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dimanche 5 juin 2011

Cours sur le BIOS - Basic Input Output System









Le Basic Input Output System ou BIOS (système élémentaire d'entrée/sortie) est, au sens strict, un ensemble de fonctions, contenu dans la mémoire morte (ROM) de la carte mère d'un ordinateur lui permettant d'effectuer des opérations élémentaires lors de sa mise sous tension, par exemple la lecture d'un secteur sur un disque. Par extension, le terme est souvent utilisé pour décrire l'ensemble du micrologiciel (« logiciel embarqué » ou « firmware ») de la carte mère.


Le BIOS est presque toujours développé par le fabricant de la carte mère car il contient les routines élémentaires pour effectuer les opérations simples d'entrée/sorties


les 3 principaux constructeurs de BIOS :
award
AMIBIOS
phoenix


Rôle du BIOS :
Le BIOS est ensemble de fonctions logicielles qui sont implantées dans la mémoire morte (ROM) de la carte mère de votre ordinateur.
Le BIOS permet de réaliser les fonctions nécessaires au démarrage de l'ordinateur.
C'est lui qui recherche le système d'exploitation avant de le lancer par exemple..

C'est le fabricant de la carte mère qui est chargé de développer le BIOS, et aujourd'hui il est souvent modifiable de façon logicielle. on appelle cette action Flasher le BIOS.




Le BIOS est cependant capable de bien peu de choses. Voici quelques exemples.


Clavier : Il peut Déterminer quel caractère on vient de frapper au clavier
Déterminer s'il s'agit d'une majuscule ou d'une minuscule
Contrôler si l'utilisateur frappe une touche spéciale (Ctrl, Alt, ...)
...

Ecran :  Il peut Allumer un point de couleur (un pixel) à l'écran
Ecrire un caractère à l'écran
... 

Disque :  Il peut Ecrire des octets sur le secteur Z de la piste W sur un disque
Lire le contenu du secteur X de la piste Y sur un disque et le mettre dans la mémoire centrale (mémoire vive)


Lorsque le système est mis sous-tension ou réamorcé (Reset), le BIOS fait l'inventaire du matériel présent dans l'ordinateur et effectue un test (appelé POST, pour "Power-On Self Test") afin de vérifier son bon fonctionnement.
  • Effectuer un test du processeur (CPU)
  • Vérifier le BIOS
  • Vérifier la configuration du CMOS
  • Initialiser le timer (l'horloge interne)
  • Initialiser le contrôleur DMA
  • Vérifier la mémoire vive et la mémoire cache
  • Installer toutes les fonctions du BIOS
  • Vérifier toutes les configurations (clavier, disquettes, disques durs ...)


Si jamais le POST rencontre une erreur, il va essayer de continuer le démarrage de l'ordinateur. Toutefois si l'erreur est grave, le BIOS va arrêter le système et :

  • afficher un message à l'écran si possible (le matériel d'affichage n'étant pas forcément encore initialisée ou bien pouvant être défaillant) ;
  • émettre un signal sonore, sous forme d'une séquence de bips (beeps en anglais) permettant de diagnostiquer l'origine de la panne ;
  • envoyer un code (appelé code POST) sur le port série de l'ordinateur, pouvant être récupéré à l'aide d'un matériel spécifique de diagnostic.

Si tout est correct, le BIOS émettra généralement un bip bref, signalant qu'il n'y a pas d'erreur.




Le setup du BIOS

La plupart des BIOS ont un « setup » (programme de configuration) qui permet de modifier la configuration basique du système. Ce type d'information est stockée dans une mémoire autoalimentée (à l'aide d'une pile) afin que l'information soit conservée même lorsque le système est hors tension (la mémoire vive est réinitialisée à chaque redémarrage).

Il existe de nombreux BIOS dans chaque machine :
  • Le BIOS de la carte mère
  • Le BIOS qui contrôle le clavier
  • Le BIOS de la carte vidéo
  • et éventuellement
    • Le BIOS de contrôleurs SCSI qui permettent de booter sur le périphérique SCSI, qui communique alors avec le DOS sans pilote supplémentaire
    • (Le BIOS de cartes réseau qui permettent de booter sur le réseau)


Lorsque le système est mis sous tension, le BIOS affiche un message de copyright à l'écran, puis il effectue les tests de diagnostics et d'initialisation. Lorsque tous les tests ont été effectués, le BIOS affiche un message invitant l'utilisateur à appuyer sur une ou plusieurs touches afin d'entrer dans le setup du BIOS.

Selon la marque du BIOS il peut s'agir de la touche F2, de la touche F10, de la touche DEL (sur les claviers français : "Suppr"), ou bien d'une des séquences de touche suivantes :
  • Ctrl+Alt+S
  • Ctrl+Alt+Esc
  • Ctrl+Alt+Ins


Sur les BIOS Award le message suivant est affiché lors du POST :
TO ENTER SETUP BEFORE BOOT PRESS CTRL-ALT-ESC OR DEL KEY
Ce message signifie « PRESSEZ "CTRL-ALT-ESC" ou la touche "DEL" pour entrer dans le "SETUP" avant le démarrage du PC »



R

éinitialiser le BIOS

Dans la mesure où le setup du BIOS permet de modifier des paramètres matériels, il peut arriver que le système devienne instable, voire ne redémarre plus. Ainsi, lorsque cela arrive, il devient nécessaire d'annuler les modifications apportées au BIOS et de remettre les paramètres par défaut.

Si l'ordinateur démarre et que l'accès au setup du BIOS est possible, celui-ci offre généralement la possibilité de rétablir les paramètres par défaut. Sur les BIOS de type PhoenixBIOS, l'appui sur la toucheF9 permet de rétablir les paramètres par défaut du constructeur. Sur les BIOS de type AwardBIOS
l'appui sur la touche F5 rétablit les paramètres précédents, l'appui sur F6 rétablit les valeurs par défaut du BIOS Award, enfin la touche F7 permet de rétablir les paramètres par défaut fournis par le contructeur de la carte mère.

Si l'accès au BIOS est impossible par la procédure standard, la plupart des cartes mères sont dotées d'un cavalier (jumper) leur permettant de rétablir les valeurs par défaut. Il suffit de changer la position du cavalier, et de le laisser maintenu dans cette nouvelle position pendant une dizaine de secondes.

Il est fortement conseillé de procéder à ces manipulations en ayant préalablement mis l'ordinateur hors tension. Pour toutes ces manipulations référez-vous au manuel fourni avec votre carte mère !


le rôle des différentes options qui se trouvent dans votre BIOS

L'accès au BIOS de votre machine est généralement possible en appuyant sur la touche "Suppr" ou sur la touche "F1" peu après le démarrage de votre machine : normalement cette information du type de touche est indiquée à l'écran.
Voici maintenant menu, par menu, une explication des rôles des options qui s'y trouvent et des optimisations éventuellement possibles. 

Voici la liste des menus pour un accès plus rapide :




Flasher le BIOS

Que signifie le terme flasher?

Le BIOS (Basic Input/Output System) est une petite mémoire située sur la carte-mère, dont les données définissent les paramètres du système. Ceux-ci peuvent toutefois contenir des erreurs (bugs). De plus, avec l'apparition de nouveaux matériels les constructeurs de BIOS peuvent décider de mettre à jour leur BIOS. 
Cependant, cela n'est pas si simple qu'il n'y paraît, car comme vous le savez peut-être le BIOS est une mémoire qui se conserve lorsque vous éteignez le PC (il serait en effet très désagréable de devoir configurer le BIOS à chaque démarrage de l'ordinateur...). Ainsi, les BIOS ont évolué depuis quelques années pour pouvoir être mis à jour. 
Sur les premiers PC les BIOS étaient des mémoires mortes soudées à la carte-mère;, impossible donc de les modifier. Certains fabricants proposaient toutefois des correctifs logiciels (appelés patchs) qui étaient stockés sur le disque dur et se chargeaient en mémoire vive (RAM) pour corriger les éventuels bugs. Ils ne pouvaient toutefois agir qu'après le boot du PC. 
Les constructeurs de BIOS ont ensuite vendu des BIOS insérables sur des supports, pouvant être changés matériellement, mais dont le prix était très élevé à l'époque. 
Puis vint l'apparition des mémoires programmables électroniquement, c'est-à-dire une mémoire pouvant être modifiée grâce à une machine envoyant des impulsions électriques par des connecteurs prévus à cet effet. Ce type de programmateur de puce était cependant rare, si bien que l'opération était toujours relativement coûteuse pour l'utilisateur. 
La plupart des cartes mères comportent des mémoires flash, pouvant être modifiées directement par logiciel. Les BIOS situés sur des cartes mères comportant ce type de mémoire peuvent être mis à jour (le terme « upgrader » est parfois utilisé, mot francisé provenant du verbe anglais « to upgrade », qui signifiemettre à jour) grâce à un programme appelé firmware, fourni par le fabricant, destiné à permettre le remplacement de l'ancien BIOS par un BIOS plus récent. Le problème consiste toutefois à se procurer les mises à jour de son BIOS (problème maintenant résolu grâce à l'accès à Internet). Ces mises à jour sont disponibles sous forme de fichier binaire contenant une image du BIOS, et qui sera transférée dans la mémoire flash grâce au firmware. 
Le flashage du BIOS est donc une mise à jour du BIOS par voie logicielle, c'est-à-dire un remplacement de l'ancienne version du BIOS grâce à un programme.

Pourquoi flasher le BIOS?

Avant de flasher son BIOS, il est essentiel de s'interroger sur l'intérêt du flashage. En effet, le flashage permet de mettre à jour le BIOS pour diverses raisons (correction de bugs, ajout de nouvelles fonctionnalités, support de nouveaux matériels), toutefois les évolutions apportées ne touchent pas forcément directement tous les utilisateurs. De plus il n'est pas exclu que le nouveau BIOS apporte lui-même de nouveaux bugs... 
Ainsi, les améliorations que le flashage peut apporter (généralement décrites dans un fichier accompagnant le nouveau BIOS) valent-elles la peine d'encourir les risques liés au flashage du BIOS (aussi minimes soient-ils) ? 
Si votre système fonctionne correctement et que vous voulez flasher votre BIOS "pour voir", c'est-à-dire dans l'attente d'hypothétiques améliorations , le mieux est de s'abstenir. Il existe une règle très simple : 
Tout système fonctionnant correctement ne doit être mis à jour
que pour des raisons connues.

Dans quelles conditions faut-il flasher son BIOS?

Le flashage du BIOS conditionne le matériel que l'on flashe, c'est-à-dire qu'il modifie la façon de se comporter du matériel doté d'un tel BIOS (il peut s'agir aussi bien de la carte-mère que d'une carte vidéo, une carte SCSI, ...), il faut donc être très prudent. 
Opérations à respecter :
  • bien lire la documentation fournie avec le BIOS et le firmware, ainsi que celle de votre matériel. Certains matériels nécessitent la mise en place d'un jumper (cavalier) pour permettre le flashage. En effet, puisque le BIOS est modifiable par voie logicielle, il peut aussi l'être par des virus (Exemple: le virus Tchernobyl). Le cavalier permet donc d'activer ou désactiver la protection contre l'écriture par voie matérielle (impossible donc pour le virus d'agir...)
  • s'assurer que le BIOS que vous avez récupéré et que vous allez transférer correspond bien au matériel que vous désirez modifier. Dans le cas contraire, il se pourrait (bien que le firmware (logiciel fourni avec le BIOS qui se charge du transfert) réalise généralement un test de vérification) que vous transferiez des données qui ne correspondent pas à votre matériel, ce qui aurait le même effet que de modifier votre micro-onde pour qu'il lise des cassettes vidéos...
  • vérifier l'intégrité du BIOS et du firmware (si il y a eu des erreurs pendant le téléchargement le fichier risque d'être corrompu, auquel cas il est prudent de recommencer le téléchargement)
  • effectuer le flashage du BIOS sous un environnement stable, c'est-à-dire sous MS-DOS (en mode natif et non une fenêtre DOS ou un vulgaire "redémarrer en mode MS-DOS). Il s'agit donc de redémarrer l'ordinateur avec une disquette système DOS, c'est le moyen le plus sûr. Une disquette accompagne généralement les matériels "flashables"; elle permet d'amorcer le système sous un DOS stable, propice au flashage. De plus elle contient la plupart du temps un programme permettant une copie de sauvegarde du BIOS actuel pour pouvoir le restaurer en cas de problème
  • prendre garde qu'aucun programme soit résident en mémoire. Il faut ainsi passer un antivirus récent sur sa machine (disquette système et disque dur) avant de procéder à l'upgrade du BIOS
  • Il faut enfin travailler dans un environnement électrique stable, c'est-à-dire minimiser les risques de coupures de courant pendant l'opération de transfert (orage, prise électrique peu sûre, coupures EDF fréquentes, ...)  




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