Comment fonctionne un ordinateur ?

Mise à jour : 06/02/2020 par Lojiciels.com

Cette page est créée pour vous permettre de mieux comprendre le fonctionnement de l’ordinateur personnel à partir du moment où vous appuyez sur le bouton d’alimentation.

Mise en marche de l’ordinateur

Lorsque vous appuyez pour la première fois sur le bouton d’alimentation, l’ordinateur envoie un signal à l’alimentation de l’ordinateur, qui convertit le courant alternatif (AC) en courant continu (DC). Cette alimentation fournit à l’ordinateur et à ses composants la quantité appropriée de tension et d’électricité.

Une fois que l’ordinateur et ses composants ont suffisamment de puissance et que l’alimentation électrique ne signale aucune erreur, il envoie un signal (à l’aide de transistors) à la carte mère et au processeur de l’ordinateur (CPU). Pendant ce temps, le processeur efface les données restantes dans les registres de la mémoire et donne au compteur de programmes du CPU un F000 nombre hexadécimal. Ce nombre indique à l’unité centrale qu’elle est prête à traiter les instructions à cet endroit contenues dans le système d’entrée/sortie de base (BIOS).

Le BIOS et le POSTE

Lorsque l’ordinateur regarde pour la première fois le BIOS, il commence l’auto-test à la mise sous tension (POST). Cette séquence permet de s’assurer que les composants nécessaires sont présents et fonctionnent correctement. Si l’ordinateur ne réussit aucun de ces tests, il rencontre un POST irrégulier. Un POST irrégulier est un code de bip différent du bip ou des deux bips standard. Par exemple, un POST irrégulier peut ne générer aucun bip ou une combinaison de différents bips pour indiquer la cause de la défaillance.

Si l’ordinateur passe le POST, il examine les 64 premiers octets de mémoire situés dans la puce CMOS. Cette puce est maintenue en vie par la batterie CMOS même lorsque l’ordinateur est éteint. Cette puce contient des informations telles que l’heure et la date du système ainsi que des informations sur tout le matériel installé dans votre ordinateur.

Après avoir chargé les informations CMOS, le POST commence à inspecter et à comparer les paramètres du système avec ce qui est installé dans l’ordinateur. Si aucune erreur n’est trouvée, il charge les pilotes de base et les gestionnaires d’interruption pour le matériel comme le disque dur, le clavier, la souris et un lecteur de disquettes. Ces pilotes de base permettent à l’unité centrale de communiquer avec ces périphériques matériels et permettent à l’ordinateur de poursuivre son processus de démarrage.

Ensuite, le POST vérifie l’horloge en temps réel (RTC) ou la minuterie du système et le bus système pour s’assurer que les deux fonctionnent. Enfin, vous obtenez une image sur votre écran après que le POST ait chargé la mémoire contenue dans l’adaptateur d’affichage.

Ensuite, le BIOS vérifie s’il effectue un démarrage à froid ou un démarrage à chaud (reboot) en regardant l’adresse mémoire 0000:0472. S’il voit 1234h, le BIOS sait qu’il s’agit d’un redémarrage, et saute les autres étapes du POST.

Si 1234h n’est pas vu, le BIOS sait qu’il s’agit d’un démarrage à froid et continue à exécuter des étapes supplémentaires de POST. Ensuite, il teste la mémoire de l’ordinateur (RAM) installée dans l’ordinateur en écrivant sur chaque puce. Les premiers ordinateurs indiquaient cette étape car la mémoire était comptée au démarrage.

Enfin, le POST envoie des signaux au lecteur optique et au disque dur de l’ordinateur pour qu’ils soient testés. Si tous les lecteurs passent le test avec succès, le POST est terminé et indique à l’ordinateur de commencer à charger le système d’exploitation.

Chargement du système d’exploitation

Une fois que l’ordinateur a passé le POST, il démarre le processus de démarrage. Ce processus est responsable du chargement du système d’exploitation et de tous ses fichiers système associés. Comme Microsoft Windows est le système d’exploitation le plus couramment utilisé, cette section traite du chargement de Microsoft Windows.

Le BIOS passe d’abord le contrôle au chargeur d’amorçage, qui examine le secteur de démarrage du disque dur. Si votre séquence de démarrage dans la configuration CMOS n’est pas configurée pour regarder le disque dur en premier, il se peut qu’elle démarre à partir du premier support de démarrage disponible (par exemple, un DVD ou un lecteur flash).

Dans cet exemple, le Microsoft Windows 10 Bootmgr (gestionnaire de démarrage de Windows) se trouve sur le secteur de démarrage. Il indique à l’ordinateur où trouver le code restant sur le disque dur. Ensuite, Windows est chargé, en commençant par l’écran de démarrage de Windows et en chargeant le registre de Windows. Après le chargement du registre, Windows commence à charger en mémoire de nombreux programmes de bas niveau qui composent le système d’exploitation. La plupart des programmes initialement chargés permettent à Windows de communiquer avec le matériel essentiel et les autres programmes s’exécutant sur l’ordinateur.

Après le chargement du registre, les premiers appareils matériels de base, il commence à charger les appareils plug and play, les appareils PCI et ISA. Après le chargement de tous ces périphériques, Windows charge la prise en charge complète du disque dur, des partitions et de tout autre lecteur de disque, puis passe à tous les autres pilotes installés.

Enfin, après avoir effectué les étapes ci-dessus, les services supplémentaires requis sont chargés et Windows démarre.

Dispositifs matériels communiquant avec l’ordinateur

Une fois que l’ordinateur a chargé le système d’exploitation, le matériel connecté à l’ordinateur doit pouvoir communiquer avec l’unité centrale. La communication du matériel se fait par le biais d’une demande d’interruption (IRQ). Le contrôleur d’interruption envoie la demande (INTR) à l’unité centrale afin d’arrêter ce qu’elle fait pour traiter une nouvelle demande de matériel. Tout ce qui est effectué par l’unité centrale est mis en attente et stocké sous forme d’adresse mémoire dans la pile mémoire. Ensuite, cette tâche reprend lorsque la tâche en cours (plus urgente) est terminée.