Etienne Tremblay

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Etienne Tremblay

• Ordinateurs, Structure et Applications

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Cours 12a, Le BIOS
Université Laval, Hiver 2007
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Le 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.

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Les 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)

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Le 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
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Lancement 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
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BIOS 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
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Exemples 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
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La 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.

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La RAM CMOS de EMU8086
Tiré de EMU8086
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Références 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?

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Etienne Tremblay

• Ordinateurs, Structure et Applications

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Cours 12b, Présentation des systèmes
dexploitation
Université Laval, Hiver 2006
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Définition 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.

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Rôles 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.

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Le 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.

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Un vision simplifiée des services dun système
dexploitation (1/2)
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Un 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

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Les 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.

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Systèmes 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.

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Systèmes 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.

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Références 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?