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Le système d’entrée/sortie de base (BIOS) d’un ordinateur est un programme stocké dans une mémoire non volatile telle que la mémoire morte (ROM) ou la mémoire flash, ce qui en fait un micrologiciel. Le BIOS (parfois appelé ROM BIOS) est toujours le premier programme qui s’exécute lorsqu’un ordinateur est mis sous tension.

Voici ce qui se passe pendant le processus d’amorçage (voir les étapes dans le diagramme ci-dessous) :

1. L’alimentation est mise sous tension.

2. Le processeur transmet le contrôle au BIOS.

3. Le BIOS exécute un programme appelé Power-On Self Test, qui détermine la quantité de mémoire dont dispose l’ordinateur, puis confirme que le matériel critique de bas niveau fonctionne correctement. Toute erreur est indiquée par des séquences de bips sonores. Après cela, le BIOS désactive tous les périphériques configurables.

4. Le BIOS identifie tous les périphériques de l’ordinateur, tels que les disques durs et les cartes d’extension. Il recherche d’abord les périphériques plug-and-play et attribue un numéro à chacun d’eux, mais il n’active pas les périphériques à ce moment-là.

5. Le BIOS localise le périphérique de démarrage primaire ou de chargement initial de programme (IPL). Il s’agit généralement d’un périphérique de stockage tel qu’un disque dur, un lecteur de disquettes ou un CD-ROM qui contient le système d’exploitation, mais il peut s’agir d’une carte réseau connectée à un serveur. Le BIOS localise également tous les périphériques IPL secondaires du système.

6. Le BIOS construit une table de ressources système, attribuant des ressources sans conflit en fonction des périphériques qu’il a trouvés et des données de configuration stockées dans la RAM non volatile.

7. Il sélectionne et active les périphériques d’entrée (clavier) et de sortie (écran) primaires, de sorte qu’en cas de problème pendant le processus de démarrage, le BIOS peut afficher un écran de récupération et permettre à l’utilisateur de sélectionner une configuration stockée des paramètres du système qui sont connus pour fonctionner. Le BIOS a capturé ces paramètres la dernière fois que l’ordinateur a démarré avec succès, et il les stocke dans une mémoire vive non volatile.

8. Il recherche les périphériques non enfichables, y compris le bus PCI (Peripheral Component Interconnect), et ajoute les données de leurs ROM à sa table de ressources.

9. Le BIOS résout les conflits de périphériques et configure le périphérique de démarrage choisi.

10. Il active les périphériques plug-and-play en appelant leurs ROMs d’option avec les paramètres appropriés.

11. Il lance le chargeur d’amorçage. Si, pour une raison quelconque, l’IPL par défaut ne parvient pas à charger le système d’exploitation, le BIOS essaie le périphérique IPL suivant dans la liste.

12. Le périphérique IPL charge le système d’exploitation en mémoire.

13. Le BIOS remet le contrôle au système d’exploitation, qui peut effectuer d’autres affectations de ressources.

Le BIOS contient également un programme de configuration avec lequel l’utilisateur peut configurer les paramètres basés sur le matériel, tels que les mots de passe de l’ordinateur, l’heure et la date. Comme le BIOS configure un périphérique d’entrée et de sortie principal pendant le processus de démarrage, un utilisateur peut exécuter le programme de configuration et ajuster les paramètres du périphérique, peut-être même sélectionner un périphérique IPL différent, tel qu’un deuxième disque dur, lorsque l’ordinateur ne parvient pas à démarrer.

Un changement majeur dans les fonctions du BIOS du PC s’est produit en 1995 avec l’arrivée de Windows 95. Le nouveau système d’exploitation comportait une fonctionnalité plug-and-play, qui a non seulement simplifié le travail d’ajout de cartes d’extension, mais a également contribué à définir un mécanisme cohérent pour permettre au BIOS de reconnaître et de configurer les périphériques d’un système.

Les premiers systèmes supposaient qu’un périphérique nécessitait toujours les mêmes ressources – le numéro d’interruption d’un contrôleur de disque et la plage d’adresses d’E/S, par exemple. On pensait que ceux-ci ne changeraient jamais ou qu’ils étaient de nature statique et ne devaient donc être attribués qu’une seule fois.

Toutefois, la technologie plug-and-play donne au BIOS la liberté de modifier le numéro d’interruption et les adresses E/S que le contrôleur de disque utilise pour éviter les conflits de ressources.

Avec le bus série universel et les connexions IEEE 1394, les périphériques peuvent être branchés à chaud. En d’autres termes, ils peuvent apparaître ou disparaître sans avertissement.

Cela signifie que le BIOS doit stocker des informations sur les ressources système pour chaque périphérique que le système a jamais connu, et le faire de manière dynamique afin que les ressources système, telles que le numéro d’interruption, la plage d’adresses ou l’identité du périphérique, puissent être réaffectées sans nécessiter un redémarrage.

Thompson est un spécialiste de la formation chez Metrowerks Inc. Contactez-le à [email protected].

Pour visualiser une version PDF de ce diagramme, cliquez sur l’image ci-dessus.

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Mise à niveau d’un BIOS

Lorsqu’un ordinateur doit être mis à niveau avec du nouveau matériel, comme un disque dur plus grand, plus de mémoire ou une nouvelle carte vidéo, on découvre souvent que le BIOS de l’ordinateur ne prend pas en charge toutes les capacités du nouveau matériel. La preuve la plus spectaculaire de ce phénomène s’est produite lorsque les disques durs ont dépassé la taille de 4 Go, puis de 8 Go. À cette époque, il était tout à fait possible d’installer, par exemple, un disque dur de 12 Go et de découvrir ensuite que l’ordinateur ne pouvait utiliser que les 8 premiers Go.

La réponse au problème est de mettre à niveau la puce du BIOS. La plupart des ordinateurs fabriqués ces dernières années peuvent voir leur système mis à jour par un programme flash, qui installe de nouvelles instructions et capacités. Normalement, les informations et les fichiers nécessaires à cette opération sont disponibles sur le site Web du fabricant de l’ordinateur ou de la carte mère.

Malheureusement, il est essentiel de comprendre à quel point une mise à jour du BIOS peut être une étape radicale. Avant de la faire, c’est une bonne idée de sauvegarder toutes les données du disque dur. Vérifiez également s’il existe un cavalier de récupération qui vous permettra de récupérer le BIOS d’origine. Bien qu’une mise à niveau du BIOS soit généralement sans problème, il est possible que le processus endommage ou détruise la puce du BIOS et rende ainsi l’ordinateur inutilisable.