Caractéristiques générales du système GNU/Linux et des différentes distributions

Ce document présente les caractéristiques générales du système d'exploitation GNU/Linux ainsi que les différentes distributions existantes. Il s'adresse aux étudiants et utilisateurs souhaitant comprendre les bases, l'architecture, les licences, et les commandes fondamentales de GNU/Linux.

Introduction

Pour utiliser un ordinateur, il est nécessaire d'installer un système d'exploitation, qui sert d'interface entre le matériel, l'utilisateur et les applications. Parmi les systèmes populaires (Windows, Mac OS, Unix), GNU/Linux occupe une place croissante. Le terme Linux désigne uniquement le noyau, créé en 1991 par Linus Torvalds. Ce noyau constitue la couche la plus basse au-dessus du matériel, assurant les fonctions de base du système, sur lesquelles reposent l'interface graphique et les applications.

GNU/Linux se distingue par sa capacité à exécuter plusieurs applications simultanément sans blocage, grâce à une gestion efficace de la mémoire. Sa stabilité est reconnue, notamment dans les serveurs où il est largement utilisé. De plus, GNU/Linux appartient à la famille des logiciels OpenSource, dont le code source est accessible et modifiable par les utilisateurs.

GNU, acronyme de « GNU’s Not Unix », est une organisation fondée en 1984 pour développer un système libre ressemblant à UNIX.

Les caractéristiques de GNU/Linux

GNU/Linux est un système multi-plateformes, fonctionnant sur différentes architectures matérielles (Intel x86, Sun Sparc, etc.). Il est multi-utilisateurs (plusieurs personnes peuvent travailler simultanément sur la même machine), multi-tâches (plusieurs applications lancées en même temps sans interférence) et multi-processeurs (supporte plusieurs processeurs).

Ce système est reconnu pour sa fiabilité, robustesse, puissance et efficacité. Il utilise peu de ressources et fonctionne aussi bien sur des ordinateurs bas de gamme que haut de gamme. GNU/Linux est distribué gratuitement avec son code source, sous la licence GPL (General Public Licence), et est développé par une communauté internationale, souvent bénévole, assurant une évolution rapide et de qualité.

Les différentes distributions

Définition d'une distribution

Une distribution GNU/Linux est un ensemble cohérent et stable de composants du système, disponible sous forme de fichiers téléchargeables ou sur supports physiques (CD, DVD). Elle facilite l'installation, l'utilisation et la maintenance grâce à des interfaces conviviales. Certaines distributions sont spécialisées (pare-feu, routeur, matériel spécifique, embarqué), tandis que d'autres sont généralistes et adaptées à un usage bureautique.

Les distributions généralistes les plus connues sont Debian, Gentoo, Mandriva Linux, RedHat Linux, Fedora, Slackware, SUSE Linux, openSUSE Linux, et Ubuntu. Certaines, comme Mandriva ou Ubuntu, sont plus accessibles aux débutants, tandis que Debian est une méta-distribution servant de base à d'autres distributions comme Ubuntu ou Knoppix.

Bien que la majorité des logiciels inclus soient libres, cela ne signifie pas toujours gratuit. Le prix d'une distribution commerciale correspond au support matériel, à la documentation et au travail d'assemblage. Cependant, ces distributions sont souvent disponibles gratuitement en téléchargement, respectant ainsi l'esprit du logiciel libre.

Choix d'une distribution

Le choix d'une distribution dépend de plusieurs critères :

• Le niveau d'accessibilité et le type d'utilisation : une distribution graphique est recommandée pour débuter, facilitant l'installation et la configuration via des interfaces graphiques (GUI).
• Des distributions plus « manuelles » permettent un contrôle plus fin du système pour les utilisateurs expérimentés.
• Critères techniques : configuration matérielle, utilisation en réseau ou individuelle, types d'applications, environnements de développement.

Il est possible de changer de distribution selon l'évolution des besoins.

Architecture d'une distribution

La plupart des distributions partagent la même architecture :

• Le noyau Linux.
• Les logiciels GNU fournissant les commandes de base (ls, grep, etc.).
• Le serveur X, généralement X11, pour l'affichage graphique.
• Un système de gestion de paquetages (paquets) pour l'installation et la désinstallation des logiciels. Les formats les plus courants sont .rpm, Yum et .deb.
• Un programme d'installation et de paramétrage.
• Plusieurs interfaces graphiques (KDE, Gnome, XFCE, IceWM, ...) et une suite de logiciels bureautiques (StarOffice, Gimp, etc.), ainsi que des outils scientifiques ou de programmation.

Le noyau et les logiciels GNU sont communs à toutes les distributions, mais les procédures d'installation, la gestion des paquets et les mises à jour peuvent varier.

Principales distributions

Distribution	Description	Site web
Debian	Distribution non commerciale, reconnue pour sa stabilité et son large support d'architectures. Utilisée notamment pour les serveurs et dans des projets importants comme le déploiement à Munich.	www.debian-fr.org
Fedora	Distribution communautaire supervisée par Red Hat, basée sur le système de gestion RPM. Anciennement Fedora Core.	fedoraproject.org
Mandriva Linux	Distribution internationale orientée grand public, facile à installer et à utiliser. Anciennement Mandrake Linux.	www.mandriva.com/fr
Gentoo	Distribution pour utilisateurs avancés, basée sur la compilation locale des logiciels, offrant une grande flexibilité et une communauté active.	www.gentoofr.org
Red Hat Enterprise Linux (RHEL)	Distribution commerciale très répandue en entreprise, notamment aux États-Unis. Créatrice du gestionnaire de paquets RPM.	www.redhat.fr
Slackware	Une des plus anciennes distributions, adaptée aux serveurs, représentant la version la plus pure de GNU/Linux.	www.slackfr.org
SUSE Linux	Première distribution européenne, proposant SUSE Linux Enterprise pour les entreprises et openSUSE pour le grand public.	fr.opensuse.org
Ubuntu	Distribution basée sur Debian, orientée grand public, disponible en live CD, avec une large communauté d'utilisateurs.	www.ubuntu-fr.org

La licence GPL de GNU

Le code source de GNU/Linux est accessible gratuitement, permettant sa compilation sur diverses plateformes. La Free Software Foundation (FSF) a développé le projet GNU, soumis à la licence GPL (General Public Licence), qui régit l'utilisation, la distribution et la modification du code.

Principaux aspects de la licence GPL :

• Autorise la modification et la diffusion du programme original sous licence GPL.
• Permet la vente du logiciel libre, à condition que la diffusion gratuite soit également autorisée.
• Autorise l'utilisation à des fins lucratives.
• Les droits d'auteur restent la propriété des auteurs, aucun droit ne peut être approprié par un tiers.
• La licence ne prévoit aucune rémunération des auteurs.

Cette licence est parfois appelée copyleft, en opposition au copyright.

Le noyau

Le noyau est l'intermédiaire entre les programmes et le matériel. Il gère la mémoire des processus en cours, répartit le temps processeur et fournit une interface pour communiquer avec le matériel.

Démarrage du noyau

Après l'exécution du BIOS, le chargeur de système (LILO ou GRUB) s'exécute depuis le MBR (Master Boot Record). Un menu permet de choisir le système à démarrer (ex : Windows, Fedora, Mandriva). Par défaut, le système démarre en mode multi-utilisateurs avec les services réseau activés, configuré dans /etc/inittab.

Numérotation des noyaux GNU/Linux

La version du noyau est indiquée par trois nombres, par exemple 2.0.12 :

• Le premier nombre (2) indique la version majeure.
• Le deuxième nombre indique la version mineure : pair signifie version stable, impair version de développement (ex : 2.6 est stable).
• Le troisième nombre est le numéro de version mineur du noyau stable ou en développement.

Pour connaître la version du noyau installé, on utilise la commande uname -a.

Procédure de connexion

Contrairement à Windows, GNU/Linux nécessite une procédure de connexion, même hors réseau, pour assurer la sécurité d'accès. Chaque utilisateur doit disposer d'un compte avec un nom (login) et un mot de passe (password).

Après authentification réussie, l'utilisateur accède à son bureau et aux ressources selon ses permissions. En cas d'échec, la connexion est refusée.

Un utilisateur peut ouvrir plusieurs sessions simultanées via des terminaux virtuels en utilisant la combinaison Ctrl-Alt-Fx (x de 1 à 6) et basculer entre elles avec la même combinaison.

Procédure de déconnexion et arrêt du système

GNU/Linux étant stable, il ne faut pas l'éteindre brutalement. La déconnexion doit se faire proprement, soit via l'interface graphique (boutons de fermeture de session, arrêt, changement de session), soit via des commandes :

• exit, logout ou Ctrl+D pour un utilisateur classique.
• Pour l'administrateur (root) :
• Arrêt immédiat : halt, shutdown -h now ou init 0.
• Arrêt différé : shutdown -h <nb> où <nb> est le nombre de secondes avant arrêt.

Chaque processus doit recevoir l'ordre d'arrêt proprement, et les systèmes de fichiers doivent être démontés avant l'arrêt.

Introduction aux commandes

Interpréteur de commandes (Shell)

Le Shell est l'interface entre l'utilisateur et le système. Il analyse la syntaxe des commandes, les exécute et affiche les résultats. Il existe deux grandes familles de shells :

• C shell (ex : csh, tcsh)
• Bourne shell (ex : sh, bash, ksh)

Un autre shell, zsh, combine les caractéristiques des deux familles. Le shell par défaut sous GNU/Linux est bash (Bourne Again SHell), créé en 1988.

Le shell a un double rôle : environnement de travail et langage de programmation.

Syntaxe générale d'une commande

La forme générale d'une commande est :

Nom_de_commande [options] [paramètres]

Seul le nom de commande est obligatoire. Les options commencent généralement par un tiret (-) suivi de lettres. Les paramètres sont souvent des chemins de fichiers.

Exemple minimal :

ls -l /home/user

où ls est la commande, -l l'option et /home/user le paramètre.

Historique des commandes

Les touches flèche haut et bas permettent de parcourir les commandes précédemment saisies.

Commandes et alias

Il est possible de créer des alias, c'est-à-dire des noms personnalisés pour des commandes, facilitant l'utilisation ou la compatibilité avec d'autres systèmes (ex : alias DIR pour la commande DOS).

Manuel des commandes

La commande man affiche le manuel d'une commande, avec :

• Un descriptif textuel
• La syntaxe complète
• Une explication détaillée des options et paramètres, parfois avec exemples

Exemple : man ls affiche le manuel de la commande ls.

Commandes internes et externes

Le shell distingue :

• Les commandes internes, intégrées dans l'interpréteur (varient selon le shell).
• Les commandes externes, situées dans des fichiers exécutables. Leur localisation est définie par la variable d'environnement PATH, qui liste les répertoires où chercher ces commandes, séparés par des deux-points (:).

Glossaire des termes clés

• GNU/Linux : Système d'exploitation libre combinant le noyau Linux et les logiciels GNU.
• Noyau (Kernel) : Partie centrale du système, gérant la mémoire, les processus et la communication avec le matériel.
• Distribution : Ensemble cohérent de logiciels GNU/Linux, incluant le noyau, les outils, l'interface graphique et les applications.
• Licence GPL : Licence libre autorisant la modification, la distribution et l'utilisation commerciale des logiciels sous certaines conditions.
• Shell : Interpréteur de commandes servant d'interface entre l'utilisateur et le système.
• Paquet (Package) : Ensemble de fichiers logiciels regroupés pour une installation et une gestion simplifiées.
• MBR (Master Boot Record) : Premier secteur d'un disque dur contenant le chargeur de démarrage.
• Chargeur de système (LILO, GRUB) : Programme permettant de choisir et de lancer un système d'exploitation au démarrage.
• Session : Période d'utilisation du système par un utilisateur après authentification.
• Alias : Nom personnalisé donné à une commande ou une suite de commandes.

Points clés à retenir

• GNU/Linux est un système d'exploitation libre, multi-plateformes, multi-utilisateurs, multi-tâches et multi-processeurs.
• Une distribution regroupe le noyau Linux, les logiciels GNU, un serveur graphique, un gestionnaire de paquets et des interfaces utilisateur.
• Le choix d'une distribution dépend du niveau d'expérience, des besoins matériels et des usages spécifiques.
• La licence GPL garantit la liberté d'utilisation, de modification et de distribution des logiciels GNU/Linux.
• Le noyau Linux est la couche centrale qui gère les ressources matérielles et les processus.
• La procédure de connexion sous GNU/Linux est obligatoire et sécurisée par authentification.
• La déconnexion doit être effectuée proprement pour préserver l'intégrité du système.
• Le Shell est l'interpréteur de commandes, avec une syntaxe standard et des commandes internes et externes.
• La commande man est essentielle pour consulter la documentation des commandes.