Title: Etienne Tremblay
1Etienne Tremblay
- Ordinateurs, Structure et Applications
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Cours 12a, Le BIOS
Université Laval, Hiver 2007
2Le BIOS
- BIOS signifie Basic Input Output System
- Le BIOS est un programme sauvegardé en mémoire
non volatile qui sexécute au démarrage de votre
ordinateur. - Le BIOS est un chip contenu sur la carte mère
indépendant du CPU ou de la mémoire. Les premiers
BIOS étaient soudés à la carte mère et
inchangeables (en ROM), mais les BIOS modernes
sont configurables.
3Les rôles de BIOS
- Le BIOS a plusieurs fonctions
- Self-test de lordinateur (POST)
- Lancer le système dexploitation
- Acquérir et maintenir linformation de base sur
les périphériques du système. - Fournir une librairie de fonctions au système
dexploitation afin de contrôler les
périphériques (sous la forme dinterruptions)
4Le POST
- Le POST est le Power On Self Test
- Les tests suivants sont effectués dans lordre
sur les PC compatibles - 1.Test du CPU lui-même (test des registres en
écriture et en lecture) - 2.Test du ROM contenant le programme de démarrage
et le BIOS - (Vérification du checksum)
- 3.Initialisation du contrôleur de DMA
- 4.Test des 16 premiers K de mémoire RAM
- 5.Initialisation du contrôleur dinterruption et
des interruptions - 6.Test du temporisateur servant à compter le
temps - 7.Test de ladapteur décran et affichage du
curseur - 8.Test de lensemble de la mémoire RAM
- 9.Test du clavier
- 10.Vérification de la présence dun lecteur de
disquette ou dun disque dur - 11.Test de limprimante et des ports de
communication - 12.Comparaison des résultats obtenus lors des
tests avec la configuration sauvegradé en mémoire
CMOS (petite quantité de mémoire dont le contenu
est préservé par une batterie au lithium) - 13.Beep du haut-parleur
Tiré de Demarrage.doc
5Lancement du système dexploitation
- Une fois les tests initiaux complétés, la seconde
partie du programme de démarrage va être
exécutée le boot-strap loader. Le boot-strap
loader est une courte routine utilisée pour
charger un programme à partir du disque.
Essentiellement, cette routine tente de lire un
enregistrement appelé le boot record sur le
disque (ou la disquette). Le boot record est
rangé sur la première piste du disque (de la
disquette). Le boot-strap loader cherche
dabord sur A puis sur C (configurable pour
certains BIOS, peut même être sur D ou E,
cest-à-dire à partir de CD/ROM!). Si cette
tentative est réussie, le boot-strap loader
passe le contrôle au programme qui est rangé dans
cet enregistrement. Le rôle de ce programme est
dabord de charger le reste du système
dexploitation. - Le processus décrit ci-dessus, le boot strapping,
est aussi appelé IPL, ou Initial Program Load.
Tiré en partie de Demarrage.doc
6BIOS et périphériques
- Le BIOS fournit une interface avec le matériel de
l'ordinateur au système d'exploitation sous la
forme d'une librairie d'interruptions. Par
exemple, chaque fois qu'une touche du clavier est
enfoncée, le processeur utilise une interruption
du BIOS pour lire la touche. C'est le même
principe pour les autres composantes
d'entrées/sorties (ports séries et parallèles,
cartes vidéo, cartes de son, contrôleurs de
disque, etc.). Certains vieux PC ne sont pas
capables de communiquer avec les nouvelles
composantes matérielles parce que leur BIOS ne
les supporte pas le système d'exploitation ne
peut alors utiliser une interruption du BIOS pour
communiquer avec ce matériel ce problème peut
être résolu en remplaçant le BIOS par un plus
récent, qui supporte le nouveau matériel ou en
installant un pilote (driver) pour ce matériel.
Tiré de LE BIOS DE VOTRE ORDINATEUR.doc
7Exemples de paramètres du BIOS
- Boot Sequence
- Cette option permet de définir par ordre de
priorité sur quel support/périphérique doit
booter votre PC. - IDE (Primary, secondary) Master / Slave
- Ces options permettent de définir le disque
rattaché aux ports IDE de la carte mère. - Typematic Rate Delay (Msec)
- Cette option permet de définir le temps qui
sécoule avant la répétition dun caractère. - SDRAM RAS-to-CAS Delay
- SDRAM est de la mémoire DRAM rapide (Synchronous
DRAM) - Les données sont emmagasinées sous la forme de
tableaux 2D en mémoire DRAM. Les lignes RAS et
CAS du processeur (Row/Colomn Address Strobe)
permettent daller chercher des données de la
DRAM. Lorsque des données sont requises, RAS est
activé afin de choisir la rangée, puis CAS est
activé afin de choisir la colonne. Il existe un
délai minimum entre lactivation de RAS et celle
de CAS.
Tiré de Le BIOS.doc
8La RAM CMOS
- Le CMOS (complementary metal-oxide semiconductor
) est une technologie de circuit intégré qui une
utilise une voltage plus bas que le TTL (3.3V
plutôt que 5V) et qui consomme moins de puissance
que le TTL. - La RAM CMOS est une très petite zone de mémoire
(64bytes initialement) qui est maintenue
alimentée par une pile (ou un gros condensateur)
lorsque lordinateur est éteint. Par abus de
langage, elle est communément appelée CMOS,
simplement. - La RAM CMOS contient toutes les informations
relatives au matériel dun PC telles que les
types de disque dur, de clavier, décran et de
chipset. La RAM CMOS contient aussi la date et le
temps du système qui est mis à jour par un RTC
(Real Time Clock, un circuit qui compte le temps,
alimenté aussi par la pile et consommant peu de
puissance). - Linformation contenue dans la RAM CMOS est
utilisée par le BIOS.
9La RAM CMOS de EMU8086
Tiré de EMU8086
10Références et exercices
- Références
- LE BIOS DE VOTRE ORDINATEUR.doc, Demarrage.doc
ainsi que LE BIOS.doc - Les systemes d'exploitation.doc et Structure
d'acces au materiel.doc - Exercices
- Décrivez la séquence de démarrage de votre PC.
- Quelle est la différence entre DRAM, SRAM, RAM
et RAM CMOS?
11Etienne Tremblay
- Ordinateurs, Structure et Applications
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Cours 12b, Présentation des systèmes
dexploitation
Université Laval, Hiver 2006
12Définition de système dexploitation (OS ou
Operating System)
- Un Système dexploitation est un ensemble de
programmes qui gèrent les ressources matérielles
dun ordinateur et qui rendent ces ressources
disponibles à lusager, de telle sorte que
lusager peut utiliser effacement son ordinateur.
13Rôles du système dexploitation
- Les principaux rôles dun système dexploitation
sont - Fournir une interface usager conviviale.
- Gérer, lire et exécuter des programmes.
- Gérer les ressources matérielles de lordinateur.
- Le but dun système dexploitation est de
facilité lutilisation de lordinateur et de
rendre son utilisation efficace.
14Le système dexploitation un programme
- Le système dexploitation est un programme.
- Il occupe une partie de la mémoire de
lordinateur. - Il sagit du ou dun des premiers programme
chargé par bios. - Le système dexploitation est chargé de lancer
dautres programmes. Il doit abandonner le
contrôle du CPU aux autres programmes pour que
ceux-ci puissent être exécutés. - Un système dexploitation est toujours composé de
plusieurs parties. Il comprends un programme pour
interfacer avec lusager, des routines pour
traiter les interruptions du matériel, des
interfaces logicielles pour accéder aux fichiers
sur les disques durs, etc.
15Un vision simplifiée des services dun système
dexploitation (1/2)
16Un vision simplifiée des services dun système
dexploitation (2/2)
- Un système dexploitation doit fournir les
services suivants - Une interface de commandes pour lusager
- Un support pour création de programmes
- Une gestion des fichiers
- Une gestion des programmes et applications
- Une façon de démarrer lordinateur
- Un service des interruptions (Software et
Hardware) - Un gestion des I/Os et du matériel qui y est
relié. - Des services pour les réseaux et pour le matériel
qui y est associé. - Détection des réponses et réponses
- Statistiques et performances
17Les premiers systèmes dexploitation
- Il ny avait pas de système dexploitation sur
les premiers ordinateurs - Les premiers ordinateurs étaient un CPU, une
mémoire, un périphérique dentrée, quelques
voyants/bascules et une imprimante - Le programmeur introduisait le programme à
exécuter dans la mémoire du CPU à partir du
périphérique dentrée (lire lecteur de carte
perforée). Le CPU était déconnecté pendant ce
temps! - Des bascules permettaient de lancer lexécution
du programme par le CPU. - Des voyants donnaient les statuts derreurs et
les résultats du programme. En cas derreur, le
programmeur regardait directement la mémoire - Un seul programme était exécuté à la fois. Il
fallait sinscrire sur des listes afin de pouvoir
utilisé lordinateur.
18Systèmes dexploitation simples
- Les premiers systèmes dexploitation avaient
plusieurs composantes logicielles de plus quun
simple CPU avec une mémoire. Il sagissait de
systèmes dexploitation moniteur ou exécutant
une seule tâche à la fois - Le système dexploitation est chargé en mémoire
par du code en ROM (voir le BIOS pour exemple). - Le système dexploitation gère des périphériques.
- Le système dexploitation traite les
interruptions du système. - Le système dexploitation fournit un interpréteur
de commande qui traite des requêtes de lusager - Le système dexploitation peut charger un
programme en mémoire, puis de lexécuter. Il est
responsable de la séquence de tâches exécutées
par le CPU. - Le système dexploitation fournit un ensemble de
routines disponible pour la création de
programmes. - Le système dexploitation gère les fichiers et
les accès disques.
19Systèmes dexploitation multi-tâches
- Les systèmes dexploitation modernes exécutent
plusieurs programmes simultanément et
possèdent plusieurs caractéristiques
additionnelles - Le SE détermine la séquence de programmes à
exécuter selon plusieurs facteurs (priorité,
utilisation dentrées/sorties, conflit de
ressources, etc.) - Le SE offre des protections et des niveaux de
sécurité au niveau des accès aux ressources de
lordinateur. - Le SE gère une mémoire et des ressources pouvant
contenir être communes à plusieurs processus. - Le SE établit des statistiques sur le système.
- Le SE gère la communication avec dautres
ordinateurs.
20Références et exercices
- Références
- Irv Englander Section 13.1, 13.2 (début) et 13.8
- William Stallings Section 8.1
- Les systemes d'exploitation.doc et Structure
d'acces au materiel.doc - Exercices
- Quest-ce quun système dexploitation?