Basic Input Output System
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Tous les ordinateurs, y compris ceux qui existaient bien avant l'invention du PC (par exemple IBM 1130 et 1800), possèdaient par définition un BIOS. Toutefois, depuis 1981, ce mot désigne plus spécifiquement celui de l'IBM PC. Dans ce contexte :
Le Basic Input Output System ou BIOS (système élémentaire d'entrée/sortie) est un programme contenu dans la mémoire morte (ROM) de la carte mère s'exécutant au démarrage de l'ordinateur. Il déclare les disques, configure les composants et recherche un système d'exploitation avant de le lancer. Sa tâche principale est de fournir un support de bas niveau pour communiquer avec les périphériques. Habituellement ceci inclut le support du clavier au moins dans un mode (pas forcément l'USB) et d'un mode d'affichage simplifié. Le BIOS est écrit en code machine et a généralement été développé en langage assembleur.
Les deux BIOS historiques du PowerPC se sont nommés successivement PREP et CHRP.
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[modifier] Boot BIOS
Depuis l'introduction des PC compatibles IBM en août 1981, le BIOS émet les premières commandes au système durant la phase de démarrage, pour indiquer par exemple sur quel disque à quel endroit de celui-ci trouver le chargeur d'amorçage (ou Boot loader) du système d'exploitation, en général Windows ou Linux. Dans le cas de Windows, il s'agit du NTLDR, dans le cas d'un système en multiboot (possibilité de démarrer plusieurs systèmes d’exploitation sur un même ordinateur), Lilo dans les cas simples (Windows et Linux), GRUB dans les cas plus sophistiqués (tous systèmes supportés).
Le BIOS contient également des outils diagnostics pour vérifier sommairement l'intégrité des composants critiques comme la mémoire, le clavier, le disque dur, les ports d'entrée/sortie, etc.
Certains paramètres du BIOS peuvent être réglés par l'utilisateur (ordre des périphériques à scruter pour détecter une zone de boot, type et fréquence du processeur, etc.). L'ensemble de ces paramètres est stocké de manière permanente grâce à une mémoire de taille réduite (quelques centaines d'octets) à faible consommation (type CMOS) alimentée par une pile (généralement au lithium) présente sur la carte mère. Cette mémoire est communément appelée, par abus, "CMOS".
Le code source des premiers PC et AT BIOS était inclus avec le Manuel des Références Techniques IBM. Aujourd'hui, la plupart des cartes mères sont livrées sans le code source du BIOS. L'utilisateur doit télécharger des mises à jour fournies par le constructeur. Ces mises à jour sont parfois nécessaires à la prise en charge de certains périphériques.
Historiquement, en plus des fonctions de diagnostic et de configuration, le BIOS fournit un ensemble de services permettant de faire le plus abstraction possible de la couche matérielle. Ces services sont utilisés par le système d'exploitation et sont accessibles via certaines zones mémoires (40:00 par exemple) ou certaines interruptions logicielles (10h, 11h, 12h et 13h notamment). Cependant, dans la pratique, les systèmes d'exploitation récents utilisent peu ces services. Soit parce qu'ils sont parfois bogués, soit, parce que les systèmes récents s'exécutent en Mode protégé, rendant difficile l'accès aux services du BIOS, proposés généralement uniquement pour le Mode réel.
[modifier] BIOS en tant que firmware
Le BIOS est parfois appelé firmware, car il est proche du hardware. Avant les années 1990, les BIOS étaient stockés sur des puces ROM qui ne pouvaient être modifiées. Au fur et à mesure que leur complexité, et le besoin de mises à jour se faisait sentir, ils furent stockés sur des mémoires EEPROM ou Flash qui pouvaient être modifiées.
Ainsi, il est possible de mettre à jour, de manière logicielle, le BIOS d'un ordinateur. Cette action est appelée « Flasher le BIOS ». Un problème (coupure d'électricité, mauvaise version de ROM, ...) lors de cette opération peut avoir de graves conséquences. Il est donc conseillé de ne flasher le BIOS que lorsque cette opération est vraiment nécessaire. Certaines cartes mères possèdent deux versions du BIOS : la version actuelle qu'il est possible de modifier logiciellement et une copie de sauvegarde, un Cavalier permettant d'écraser la version actuelle par la version de sauvegarde. Il existe de plus, des mécanismes permettant d'ajouter une deuxième Flash à une carte mère n'en possédant qu'une, à condition que la puce initiale du BIOS soit extractible.
[modifier] Le firmware sur les cartes d'extension
Un ordinateur peut héberger plusieurs puces BIOS. En plus du BIOS de boot, qui contient les fonctions pour accéder au matériel important, comme le clavier, des cartes d'extension comme les cartes SCSI ou les cartes vidéo peuvent embarquer leur propre BIOS, améliorant ou remplaçant les fonctions du BIOS de boot.
[modifier] Le signal power good, qui déclenche le BIOS
Quand le processeur reçoit un signal power good, il démarre l'exécution du firmware BIOS.
Ce signal power good est envoyé soit par le bloc d'alimentation (c'est-à-dire quand l'utilisateur allume son ordinateur) ou lorsque l'utilisateur appuie sur le bouton reset.
Voir (en) POST (Power-on self-test)
[modifier] Futur : Extensible Firmware Interface
Extensible Firmware Interface (EFI) est un véritable système d'exploitation qui pourrait être le successeur du BIOS.
EFI est capable de gérer les hautes résolutions, capable de prendre en charge beaucoup de fonctionnalités réseaux qui lui sont intégrées en standard ; il peut aussi proposer une véritable interface graphique contrairement au BIOS.
Alors que le BIOS est écrit en assembleur, il est à signaler que EFI est entièrement développé en C, ce qui lui confère une certaine souplesse pour ses évolutions futures.
AMD, American Megatrends, Dell, HP, Intel, IBM, Insyde, Microsoft et Phoenix Technologies se réunissent autour de l'EFI Forum et devraient supporter cette technologie. Ces firmes travaillent actuellement sur les spécifications 1.1 de l'EFI et espérent publier les spécifications officielles de l'UEFI (Unified EFI Specifications - spécifications unifiées de l'EFI) vers la fin de 2006.
Les derniers ordinateurs Apple utilisent cette technologie.
La première version de Windows Vista ne contient pas la gestion d'EFI. La première version du système d'exploitation pour serveurs « Windows Longhorn » est censée la contenir, et les versions futures de Vista également.
[modifier] Gestion d'un disque
[modifier] Version actuelle
Les blocs de données d'un disque sont numérotés linéairement et contiennent une quantité donnée de secteurs.
[modifier] Ancienne version : problème des 1024 cylindres
Un bloc de données était repéré par un triplet de chiffres : cylindre, tête et secteurs. Au maximum, les anciens BIOS étaient conçus pour 1024 cylindres, 256 têtes et 63 secteurs ; par conséquent, si le chargeur d'amorçage se trouvait au-delà du 1024ème cylindre, le BIOS ne pouvait pas l'atteindre
Pour des explications générales sur les cylindres, têtes et secteur d'un disque dur, voir (en) Cylinder-head-sector
[modifier] Voir aussi
[modifier] Lien interne
[modifier] Bibliographie
- Philippe Mercier - La maîtrise du MS-DOS et du BIOS - (éd. Marabout, coll. "Marabout Service", 1989-1991) - 319 p. - (ISBN 2-501-01214-3)
[modifier] Liens externes
- (fr) Définition des différents paramètres d'un BIOS
- (fr) Optimisation du BIOS
- (en) BIOS Savior - article sur un mécanisme de sauvegarde du BIOS
[modifier] Développeur de BIOS
- (en) Phoenix - constructeur de BIOS
- (en) AMI - constructeur de BIOS
- (en) Document PDF décrivant les codes erreur du bios de la société AMI (America Megatrends Inc)
- (en) OpenBIOS - projet de conception de BIOS libre et multi-plateformes
- (en) LinuxBIOS - projet de conception d'un BIOS libre pour PC
- (en) BIOS ASM
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