
- Sous UNIX, chaque processus porte un PID unique, attribué grâce à un compteur qui augmente de 1 à chaque création.3
- Le noyau gère le matériel et sert de relais aux processus pour les opérations privilégiées ; l'ordonnanceur choisit l'ordre d'exécution.6
Comment utiliser ces exercices
Ces exercices portent sur le rôle d'un système d'exploitation, sur la notion de processus et sur la façon dont la machine partage son temps entre les programmes. Ils vont du plus simple au plus délicat. Les premiers vérifient le vocabulaire, les derniers demandent de raisonner sur un mécanisme complet, comme le fait un technicien qui diagnostique une machine ou un serveur.
Pour chaque énoncé, commence par chercher seul. Si tu bloques, ouvre un indice, puis un second au besoin, et seulement ensuite la correction. Quand tu lis la correction, compare chaque étape à ta propre démarche : une réponse juste obtenue par hasard ne t'aidera pas le jour de l'évaluation.
Rappels utiles avant de commencer
Les exercices
Exercice 1 Reconnaître les systèmes d'exploitation
Voici sept logiciels : Windows, un navigateur web, Android, un tableur, macOS, un lecteur vidéo, GNU/Linux.
- Lesquels sont des systèmes d'exploitation ?
- Combien y en a-t-il ?
- Que font les autres, par rapport au système ?
Indice 1
Un système d'exploitation est très souvent fourni avec la machine et fait le lien entre le matériel et les logiciels.
Indice 2
Un navigateur, un tableur et un lecteur vidéo sont utilisés par la personne devant l'écran pour une tâche précise.
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Rappelle la définition : un OS est un ensemble de programmes qui dirige l'utilisation des ressources par les logiciels applicatifs.5
Passe chaque nom en revue. Windows, Android, macOS et GNU/Linux figurent parmi les systèmes d'exploitation courants.5
Le navigateur, le tableur et le lecteur vidéo sont des logiciels applicatifs : ils servent à une tâche de l'utilisateur et s'appuient sur le système pour accéder à la mémoire, au disque ou à l'écran.
Compte les systèmes : Windows, Android, macOS, GNU/Linux, soit 4.
Il y a 4 systèmes d'exploitation dans la liste. Les trois autres logiciels sont des applications qui demandent leurs ressources au système.
Exercice 2 À quoi sert le système dans chaque situation ?
Pour chaque situation, indique quel service rend le système d'exploitation.
- A. Un traitement de texte enregistre un document sur le disque.
- B. Deux applications tournent en même temps et ont besoin toutes les deux de la mémoire vive.
- C. Une application tente une opération impossible et plante.
- D. Un poste envoie un fichier à un autre poste du réseau.
Indice 1
Les services d'un OS touchent aux programmes, à la mémoire, aux fichiers, à la communication et aux erreurs.
Indice 2
Pour la situation C, pense aux trois réactions possibles du système face à une erreur.
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Situation A : le système fournit la manipulation des fichiers et la lecture-écriture d'informations. L'application ne gère pas le disque elle-même.5
Situation B : le système répartit la mémoire entre les programmes et en protège l'usage. Les programmes ne manipulent pas les mêmes informations directement et doivent passer par ses services.5
Situation C : le système traite l'erreur pour réduire son effet. Il peut retenter l'opération, arrêter le programme fautif ou avertir l'utilisateur.5
Situation D : le système assure la communication entre ordinateurs.5
A : gestion des fichiers. B : partage et protection de la mémoire. C : détection et traitement des erreurs. D : communication entre machines. Chaque service évite aux applications de dépendre du matériel précis de la machine.
Exercice 3 Programme ou processus ?
Sous Windows, un technicien lance deux fois le fichier calc.exe (deux fenêtres de calculatrice ouvertes), puis une fois le fichier notepad.exe.
- Combien de fichiers exécutables différents sont utilisés ?
- Combien de processus au minimum correspondent à ces fenêtres ?
- Explique la différence entre les deux nombres.
Indice 1
Un fichier est une chose stockée ; un processus est une chose en cours d'exécution.
Indice 2
Chaque lancement donne naissance à un processus.
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Un fichier
.exeest une suite d'instructions en langage machine.3 Ici, deux fichiers sont concernés :calc.exeetnotepad.exe.Un processus est un programme en cours d'exécution.3 Chaque lancement en crée un : 2 pour la calculatrice, 1 pour le bloc-notes.
Additionne : 2 + 1 = 3 processus au minimum (d'autres processus du système tournent aussi en arrière-plan).
Explique : deux fenêtres de calculatrice partagent le même fichier mais sont deux exécutions indépendantes.
Deux fichiers, mais au moins 3 processus. Le nombre de processus compte les exécutions en cours, pas les fichiers sur le disque.
Exercice 4 Les états des processus
Sur une machine équipée d'un seul microprocesseur, le système gère 8 processus. À un instant donné, 2 sont bloqués en attente d'une ressource.
- Combien de processus sont dans l'état élu ?
- Combien sont dans l'état prêt ?
- Que doit-il se passer pour qu'un processus bloqué puisse repasser à l'état prêt ?
Indice 1
Le microprocesseur ne traite qu'un processus à la fois.
Indice 2
Chaque processus est dans un seul des trois états : élu, prêt ou bloqué.
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Un seul processus peut être élu, car le microprocesseur ne s'occupe que d'un processus à la fois.3 Il y a donc 1 processus élu (la machine est occupée).
Les 8 processus se répartissent entre élu, bloqué et prêt. Prêts = 8 − 1 − 2.
Calcule : 8 − 1 − 2 = 5 processus prêts.
Pour sortir de l'état bloqué, le processus doit obtenir la ressource qu'il attendait. Il peut alors potentiellement reprendre son exécution.3
Il y a 1 processus élu et 5 processus prêts. Les prêts ont tout ce qu'il leur faut mais attendent leur tour ; les bloqués attendent une ressource. C'est le système qui décide qui passe à l'état élu.3
Exercice 5 Attribuer les PID
Sur un système UNIX, le dernier PID attribué est 1204. On suppose que le compteur n'est jamais remis à zéro et qu'aucun numéro n'est réutilisé pendant l'exercice. Un utilisateur lance successivement trois nouveaux programmes.
- Quels PID reçoivent-ils ?
- Quel est le PID du troisième programme lancé ?
- Pourquoi deux processus actifs ne peuvent-ils pas avoir le même PID ?
Indice 1
Le compteur augmente de 1 à chaque création de processus.
Indice 2
Le PID est un identifiant unique.
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Le système s'appuie sur un compteur augmenté de 1 à chaque création pour fournir les PID.3
Premier programme : 1204 + 1 = 1205. Deuxième : 1206. Troisième : 1207.
Le PID est un identifiant unique.3 Il permet donc au système et à l'administrateur de désigner un processus sans ambiguïté, par exemple pour l'arrêter.
Les PID sont 1205, 1206 et 1207 ; le troisième programme a le PID 1207. Dans la réalité, un système peut réutiliser des numéros libérés : l'énoncé simplifie volontairement.
Exercice 6 Lire un arbre de processus
Sur un système Linux, on étudie la filiation simplifiée suivante : le processus 0 a créé « init » ; « init » a créé « getty » ; « getty » a donné un interpréteur de commandes bash ; bash a lancé la commande ls.
- Qui est le parent de « init » ?
- Le processus 0 a-t-il un parent ?
- Combien de liens de filiation séparent le processus 0 de
ls?
Indice 1
Écris la chaîne dans l'ordre : 0, init, getty, bash, ls.
Indice 2
Compte les flèches entre les noms, pas les noms.
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Le processus 0 est créé au démarrage, à partir de « rien » : il n'est le fils d'aucun processus.3
« init » est le fils du processus 0, qui le crée.3 Le parent de « init » est donc le processus 0.
La chaîne comporte 5 processus : 0, init, getty, bash, ls.
Le nombre de liens est celui des processus moins un : 5 − 1 = 4.
Le parent d'« init » est le processus 0, qui n'a lui-même aucun parent. Entre le processus 0 et ls, il y a 4 liens de filiation. Cette organisation en arbre permet de retrouver qui a lancé quoi.
Exercice 7 Programme, processus ou noyau ?
Un technicien de maintenance explique à un collègue : « Le noyau est un processus comme les autres, il tourne en permanence à côté des applications. »
- Cette affirmation est-elle exacte ? Corrige-la.
- Quand un processus a besoin d'une opération réservée, que se passe-t-il ?
- Cite deux ressources que le noyau gère.
Indice 1
Le noyau est plutôt un ensemble de fonctions que les processus appellent.
Indice 2
Pense à la phrase : le noyau prend le relais, puis rend la main.
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Le noyau n'est pas une tâche : c'est un ensemble de fonctions que les processus peuvent appeler pour des opérations nécessitant des privilèges.6 L'affirmation est donc fausse.
Le processus appelle le noyau ; celui-ci prend en général le relais pour rendre le service demandé, puis redonne le contrôle au processus quand l'action est terminée.6
Le noyau gère le matériel : mémoire, processeur, périphériques, stockage.6 Deux exemples suffisent : la mémoire et le processeur.
Le noyau permet ainsi aux composants matériels et logiciels de communiquer.6
Le noyau n'est pas un processus parmi d'autres : il est appelé par les processus pour les opérations privilégiées et gère mémoire, processeur et périphériques.
Exercice 8 Temps d'attente avec l'ordonnanceur
Un système avec un seul microprocesseur fait tourner 5 processus prêts, chacun à son tour. Pour cet exercice, on suppose que :
- chaque processus reçoit le microprocesseur pendant 20 ms ;
- le passage d'un processus au suivant (sauvegarde puis restauration du contexte) dure 2 ms ;
- les 5 processus restent prêts et sont servis toujours dans le même ordre.
- Quelle est la durée d'un tour complet, c'est-à-dire le temps pour que les 5 processus aient chacun été élus une fois, changements de contexte compris ?
- Un processus vient de finir son temps d'exécution. Combien de millisecondes s'écoulent avant qu'il soit de nouveau élu ?
- Quelle partie du système décide de l'ordre ?
Indice 1
Un tour complet = 5 fois (temps d'exécution + temps de changement).
Indice 2
Pour la question 2, retire du tour complet le temps pendant lequel le processus s'exécute lui-même.
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Chaque processus occupe 20 ms et son changement de contexte coûte 2 ms. Un « bloc » dure 20 + 2 = 22 ms.
Un tour complet comporte 5 blocs : 5 × 22 = 110 ms.
Un processus qui vient de finir attend 2 ms (son propre changement de contexte), puis les 4 autres passent : 4 × 22 = 88 ms. Total : 2 + 88 = 90 ms. On retrouve ce résultat par le calcul 110 − 20.
L'ordre est choisi par l'ordonnanceur, qui gère l'ordre d'exécution des tâches et la sauvegarde et la restauration de leur contexte, constitué des registres du processeur.6 Cette tâche relève bien du système d'exploitation.3
Un tour complet dure 110 ms et un processus attend 90 ms entre deux passages. Plus il y a de processus prêts, plus l'attente s'allonge : c'est pourquoi une machine surchargée paraît lente, même si chaque processus avance normalement.
Exercice 9 Diagnostiquer un plantage applicatif
Sur un poste, une application de supervision plante en affichant une erreur. Le reste du poste continue de fonctionner normalement. Un technicien doit expliquer pourquoi la machine entière n'est pas tombée et décrire ce que le système a pu faire.
- Donne les trois réactions possibles du système face à une erreur.
- Explique pourquoi une application fautive ne peut pas corrompre les informations d'une autre.
- Quelle vérification simple fais-tu ensuite pour savoir si l'application tourne encore comme processus ?
Indice 1
Le système adoucit l'impact de l'erreur sur l'ensemble de la machine.
Indice 2
Les programmes ne manipulent pas directement les mêmes informations : ils passent par le système.
Voir la correction pas à pas
Quand une erreur survient, matérielle ou logicielle, le système la traite pour atténuer son impact. Il peut retenter l'opération, arrêter le programme fautif ou signaler le problème à l'utilisateur.5
Un mécanisme de protection de la mémoire empêche les programmes de manipuler les mêmes informations. S'ils doivent en échanger, ils font appel aux services du système.5 Le plantage reste donc limité à l'application.
Le système a probablement arrêté le programme fautif, ce qui explique que le reste du poste fonctionne.
Pour vérifier si l'application est encore un processus, consulte la liste des processus et cherche son nom ou son PID, identifiant unique.3 Absente de la liste, elle n'est plus en cours d'exécution.
Le système d'exploitation isole les programmes et réagit à l'erreur en retentant, en arrêtant ou en prévenant. La liste des processus, avec les PID, permet de confirmer l'état réel de l'application.
Les questions qu'on se pose
Quelle différence entre un système d'exploitation et un noyau ?
Le système d'exploitation est l'ensemble de programmes qui organise l'usage des ressources de la machine par les logiciels.5 Le noyau en est la partie centrale : il gère le matériel (mémoire, processeur, périphériques) et fait communiquer composants matériels et logiciels.6 Les autres éléments, comme certains pilotes ou services, peuvent se trouver dans le noyau ou en dehors, selon la conception.6
Pourquoi plusieurs programmes semblent-ils tourner en même temps si un seul processus est élu ?
Comment retrouver un processus précis sur un système UNIX ?
On utilise son PID, identifiant unique attribué à la création.3 Deux processus actifs ne partagent jamais le même PID, ce qui permet de désigner sans ambiguïté celui qu'on veut observer ou arrêter.
Sources
Programme visé : Bac pro Cybersécurité, Informatique et réseaux, Électronique (CIEL) - S10.3 Système d'exploitation UNIX et Windows · éduscol STI
- Bac pro Cybersécurité, Informatique et réseaux, Électronique (CIEL) - S10.3 Système d'exploitation UNIX et Windows, éduscol STI. Consulté le 9 novembre 2026.
- Bac pro CIEL - Programme rentrée 2023, éduscol STI. Consulté le 9 novembre 2026.
- Généralités sur les processus - NSI Année 2026-2027, Académie de Lyon. Consulté le 9 novembre 2026.
- Déployer des postes Linux en lycée, DRANE Académie de Lyon. Consulté le 9 novembre 2026.
- Système d'exploitation, Wikipédia. Consulté le 9 novembre 2026.
- Noyau de système d'exploitation, Wikipédia. Consulté le 9 novembre 2026.
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