Numérique et sciences informatiques (spécialité) · TerminaleBac

Gestion des processus et ordonnancement : exercices de Tle NSI

Publié le 7 novembre 2026 · Mis à jour le 7 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

Un processus passe par des états (nouveau, prêt, en exécution, bloqué, terminé) ; l'ordonnanceur du noyau choisit lequel obtient le processeur.³⁴
Quand le processeur change de processus, le système sauvegarde le contexte (registres, structure PCB) puis restaure celui du processus élu.⁴
Il y a préemption quand le système reprend le processeur à un processus qui ne l'a pas cédé de lui-même.³
Pour comparer deux ordonnancements, trace toujours la chronologie (diagramme de Gantt), puis calcule fin, attente et nombre de changements de contexte.
Planifier fixe des heures de lancement ; ordonnancer enchaîne les traitements les uns après les autres.⁵

Comment utiliser ces exercices

Ces exercices couvrent la gestion des processus et l'ordonnancement, tels qu'on les rencontre en Terminale NSI dans le chapitre sur les architectures matérielles, les systèmes d'exploitation et les réseaux (l'interblocage est traité à part). Ils vont du plus simple (reconnaître les états d'un processus) au plus délicat (répartir des processus sur plusieurs processeurs). Les exercices de niveau 1 se résolvent en quelques lignes ; ceux de niveau 3 demandent de tracer une chronologie complète.

Chaque énoncé précise la règle d'ordonnancement utilisée : ce sont des hypothèses de travail, choisies pour que le calcul soit net. Cherche d'abord seul·e, avec une feuille de brouillon, puis ouvre les indices un par un, et enfin la correction.

Les exercices

Exercice 1 Reconnaître les changements d'état

★☆☆Environ 6 min

Un processus $P$ d'éditeur de texte traverse cinq situations successives. Pour chacune, indique de quel état à quel état il passe (choisis parmi : nouveau, prêt, en exécution, bloqué, terminé).

a. L'ordonnanceur choisit $P$ parmi les processus qui attendent le processeur.

b. $P$ demande la lecture d'un fichier sur le disque et doit patienter.

c. Le disque a fini la lecture : $P$ peut de nouveau travailler, mais le processeur est occupé.

d. Le système reprend le processeur à $P$ , qui avait encore du calcul à faire, pour le donner à un autre processus.

e. $P$ a exécuté sa dernière instruction.

f. Parmi a à e, laquelle de ces situations est une préemption ?

Indice 1

Un processus qui attend un événement extérieur n'est pas « prêt » : prêt veut dire qu'il n'attend plus que le processeur.

Indice 2

Relis la définition de la préemption : le processeur est repris sans que le processus l'ait cédé volontairement.

Voir la correction pas à pas

a. Le processus était prêt : il obtient le processeur. Il passe de prêt à en exécution.³
b. Il attend une réponse du disque : il passe de en exécution à bloqué.³
c. L'événement attendu est arrivé, mais le processeur n'est pas libre : il passe de bloqué à prêt.³
d. Le processus avait encore du calcul à faire, donc il ne se termine pas : il repasse de en exécution à prêt.
e. Son travail est fini : il passe de en exécution à terminé.³
f. C'est la situation d. Le processeur a été repris au processus sans qu'il l'ait libéré de lui-même, ce qui correspond à la préemption.³ En b, au contraire, c'est le processus lui-même qui abandonne le processeur pour attendre.

Retiens la différence essentielle : bloqué signifie « j'attends un événement », prêt signifie « j'attends seulement le processeur ». Le retour d'un blocage passe toujours par l'état prêt, jamais directement par l'exécution.

Exercice 2 Premier arrivé, premier servi

★☆☆Environ 8 min

Trois processus $P_1$ , $P_2$ , $P_3$ arrivent tous à la date 0, dans cet ordre. Leurs durées de calcul sont respectivement 5, 3 et 2 unités de temps. L'ordonnanceur les exécute dans l'ordre d'arrivée, chacun jusqu'à sa fin, sans jamais l'interrompre.

1. Trace la chronologie d'exécution.

2. Donne le temps d'attente de chaque processus.

3. Calcule le temps d'attente moyen, en unités de temps (arrondi au centième).

Indice 1

Un processus ne démarre que lorsque le précédent est terminé : la date de début de $P_2$ est la date de fin de $P_1$ .

Indice 2

Comme tous les processus arrivent à la date 0, le temps d'attente est simplement la date de début.

Voir la correction pas à pas

Chronologie : $P_1$ occupe le processeur de 0 à 5, $P_2$ de 5 à 8, $P_3$ de 8 à 10.
Les trois arrivent à 0, donc l'attente de chacun est sa date de début : $P_1$ attend 0, $P_2$ attend 5, $P_3$ attend 8.
Attente moyenne : $\dfrac{0+5+8}{3}=\dfrac{13}{3}\approx 4{,}33$ unités de temps.

Le processus le plus long, placé en premier, fait attendre tous les autres. Cet effet de convoi est le défaut de ce mode de service. L'exercice suivant montre comment l'atténuer.

Exercice 3 Le plus court d'abord

★☆☆Environ 8 min

Reprends les trois processus de l'exercice précédent (durées 5, 3 et 2, tous arrivés à la date 0). Cette fois, l'ordonnanceur choisit toujours, parmi les processus prêts, celui dont la durée de calcul est la plus courte, et le mène jusqu'à sa fin.

1. Dans quel ordre s'exécutent les processus ?

2. Calcule le temps d'attente moyen.

3. De combien d'unités de temps ce choix réduit-il l'attente moyenne par rapport à l'ordre d'arrivée (13/3) ?

Indice 1

Classe les durées par ordre croissant : 2, 3, 5.

Indice 2

Les attentes sont les dates de début : 0, puis la durée du premier, puis la somme des deux premières.

Voir la correction pas à pas

Ordre : $P_3$ (durée 2), puis $P_2$ (durée 3), puis $P_1$ (durée 5).
Dates de début : $P_3$ à 0, $P_2$ à 2, $P_1$ à 5. Ce sont aussi les attentes.
Attente moyenne : $\dfrac{0+2+5}{3}=\dfrac{7}{3}\approx 2{,}33$ .
Gain : $\dfrac{13}{3}-\dfrac{7}{3}=\dfrac{6}{3}=2$ unités de temps.

Faire passer les petits travaux en premier diminue l'attente moyenne. Cette stratégie suppose cependant de connaître à l'avance la durée de chaque processus, ce qui est rarement le cas dans un vrai système.

Exercice 4 Partager le processeur par tranches

★★☆Environ 14 min

Trois processus $P_1$ , $P_2$ , $P_3$ arrivent à la date 0, dans cet ordre, avec des durées de calcul de 5, 3 et 2 unités. L'ordonnanceur applique la règle suivante : il donne le processeur au premier processus de la file des prêts pour une tranche de 2 unités au plus. Si le processus n'a pas fini, il retourne à la fin de la file ; sinon il se termine.

1. Trace la chronologie d'exécution, tranche par tranche.

2. Donne la date de fin de chaque processus.

3. Calcule le temps d'attente de chacun, puis le temps d'attente moyen (en unités de temps).

4. Combien de changements de contexte ont lieu ?

Indice 1

Après chaque tranche, note combien d'unités de calcul il reste au processus ; s'il en reste, remets-le en bout de file.

Indice 2

Temps d'attente = date de fin − date d'arrivée − durée de calcul.

Voir la correction pas à pas

Tranche 1 (0 à 2) : $P_1$ s'exécute, il lui reste 3. File : $P_2$ , $P_3$ , $P_1$ .
Tranche 2 (2 à 4) : $P_2$ s'exécute, il lui reste 1. File : $P_3$ , $P_1$ , $P_2$ .
Tranche 3 (4 à 6) : $P_3$ s'exécute et se termine, fin à 6. File : $P_1$ , $P_2$ .
Tranche 4 (6 à 8) : $P_1$ s'exécute, il lui reste 1. File : $P_2$ , $P_1$ .
Tranche 5 (8 à 9) : $P_2$ n'a besoin que d'une unité, il se termine à 9.
Tranche 6 (9 à 10) : $P_1$ termine à 10.
Dates de fin : $P_1$ : 10 ; $P_2$ : 9 ; $P_3$ : 6.
Attentes : $P_1$ : $10-0-5=5$ ; $P_2$ : $9-0-3=6$ ; $P_3$ : $6-0-2=4$ . Moyenne : $\dfrac{5+6+4}{3}=5$ unités de temps.
Séquence d'exécution : $P_1,P_2,P_3,P_1,P_2,P_1$ , soit 6 tranches. Le processeur change de processus 5 fois, donc 5 changements de contexte.⁴

Ici, l'attente moyenne (5) est plus grande que dans l'ordre d'arrivée (13/3). Le partage par tranches ne vise pas à réduire cette moyenne : il garantit que chaque processus avance régulièrement, ce qui compte pour les programmes interactifs. Il coûte aussi plus de changements de contexte, ce que l'exercice suivant chiffre.

Exercice 5 Le prix des changements de contexte

★★☆Environ 10 min

On reprend l'ordonnancement par tranches de l'exercice précédent : la séquence d'exécution est $P_1,P_2,P_3,P_1,P_2,P_1$ et le calcul utile total vaut 10 ms (une unité de temps = 1 ms). On suppose que chaque changement de contexte dure 0,5 ms, pendant lesquelles aucun calcul utile n'est fait.

1. Combien de temps perd-on en tout dans les changements de contexte ?

2. Quelle est la durée totale entre le début du premier calcul et la fin du dernier ?

3. Quelle proportion de cette durée totale est perdue, en pourcentage ?

Indice 1

Le nombre de changements est le nombre de tranches moins un.

Indice 2

La proportion perdue est le temps perdu divisé par la durée totale (calcul utile plus pertes).

Voir la correction pas à pas

Six tranches donnent $6-1=5$ changements de contexte.⁴
Temps perdu : $5\times 0{,}5=2{,}5$ ms.
Durée totale : $10+2{,}5=12{,}5$ ms.
Proportion perdue : $\dfrac{2{,}5}{12{,}5}=0{,}2$ , soit 20 %.

Un changement de contexte oblige à sauvegarder l'état de l'ancien processus et à restaurer celui du nouveau.⁴ Si les tranches sont trop courtes, ce travail devient une part importante du temps total. Les concepteurs de systèmes cherchent donc un compromis entre réactivité et rendement.

Exercice 6 Préemption ou non ?

★★☆Environ 12 min

Deux processus : $A$ (priorité basse) arrive à la date 0 avec 6 unités de calcul ; $B$ (priorité haute) arrive à la date 3 avec 2 unités de calcul.

Cas 1, sans préemption : un processus qui a le processeur le garde jusqu'à sa fin.

Cas 2, avec préemption : dès que $B$ arrive, il prend le processeur à $A$ , qui reprend après la fin de $B$ .

1. Pour chaque cas, donne la date de fin de $A$ et celle de $B$ .

2. Calcule le temps d'attente de $B$ dans chaque cas.

3. De combien d'unités l'attente de $B$ diminue-t-elle grâce à la préemption ?

Indice 1

Dans le cas 2, $A$ a déjà calculé pendant 3 unités quand $B$ arrive : il lui en reste 3.

Indice 2

Attente de $B$ = date de fin − date d'arrivée (3) − durée de calcul (2).

Voir la correction pas à pas

Cas 1 : $A$ garde le processeur de 0 à 6. $B$ attend puis s'exécute de 6 à 8. Fins : $A$ à 6, $B$ à 8.
Cas 2 : $A$ calcule de 0 à 3, puis $B$ prend le processeur de 3 à 5 ; $A$ reprend de 5 à 8 pour ses 3 unités restantes. Fins : $B$ à 5, $A$ à 8.
Attente de $B$ au cas 1 : $8-3-2=3$ unités. Au cas 2 : $5-3-2=0$ unité.
Gain pour $B$ : $3-0=3$ unités de temps.

Dans le cas 2, le processeur est repris à $A$ sans que $A$ l'ait libéré de lui-même : c'est une préemption.³ Elle sert les processus urgents, mais $A$ se termine plus tard (à 8 au lieu de 6), et un changement de contexte supplémentaire est nécessaire pour reprendre $A$ .⁴

Exercice 7 Planifier ou ordonnancer des traitements

★★☆Environ 10 min

Chaque nuit, un serveur doit exécuter trois traitements l'un après l'autre : une sauvegarde, puis une compression de la sauvegarde, puis son envoi sur une autre machine.

Solution A (heures fixes) : on lance la sauvegarde à 2 h 00, la compression à 2 h 20 et l'envoi à 2 h 30, en supposant que la sauvegarde dure 20 min et la compression 10 min.

Solution B (enchaînement) : on lance la sauvegarde à 2 h 00, puis chaque traitement démarre dès que le précédent est terminé.

Un soir, la sauvegarde dure 35 min, la compression 10 min et l'envoi 5 min.

1. Que se passe-t-il avec la solution A ?

2. Combien de minutes après 2 h 00 le dernier traitement se termine-t-il avec la solution B ?

3. Dans quelle solution parle-t-on d'ordonnancement ?

Indice 1

Avec la solution A, à quelle heure la compression démarre-t-elle, et la sauvegarde est-elle finie à ce moment-là ?

Indice 2

Avec la solution B, il n'y a aucun temps mort : les durées s'additionnent.

Voir la correction pas à pas

Solution A : la sauvegarde s'étend de 2 h 00 à 2 h 35. À 2 h 20, la compression démarre alors que la sauvegarde n'est pas finie : elle travaille sur un fichier incomplet. L'échec ou le résultat faux vient de la durée variable du premier traitement.⁵
Solution B : la sauvegarde se termine à 2 h 35, la compression de 2 h 35 à 2 h 45, l'envoi de 2 h 45 à 2 h 50. Durée totale depuis 2 h 00 : $35+10+5=50$ minutes.
Seule la solution B définit des enchaînements : un traitement démarre à la suite d'un autre et non à une heure donnée. C'est la marque de l'ordonnancement de travaux, alors que fixer des heures de lancement relève de la planification.⁵

Les heures fixes suffisent quand les durées sont connues et stables. Dès qu'elles varient, un enchaînement évite les chevauchements et limite les interventions humaines.⁵

Exercice 8 Répartir des processus sur deux processeurs

★★★Environ 18 min

Une machine possède deux processeurs identiques. Cinq processus sont prêts à la date 0, avec des durées de calcul de 5, 4, 3, 3 et 1 unités. Un processus, une fois démarré sur un processeur, y reste jusqu'à sa fin. On veut terminer le plus tôt possible l'ensemble des cinq processus.

1. Quel est le temps total de calcul à répartir ?

2. Justifie qu'aucune répartition ne peut finir avant une certaine date, et donne cette date.

3. Propose une répartition qui atteint cette date et indique la date de fin de chaque processeur.

Indice 1

Si le travail était partagé parfaitement entre les deux processeurs, chacun en recevrait la moitié.

Indice 2

Cherche des sous-ensembles de durées dont la somme vaut exactement la moitié du total.

Voir la correction pas à pas

Temps total : $5+4+3+3+1=16$ unités.
Deux processeurs travaillent en même temps, donc chacun fournit au mieux la moitié du total : aucune répartition ne peut finir avant $\dfrac{16}{2}=8$ .
Cherchons une répartition à 8 pour chacun : le processeur 1 reçoit $5+3=8$ ; le processeur 2 reçoit $4+3+1=8$ .
Contrôle : processeur 1 exécute $P_{(5)}$ de 0 à 5 puis $P_{(3)}$ de 5 à 8 ; processeur 2 exécute $P_{(4)}$ de 0 à 4, $P_{(3)}$ de 4 à 7, $P_{(1)}$ de 7 à 8. Les deux terminent à 8.

Quand il y a plus de processus que de processeurs, l'ordonnanceur doit décider quel processus s'exécute sur quel processeur.⁴ Ici, la borne « total divisé par le nombre de processeurs » est atteinte, ce qui prouve que la répartition est optimale. Elle ne l'est pas toujours : avec des durées 5, 4 et 3 sur deux processeurs, la borne vaut 6, mais le meilleur résultat est 7.

Exercice 9 Comparer deux ordonnanceurs avec arrivées échelonnées

★★★Environ 20 min

Trois processus arrivent à des dates différentes : $P_1$ à 0 (durée 4), $P_2$ à 1 (durée 2), $P_3$ à 2 (durée 1). Un seul processeur est disponible.

Ordonnanceur X (sans préemption) : quand le processeur se libère, il prend dans la file des prêts le processus arrivé le plus tôt.

Ordonnanceur Y (avec préemption) : à chaque arrivée d'un processus, et chaque fois qu'un processus se termine, il donne le processeur à celui des processus présents qui a le moins de calcul restant. En cas d'égalité, il garde le processus en cours.

1. Trace la chronologie avec X et donne le temps d'attente moyen.

2. Trace la chronologie avec Y et donne le temps d'attente moyen.

3. Quel est l'écart entre les deux moyennes ? Donne-le en unités de temps, arrondi au centième.

Indice 1

Avec Y, aux dates 1 et 2, compare le calcul restant du processus en cours avec la durée du nouvel arrivant.

Indice 2

À la date 1, $P_1$ a déjà calculé 1 unité : il lui en reste 3. Compare ce reste avec la durée de $P_2$ , puis refais la même comparaison à la date 2.

Voir la correction pas à pas

Avec X : $P_1$ de 0 à 4, $P_2$ de 4 à 6, $P_3$ de 6 à 7. Fins : 4, 6, 7.
Attentes avec X : $P_1$ : $4-0-4=0$ ; $P_2$ : $6-1-2=3$ ; $P_3$ : $7-2-1=4$ . Moyenne : $\dfrac{0+3+4}{3}=\dfrac{7}{3}\approx 2{,}33$ .
Avec Y : à la date 0, seul $P_1$ est là et s'exécute. À la date 1, $P_1$ a 3 unités restantes, $P_2$ en demande 2 : $P_2$ prend le processeur (préemption de $P_1$ ).
$P_2$ s'exécute de 1 à 2 et il lui reste 1 unité. À la date 2 arrive $P_3$ (1 unité) : égalité avec $P_2$ qui a aussi 1 unité restante. On garde le processus en cours : $P_2$ finit à 3.
À la date 3, restent $P_1$ (3 unités) et $P_3$ (1 unité) : $P_3$ s'exécute de 3 à 4, puis $P_1$ de 4 à 7. Fins : $P_2$ : 3 ; $P_3$ : 4 ; $P_1$ : 7.
Attentes avec Y : $P_1$ : $7-0-4=3$ ; $P_2$ : $3-1-2=0$ ; $P_3$ : $4-2-1=1$ . Moyenne : $\dfrac{3+0+1}{3}=\dfrac{4}{3}\approx 1{,}33$ .
Écart : $\dfrac{7}{3}-\dfrac{4}{3}=1$ unité de temps.

La préemption a réduit l'attente moyenne en laissant passer les petits travaux. En contrepartie, $P_1$ a été interrompu et il a fallu sauvegarder puis restaurer son contexte.⁴ Dans l'énoncé, on a fixé une règle de départage (garder le processus en cours en cas d'égalité) : sans règle explicite, deux élèves pourraient trouver deux chronologies différentes, et c'est pourquoi un ordonnanceur est toujours défini par une règle précise.

Les questions qu'on se pose

Quelle différence entre un processus bloqué et un processus prêt ?

Un processus bloqué attend un événement extérieur (une lecture sur le disque, par exemple) : même si le processeur était libre, il ne pourrait pas avancer. Un processus prêt n'attend plus que le processeur.³ Quand l'événement attendu arrive, le processus bloqué devient prêt, il ne passe jamais directement à l'exécution.

À quoi sert l'ordonnanceur, si chaque programme semble s'exécuter seul ?

Il y a souvent plus de processus à exécuter que de processeurs. L'ordonnanceur du noyau permet à chacun de s'exécuter à un moment ou un autre, en utilisant au mieux le processeur.⁴ Pour donner l'illusion que chaque tâche avance sans se préoccuper des autres, il effectue des commutations de contexte : il sauvegarde l'état du processus qui cède la place puis restaure celui du suivant.⁴

Comment savoir si l'on me demande de la planification ou de l'ordonnancement ?

Regarde comment les traitements démarrent. Si chacun est lancé à une heure fixée à l'avance, c'est de la planification, comme le fait la commande cron sous Unix ou Linux. Si un traitement démarre à la suite d'un autre, parce que celui-ci est terminé, on est dans l'ordonnancement de travaux.⁵ La planification est d'ailleurs la première étape de l'ordonnancement, ce qui explique que les deux soient souvent confondus.⁵

Sources

Programme visé : Programmes et ressources en numérique et sciences informatiques - Voie générale (Terminale spécialité NSI) · Éduscol / Ministère de l'Éducation Nationale

Programmes et ressources en numérique et sciences informatiques - Voie générale (Terminale spécialité NSI), Éduscol / Ministère de l'Éducation Nationale. Consulté le 7 novembre 2026.
Ressources NSI Terminale — Gestion des processus et ordonnancement, Académie de Lyon. Consulté le 7 novembre 2026.
Cours système d'exploitation et gestion des processus, Université de La Rochelle. Consulté le 7 novembre 2026.
Ordonnancement (informatique), Wikipédia. Consulté le 7 novembre 2026.
Ordonnancement de travaux informatiques, Wikipédia. Consulté le 7 novembre 2026.

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Comment utiliser ces exercices

Les exercices

Exercice 1 Reconnaître les changements d'état

Exercice 2 Premier arrivé, premier servi

Exercice 3 Le plus court d'abord

Exercice 4 Partager le processeur par tranches

Exercice 5 Le prix des changements de contexte

Exercice 6 Préemption ou non ?

Exercice 7 Planifier ou ordonnancer des traitements

Exercice 8 Répartir des processus sur deux processeurs

Exercice 9 Comparer deux ordonnanceurs avec arrivées échelonnées

Les questions qu'on se pose

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