Le document présente une étude approfondie de l'environnement logiciel des PC, en se concentrant sur le BIOS, les systèmes d'exploitation et les modèles en couches. Il explore les interactions entre le matériel et les logiciels, ainsi que les fonctions du système d'exploitation et du noyau. Enfin, il propose une analyse des flux d'énergie et d'informations, tout en suggérant des travaux complémentaires pour approfondir la compréhension des systèmes étudiés.

1. BIOS- OS
Environnement logiciel
PC / Traitement
numérique /
Contrôle

2. Objectif, introduction
Présenter et comprendre l’environnement logiciel :
BIOS
Système d’exploitation (Windows)
Modèles en couches
Firmware
Démarrage
Mode noyau, mode utilisateur
Ce travail doit permettre de comprendre les ressources fournies
par le système d’exploitation. Les éléments de l’étude sont
utiles à l’analyse de pannes.

3. 1- Généralités
Donner des exemples d’ OS et des exemples d’applications.
Le système d’exploitation (OS, operating system) est un
ensemble de programmes chargés d’établir un lien entre
le matériel (hardware) et les utilisateurs
L’application désigne l’ensemble des programmes et des
matériels nécessaires à la transformation des flux de
données.
L’application donne de la valeur ajoutée aux flux traités
L’application répond aux besoins de l’utilisateur
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4. 2- Notion de modèle en couches
Définir « interface utilisateur ». Quels éléments contribuent à sa réalisation ?
La couche correspondant à un niveau est supportée par la couche de
niveau inférieur.
Interface utilisateur
Applications
Matériel
Système (noyau)
Utilisateur
Les couches peuvent être +/- imbriquées (éléments communs, …).
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5. Interface utilisateur
Applications
Matériel
Système (noyau)
Utilisateur
Énergie
Ergonomie
3- Flux d’énergie et d’informations
Définir le sens d’ « ergonomie » , flux VID, énergie. Justifier l’ordonnancement des flux.
Les flux peuvent être ordonnés par rapport à la chronologie de mise
en œuvre.
Flux VID
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1
2
3

6. 4- BIOS, Firmware
Définir le sens de firmware. Le situer par rapport aux software et hardware.
Le BIOS (Basic Input Ouput System) est intimement lié aux :
- composants de la carte mère ;
- éléments périphériques (disque dur, carte VGA, clavier, …)
Le BIOS est un élément logiciel implanté sur la carte mère.
Le BIOS est lancé dès que les fonctionnalités de la carte mère
sont en partie établies.
Alimentation
Reset (hard)
Reset (soft)
Configuration BIOS
Le BIOS, au même titre que les éléments logiciels embarqués dans
les circuits (chipsets), peut être considéré comme un firmware.
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7. 4- BIOS, Firmware
Déterminer les opérations effectuées par le POST, évaluer les réglages BIOS.
Le BIOS exécute une procédure de tests, le POST (Power-On
Self-Test) et affiche un résultat.
Le BIOS prend en charge les réglages processeur et système
Le BIOS prend en charge les périphériques (bas niveau)
Le BIOS charge et lance un programme de démarrage (boot)
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8. SAL : System Abstraction Layer
4- BIOS, Firmware
Quels compte-rendus sont fournis par le BIOS (en fonction du fabricant) ?
Le BIOS peut être décomposé en couches
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Alimentations Carte mère (système étendu)
Instruction, procédure, Contexte µP
Configuration système
Point d’entrée
Compte-rendu
Couche PAL
Couche SAL
Interface d’amorçage Choix OS
Système d’exploitation (OS)
Microprocesseur
Couche EFI
PAL : Processor Abstraction Layer EFI : Extensible Firmware Interface

9. Noyau (Kernel) Process / ressources
5- OS (Système d’exploitation)
Préciser le rôle des différentes couches du système d’exploitation.
Le « boot record » est rangé sur la première piste du disque
(disque dur –HD- ou disquette –floppy-).
Le système d’exploitation est (en partie) chargé et lancé
BIOS
Matériel
Gestion des ressources
(mémoire, E/S)
Gestion processus
Objets systèmes Fichiers, volume disque, …
Services utilisés par applications
utilisateurs
Interface (ergonomie)
Interface (ergonomie) Applications et services
Applications et services
Energie
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10. Matériel (Hardware Abstraction Layer)…
6- Noyau (kernel) du système (OS)
- Contrôle le fonctionnement du matériel (il reprend en grande
partie les paramètres du BIOS).
- Contrôle les branchements, la mémoire, les interruptions, …
(fonctionnement en mode superviseur ou mode noyau).
- Définit et prend en charge la gestion des fichiers (outils et
services) ; pilote les périphériques et extensions (drivers).
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API (Application Programming Interface)
I/O Système Fichiers Process Sécurité Mémoire
virtuelle
… Graphisme
Pilotes (drivers)
Réseau (network)
Noyau (kernel)
Mode noyau
Préciser les fonctions du mode noyau, donner des exemples de fichiers associés.

11. 7- Eléments du mode utilisateur (OS)
Définir et développer les notions de mode noyau et mode utilisateur.
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Mode noyau
Mode utilisateur
Environnement sous-systèmes
Environnement sous-systèmes
Application
API utilisateur
Supports processus
Supports processus Supports processus
Supports serveur
- Fournit une interface standard (bureau)
- Fournit des services : un service est effectué par un ensemble
logiciel capable de gérer, distribuer les ressources offertes.
- Afin d’assurer une robustesse suffisante, le noyau doit être
imperméable à l’application.

12. Compléments, travaux dirigés
Compléter l’analyse :
Déterminer le mode d’entrée dans le BIOS
Faire une étude des modules du BIOS
Étudier les différents réglages
Faire une étude comparative des différents OS Windows
Analyser les différents répertoires de Windows
Étudier les outils de maintenance de Windows
Ce travail peut être conduit à partir du PC en test et d’informations
recherchées sur Internet. Dans la rédaction du rapport, on
restera aussi concret que possible.

13. Fin
Merci de votre attention, …
BIOS- OS