8 différents types de systèmes d’exploitation avec des exemples

Les systèmes d’exploitation qui créent un lien entre les utilisateurs et les applications constituent le cœur des systèmes informatiques. Un système d’exploitation dissocie les programmes du matériel et simplifie la gestion des ressources. Examinons les différents types de systèmes d’exploitation et sachons en quoi ils diffèrent les uns des autres

Il s’agit d’un système d’exploitation.

Un système d’exploitation est un composant logiciel d’un système informatique qui est responsable de la gestion des différentes activités de l’ordinateur et du partage des ressources informatiques. Il héberge plusieurs applications qui fonctionnent sur un ordinateur et gère les opérations du matériel informatique. Les utilisateurs et les programmes d’application accèdent aux services offerts par les systèmes d’exploitation, au moyen d’appels système et d’interfaces de programmation d’applications. Les utilisateurs interagissent avec le système d’exploitation d’un ordinateur par le biais d’interfaces de ligne de commande (CLI) ou d’interfaces utilisateur graphiques (GUI). En bref, un système d’exploitation permet l’interaction de l’utilisateur avec les systèmes informatiques en agissant comme une interface entre les utilisateurs ou les programmes d’application et le matériel informatique. Voici un aperçu des différents types de systèmes d’exploitation.

Système d’exploitation en temps réel

C’est un système d’exploitation multitâche qui vise à exécuter des applications en temps réel. Les systèmes d’exploitation en temps réel utilisent souvent des algorithmes d’ordonnancement spécialisés afin qu’ils puissent obtenir une nature déterministe du comportement. L’objet principal des systèmes d’exploitation en temps réel est leur réponse rapide et prévisible aux événements. Ils ont soit une conception basée sur les événements, soit une conception basée sur le partage du temps. Un système piloté par les événements commute entre les tâches en fonction de leurs priorités, tandis que les systèmes d’exploitation en temps partagé commutent les tâches en fonction des interruptions d’horloge.

Windows CE, OS-9, Symbian et LynxOS sont quelques-uns des systèmes d’exploitation en temps réel les plus connus.

Systèmes d’exploitation multi-utilisateurs et mono-utilisateurs

Les systèmes d’exploitation informatiques de ce type permettent à plusieurs utilisateurs d’accéder simultanément à un système informatique. Les systèmes de partage du temps peuvent être classés parmi les systèmes multi-utilisateurs, car ils permettent à plusieurs utilisateurs d’accéder à un ordinateur grâce au partage du temps. Les systèmes d’exploitation mono-utilisateur, par opposition aux systèmes d’exploitation multi-utilisateurs, ne sont utilisables que par un seul utilisateur à la fois. La possibilité d’avoir plusieurs comptes sur un système d’exploitation Windows n’en fait pas un système multi-utilisateur. Au contraire, seul l’administrateur réseau est le véritable utilisateur. Mais pour un système d’exploitation de type Unix, il est possible pour deux utilisateurs de se connecter à la fois et cette capacité du système d’exploitation en fait un système d’exploitation multi-utilisateurs.

Windows 95, Windows 2000, Mac OS et Palm OS sont des exemples de systèmes d’exploitation mono-utilisateur. Unix et OpenVMS sont des exemples de systèmes d’exploitation multi-utilisateurs.

Systèmes d’exploitation multitâches et monotâches

Lorsqu’un seul programme est autorisé à s’exécuter à la fois, le système est regroupé dans la catégorie des systèmes monotâches, tandis que dans le cas où le système d’exploitation permet l’exécution de plusieurs tâches à la fois, il est classé comme un système d’exploitation multitâches. Le multitâche peut être de deux types : préemptif ou coopératif. Dans le cas du multitâche préemptif, le système d’exploitation divise le temps du processeur et dédie un emplacement à chacun des programmes. Les systèmes d’exploitation de type Unix, tels que Solaris et Linux, prennent en charge le multitâche préemptif. Si vous connaissez la terminologie du multithreading, vous pouvez considérer ce type de multitâche comme similaire au multithreading entrelacé. Le multitâche coopératif est réalisé en comptant sur chaque processus pour donner du temps aux autres processus d’une manière définie. Ce type de multitâche est similaire à l’idée du multithreading par blocs dans lequel un thread s’exécute jusqu’à ce qu’il soit bloqué par un autre événement. MS Windows avant Windows 95 avait l’habitude de prendre en charge le multitâche coopératif.

Palm OS pour les ordinateurs de poche Palm est un système d’exploitation monotâche. Windows 9x supporte le multitâche. DOS Plus est un système d’exploitation multi-tâches relativement moins connu. Il peut prendre en charge le multitâche d’un maximum de quatre programmes CP/M-86.

Système d’exploitation distribué

Un système d’exploitation qui gère un groupe d’ordinateurs indépendants et les fait apparaître comme un seul ordinateur est connu comme un système d’exploitation distribué. Le développement d’ordinateurs en réseau pouvant être reliés et amenés à communiquer entre eux, a donné naissance au calcul distribué. Les calculs distribués sont effectués sur plus d’une machine. Lorsque les ordinateurs d’un groupe travaillent en coopération, ils constituent un système distribué.

Amoeba, Plan9 et LOCUS (développés dans les années 1980) sont quelques exemples de systèmes d’exploitation distribués.

Système embarqué

Les systèmes d’exploitation conçus pour être utilisés dans des systèmes informatiques embarqués sont appelés systèmes d’exploitation embarqués. Ils sont conçus pour fonctionner sur de petites machines comme les assistants numériques avec une autonomie moindre. Ils sont capables de fonctionner avec un nombre limité de ressources. Ils sont très compacts et extrêmement efficaces de par leur conception.

Windows CE, FreeBSD et Minix 3 sont quelques exemples de systèmes d’exploitation embarqués. L’utilisation de Linux dans les systèmes informatiques embarqués est appelée Linux embarqué.

Système d’exploitation mobile

Bien qu’il ne s’agisse pas d’un type de système d’exploitation fonctionnellement distinct, l’OS mobile est définitivement une mention importante dans la liste des types de systèmes d’exploitation. Un OS mobile contrôle un appareil mobile et sa conception prend en charge la communication sans fil et les applications mobiles. Il est doté d’un support intégré pour les formats multimédia mobiles. Les tablettes PC et les smartphones fonctionnent avec des systèmes d’exploitation mobiles.

Blackberry OS, Android de Google et iOS d’Apple sont quelques-uns des noms les plus connus des systèmes d’exploitation mobiles.

Traitement par lots et systèmes interactifs

Le traitement par lots désigne l’exécution de programmes informatiques par lots sans intervention manuelle. Dans les systèmes de traitement par lots, les programmes sont collectés, regroupés et traités à une date ultérieure. L’utilisateur n’est pas invité à saisir des données, car celles-ci sont collectées à l’avance en vue d’un traitement ultérieur. Les données d’entrée sont collectées et traitées par lots, d’où le nom de traitement par lots. Le système z/OS d’IBM possède des capacités de traitement par lots. En revanche, le fonctionnement interactif nécessite l’intervention de l’utilisateur. Le processus ne peut pas être exécuté en l’absence de l’utilisateur.

Traitement en ligne et hors ligne

Dans le traitement en ligne des données, l’utilisateur reste en contact avec l’ordinateur et les processus sont exécutés sous le contrôle de l’unité centrale de l’ordinateur. Lorsque les processus ne sont pas exécutés sous le contrôle direct de l’unité centrale, le traitement est dit hors ligne. Prenons l’exemple du traitement par lots. Ici, le traitement par lots ou le regroupement des données peut se faire sans l’intervention de l’utilisateur et de l’unité centrale ; il peut être effectué hors ligne. Mais l’exécution réelle du processus peut se produire sous le contrôle direct du processeur, c’est ce qu’on appelle en ligne.

Les systèmes d’exploitation contribuent à simplifier l’interaction humaine avec le matériel informatique. Ils sont responsables de la liaison entre les programmes d’application et le matériel, ce qui permet d’obtenir un accès facile des utilisateurs aux ordinateurs. Avez-vous déjà imaginé un ordinateur sans système d’exploitation ? Il ne serait pas si convivial alors !

Aspects transverses : sécurité, virtualisation et gestion des ressources

Au-delà des classifications fonctionnelles, les systèmes d’exploitation se distinguent par des caractéristiques transversales qui conditionnent leur adoption en production. Le rôle du noyau s’étend alors à la gestion fine de la mémoire virtuelle, de la planification des E/S et des mécanismes de protection entre processus. Les interfaces matériels‑logicielles comme les pilotes garantissent la compatibilité avec des périphériques variés, tandis que la synchronisation inter‑processus (verrous, sémaphores, primitives d’IPC) évite les interblocages et préserve la stabilité des services. Ces aspects influencent également la surface d’attaque et les politiques de durcissement nécessaires pour assurer la sécurité et la conformité opérationnelle.

Par ailleurs, l’apparition des architectures virtualisées et des infrastructures conteneurisées a modifié les priorités des concepteurs : la virtualisation, conteneurs et isolation permettent une meilleure densité d’exécution et une orchestration plus souple des charges, mais exigent des mécanismes avancés de surveillance, de gestion d’énergie et de tolérance aux pannes. La capacité d’un système d’exploitation à gérer la migration de tâches, la persistance des états et les mises à jour en chaud (rolling updates) est devenue un critère de choix pour les environnements distribués et critiques. Pour compléter votre lecture sur ces enjeux et découvrir des ressources pédagogiques et techniques, consultez le site Codyx, qui propose synthèses et guides pratiques sur la conception, la maintenance et l’évaluation des systèmes d’exploitation modernes.

Exploitation, observabilité et disponibilité opérationnelle

Au-delà des choix architecturaux, l’exploitation quotidienne d’un système d’exploitation impose des pratiques centrées sur l’« observabilité » et la robustesse des données. La gestion du système de fichiers et la journalisation des événements jouent un rôle clé : les mécanismes de snapshot, les points de restauration atomiques, les sommes de contrôle pour l’intégrité et les politiques de rotation des journaux déterminent la capacité à restaurer un état cohérent après incident. Les fonctions de chiffrement des volumes, l’audit des accès, le équilibrage de charge entre nœuds et les stratégies de redondance contribuent à la haute disponibilité et à la résilience. Sur le plan mémoire, l’allocation dynamique, le compactage et les stratégies de ramasse‑miettes dans certains environnements influencent la latence et la prévisibilité des temps de réponse ; la mise en place de limites de ressources et de quotas évite la dégradation globale par contention.

En production, la collecte de métriques, de traces distribuées et de télémétrie permet un profilage régulier (profiling) des chemins critiques et une détection précoce des anomalies — par exemple, dérive de latence, fuites de descripteurs, ou régressions d’I/O. Les politiques de mise à l’échelle horizontale/verticale, les tests de montée en charge et les exercices de reprise après sinistre complètent ces dispositifs. Des pratiques modernes comme le sandboxing des processus, le contrôle d’accès basé sur les rôles (RBAC), et des procédures d’audit et d’horodatage renforcent la conformité et limitent les risques d’escalade de privilèges.

Exigences opérationnelles et garanties complémentaires

Au-delà des fonctionnalités et des classifications, il est utile d’intégrer dès la conception des critères d’observabilité et de journalisation : traces réparties, métriques de latence, échantillonnage des requêtes et corrélation des événements facilitent le diagnostic et la maintenance des plateformes. La prise en compte explicite de la qualité de service (limitation de bande passante, priorisation des flux, gestion des goulets d’étranglement) et des accords de niveau de service (SLA) guide les choix d’ordonnancement et de mise à l’échelle. Sur le plan de la sûreté, des mécanismes comme le sandboxing, le chiffrement des données au repos et en transit, ainsi que des contrôles d’accès granulaires (par exemple des politiques d’authentification et de contrôle d’accès basées sur les rôles) renforcent la résistance aux compromissions tout en préservant la confidentialité. Des approches architecturales alternatives, telles que l’emploi d’un micro‑noyau ou la vérification formelle de certains composants critiques, constituent des leviers pour réduire la surface d’attaque et améliorer la sûreté fonctionnelle sans dégrader les performances.

Enfin, les pratiques opérationnelles complètent l’architecture : tests de montée en charge, profilage des ressources, audits de sécurité et exercices de reprise doivent être automatisés pour garantir une résilience mesurable. La gestion de configuration et la traçabilité des changements limitent les régressions, tandis que les jeux de données synthétiques permettent d’évaluer la latence et l’empreinte mémoire dans des scénarios réalistes.

Résilience distribuée : réplication, consensus et contrôle de flux

Dans des environnements distribués, les enjeux dépassent la simple mise en commun de ressources : il faut garantir la réplication, cohérence et élasticité des services tout en maîtrisant les dégradations. Les architectures reposent souvent sur des stratégies de réplication synchrone ou asynchrone pour assurer la durabilité des états et limiter les pertes en cas de panne ; ces choix entraînent des compromis entre latence et cohérence (cohérence forte versus cohérence éventuelle). Les mécanismes d’élection de leader et d’algorithmes de consensus assurent la convergence des décisions d’écriture, tandis que le partitionnement (sharding) répartit la charge et la capacité de stockage pour améliorer le débit. La conception doit aussi anticiper les « tail latencies » : des chemins critiques ou des requêtes lentes qui dégradent l’expérience globale et exigent des techniques de priorisation et de mise en file adaptées.

Pour protéger la plateforme contre la surcharge, il est essentiel d’intégrer des dispositifs de contrôle de flux comme le backpressure, des politiques de throttling et des files d’attente résistantes. L’utilisation d’un cache distribué avec invalidation cohérente ou des stratégies de mise à jour différée réduit la charge sur les ressources persistantes, mais impose des mécanismes d’échec et de reconciliation pour éviter la divergence d’état. La redondance géographique et la réplication multi‑régionale améliorent la tolérance aux pannes localisées, tandis que l’autoscaling et les règles de montée/descente automatique gèrent la capacité en fonction des métriques d’utilisation. En complément des aspects techniques, documenter des scenarii de défaillance, définir des politiques de récupération et automatiser les tests de résilience permettent de valider les comportements en condition réelle.