Comment fonctionne un ordinateur ?

Ce document est créé pour vous donner une meilleure compréhension du fonctionnement de l’ordinateur personnel et de ce qu’il fait chaque fois que vous appuyez sur le bouton de démarrage.

L’alimentation 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 en courant continu. Cela fournit à l’ordinateur et à ses composants la quantité appropriée de tension et d’électricité.

Une fois que l’ordinateur et ses composants sont suffisamment alimentés et que l’alimentation 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 effacera toutes les données restantes dans les registres de mémoire et donnera au CPU un nombre hexadécimal F000. Ce numéro est l’emplacement de la première instruction et indique au CPU qu’il est prêt à traiter les instructions contenues dans le système d’entrée / sortie de base (BIOS).

BIOS et POST

Lorsque l’ordinateur examine le BIOS pour la première fois, il commence la séquence d’autotest à la mise sous tension (POST) pour s’assurer que les composants de l’ordinateur sont présents et fonctionnent correctement. Si l’ordinateur ne réussit aucun de ces tests, il rencontrera un POST irrégulier. Un POST irrégulier est un code sonore différent des un ou deux bips standard. Par exemple, un POST irrégulier pourrait ne générer aucun bip ou une combinaison de différents bips pour indiquer la cause de l’échec.

Si l’ordinateur passe le test POST, il examine les 64 premiers octets de mémoire situés dans la puce CMOS, qui sont maintenus 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 et des informations sur tout le matériel installé sur votre ordinateur.

Après avoir chargé les informations de CMOS, le POST commencera à inspecter et à comparer les paramètres système avec ce qui est installé sur l’ordinateur. Si aucune erreur n’est trouvée, il chargera les pilotes de périphérique de base et les gestionnaires d’interruption pour le matériel tel que le disque dur, le clavier, la souris et le lecteur de disquette. Ces pilotes de base permettent au processeur de communiquer avec ces périphériques matériels et permettent à l’ordinateur de poursuivre son processus de démarrage.

Ensuite, le POST vérifiera l’horloge en temps réel (RTC) ou la minuterie système et le bus système de l’ordinateur pour s’assurer que les deux fonctionnent correctement sur l’ordinateur. Enfin, vous obtiendrez une image sur votre écran une fois que le POST a chargé la mémoire contenue dans la carte graphique et l’a intégrée au BIOS système global.

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

Si 1234h n’est pas vu, le BIOS sait qu’il s’agit d’un démarrage à froid et continuera d’exécuter des étapes POST supplémentaires. Ensuite, il teste la mémoire de l’ordinateur (RAM) installée dans l’ordinateur en écrivant sur chaque puce. Avec les premiers ordinateurs, vous pouvez le voir effectuer l’étape car il compte la mémoire installée totale au démarrage.

Enfin, le POST enverra des signaux à la disquette, au lecteur optique et au disque dur de l’ordinateur pour tester ces lecteurs. Si tous les lecteurs réussissent le test, le POST est terminé et demande à l’ordinateur de démarrer le processus de chargement du système d’exploitation.

Démarrage du système d’exploitation

Une fois que l’ordinateur a réussi le test POST, l’ordinateur démarre le processus de démarrage. Ce processus est responsable du chargement du système d’exploitation et de tous ses fichiers système associés. Étant donné que Microsoft Windows est le système d’exploitation le plus couramment utilisé, cette section couvrira le processus de chargement de Microsoft Windows.

Le BIOS remet d’abord le contrôle au chargeur d’amorçage, qui examine le secteur d’amorçage du disque dur.

Ensuite, Windows charge le fichier ntdetect.com, qui affiche l’écran de démarrage Windows et charge le registre Windows. Après avoir chargé le registre, Windows commence à charger des dizaines de programmes de bas niveau qui composent le système d’exploitation en mémoire. La plupart des programmes initialement chargés permettent à Windows de communiquer avec le matériel essentiel et d’autres programmes exécutés sur l’ordinateur.

Une fois que le registre a chargé les périphériques matériels de base initiaux, il commence à charger les périphériques plug and play, les périphériques PCI et ISA.

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

Périphériques 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 le processeur. La communication matérielle se fait à l’aide d’une demande d’interruption (IRQ). Chaque fois que le matériel a besoin de l’attention de l’ordinateur, le contrôleur d’interruption envoie la demande (INTR) à l’UC pour arrêter ce qu’il fait pour traiter la demande. Tout ce qui était actuellement effectué par la CPU est mis en attente et stocké en tant qu’adresse mémoire dans la pile de mémoire et est retourné après le traitement de la demande d’interruption.