Séquence d'amorçage:
L'ordre dans lequel un ordinateur recherche des périphériques de stockage de données non volatiles avec un code de programme pour charger le système d'exploitation est appelé séquence de démarrage (OS). La ROM et le BIOS sont généralement utilisés respectivement par les structures Windows et Macintosh pour lancer le processus de démarrage. Le processeur prend le contrôle et charge le système d'exploitation dans la mémoire système après avoir trouvé les instructions.
En d’autres termes, la séquence de démarrage est l’ordre des périphériques de stockage à partir desquels l’ordinateur tentera de démarrer. Par exemple, l'ordinateur essaiera d'abord de démarrer à partir du disque dur interne, puis il essaiera de démarrer à partir d'une clé USB, puis il essaiera de démarrer à partir de n'importe quelle image réseau ou stockage disponible. Dans la plupart des situations, cela n'est important que lorsque vous installez pour la première fois un système d'exploitation sur l'ordinateur, car vous souhaiterez démarrer à partir de la clé USB puisque le disque dur est vide, ou si vous avez deux disques durs avec deux systèmes d'exploitation différents et que vous avez besoin pour choisir celui dans lequel vous démarrez.
Le BIOS d'un PC Windows ou la ROM système d'un Macintosh sont accessibles pour commencer le processus de démarrage. Les instructions de base expliquant comment démarrer l'ordinateur sont contenues dans le BIOS et la ROM. Après leur transmission au processeur de l'ordinateur, ces instructions démarrent le processus de mise en mémoire des données dans la RAM du système. L'ordinateur commence à charger le système d'exploitation dans la mémoire système dès qu'il découvre un disque de démarrage ou un disque de démarrage valide. La machine sera prête à l’emploi une fois le système d’exploitation complètement chargé.
La séquence de démarrage sur l'ordinateur commence ainsi. Lorsque vous allumez l'ordinateur, le système recherche d'abord le processeur, où se trouvent tous les pilotes de démarrage et autres pilotes, et les charge de la mémoire secondaire vers la mémoire principale. Ensuite, il recherche tous les lecteurs installés sur l'ordinateur sur lesquels le système d'exploitation est installé. Ensuite, il le charge et s'il ne trouve aucun système d'exploitation, il indique à l'utilisateur qu'aucun système d'exploitation n'est installé ou qu'aucun périphérique de démarrage n'est trouvé. Veuillez insérer un périphérique amorçable et redémarrer votre ordinateur. Après avoir trouvé avec succès tous les pilotes et systèmes d'exploitation, l'ordinateur charge le système d'exploitation et démarre la séquence de démarrage.
Selon la configuration de l'ordinateur, le processus de démarrage peut prendre de quelques secondes à plusieurs minutes. Le temps de démarrage peut être beaucoup plus long si la machine démarre à partir d'un CD ou d'un DVD que si elle est démarrée à l'aide d'un disque dur. De plus, si votre ordinateur s'arrête de manière inattendue, le système peut effectuer des vérifications supplémentaires pour s'assurer que tout est en ordre, retardant ainsi le démarrage.
Les disques durs, les lecteurs de disquettes, les lecteurs optiques, les lecteurs flash, etc. sont des exemples de périphériques généralement inclus comme possibilités d'ordre de démarrage dans les paramètres du BIOS. La configuration CMOS permet à l'utilisateur de modifier l'ordre de démarrage.
L'ordre de démarrage ou l'ordre de démarrage du BIOS sont d'autres noms pour la séquence de démarrage.
Comment le démarrage aide-t-il dans la séquence de démarrage ?
Le démarrage est le processus consistant à partir de rien et à terminer avec tout ce qui doit fonctionner, fonctionner. Cela découle du concept consistant à se relever avec ses propres moyens, ce qui est approprié, voire impossible.
Autrefois, nous devions saisir le premier programme à la main, en le saisissant une instruction à la fois sur le panneau avant. Il devait être petit, peut-être une douzaine d'instructions, car quelque chose de plus grand serait une tâche royale à saisir et vous feriez probablement des erreurs.
De nos jours, le premier programme est conservé dans une puce non volatile de la carte mère. C'est le BIOS. Il trouve un périphérique à démarrer, peut-être le disque dur, et charge les 512 premiers octets de ce périphérique dans un emplacement particulier de la mémoire. Ensuite, il passe au début de ces octets.
Ce programme de 512 octets n'est pas très gros, mais il sait qu'il doit gérer uniquement ce disque dur, ce qui facilite les choses. Il sait lire le système de fichiers sur le disque pour trouver un fichier portant un nom particulier. Ce fichier est nettement plus volumineux et contient un programme suffisamment volumineux pour charger le reste du système d’exploitation. Le système d'exploitation recherche dans le registre toutes les autres choses qui doivent être exécutées et les charge.
En termes informatiques, un programme de démarrage initial doit être petit et généralisé, ce qui signifie qu'il n'est pas très intelligent. Ainsi, il fait juste assez pour charger un programme plus gros et moins généralisé, qui à son tour peut charger un programme plus gros, et vous continuez à le faire jusqu'à ce que votre travail soit terminé. L'autotest à la mise sous tension (POST), le premier test de diagnostic, est exécuté avant la phase de démarrage. Chaque fois qu'un ordinateur est allumé. La séquence de démarrage démarre une fois le POST terminé. L'utilisateur est informé en cas de problèmes avec le POST via des codes sonores, des codes POST ou des messages d'erreur POST à l'écran.
Sauf programmation différente, le BIOS recherche le système d'exploitation sur le lecteur A avant de rechercher le lecteur C. Les options du BIOS vous permettent de modifier l'ordre de démarrage. Pour accéder au BIOS et modifier la séquence de démarrage, différents modèles de BIOS nécessitent une combinaison de touches et des instructions à l'écran différentes. Généralement, le premier périphérique désigné dans la séquence de démarrage du BIOS sera tenté de démarrer après le POST. Le BIOS tentera de démarrer à partir du deuxième périphérique répertorié si le premier ne convient pas au démarrage et cette procédure se poursuivra jusqu'à ce que le BIOS localise le code de démarrage des périphériques répertoriés.
Un message d'erreur s'affiche et le système se bloque ou plante si le périphérique de démarrage ne peut pas être localisé. Les périphériques de démarrage indisponibles, les virus du secteur de démarrage ou les partitions de démarrage inactives peuvent tous entraîner des erreurs.
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La séquence de démarrage, également appelée options de démarrage ou ordre de démarrage, spécifie les périphériques sur lesquels un ordinateur doit rechercher les fichiers de démarrage de son système d'exploitation. Il décrit également la séquence dans laquelle les appareils sont vérifiés. La liste peut être modifiée et réorganisée dans le BIOS de la machine.
Étapes de la séquence de démarrage :
La séquence de démarrage comporte principalement cinq étapes.
Mise sous tension :
Toute procédure de démarrage commence avec la mise sous tension du système. Un certain nombre d'actions ont lieu lorsqu'un utilisateur allume un ordinateur, ce qui permet au système d'exploitation de prendre le contrôle du processus de démarrage et de permettre à l'utilisateur de commencer à travailler. Le code de démarrage dans la ROM, située sur la carte mère, est exécuté par le processeur central lorsque l'ordinateur est allumé.
Auto-test à la mise sous tension :
Le POST, ou autotest de mise sous tension, est l'étape suivante du processus de démarrage. Ce test vérifie le bon fonctionnement de tout le matériel connecté, y compris la RAM et les unités de stockage secondaires. Le processus de démarrage recherche dans la liste des périphériques de démarrage un périphérique avec une réponse POST une fois que le POST a terminé son travail à l'aide du BIOS.
Recherchez un périphérique de démarrage :
Parce qu'il fournit les lignes directrices pour la communication entre le processeur et les autres périphériques connectés à l'ordinateur via la carte mère, le système d'E/S est essentiel au fonctionnement de l'ordinateur. Le système d'E/S propose des extensions au BIOS stockées dans la ROM de la carte mère, qui se trouve parfois dans le fichier « io.sys » sur le périphérique de démarrage.
Chargez le système d'exploitation :
Le processus de démarrage commence par le chargement du système d'exploitation à partir du périphérique de démarrage une fois que la fonctionnalité du matériel a été vérifiée et que le système d'entrée/sortie a été chargé. Toutes les instructions spécifiques à chaque système d'exploitation sont exécutées une fois le système d'exploitation chargé dans la RAM. Étant donné que l’ordinateur démarrera toujours de la même manière, le système d’exploitation réel n’a presque aucun sens.
Contrôle des transferts :
La procédure de démarrage confie le contrôle au système d'exploitation une fois que les opérations effectuées dans cette zone sont terminées et que le système d'exploitation est chargé en toute sécurité dans la RAM. Le système d'exploitation démarre ensuite toutes les procédures de démarrage préconfigurées pour définir la configuration utilisateur ou l'exécution de l'application. Le transfert est terminé et l'ordinateur est désormais accessible.
Voici l'ordre dans lequel les événements de la séquence de démarrage se produisent :
Quel est le rôle de la RAM dans la séquence de démarrage ?
La fonction principale de la RAM lors du démarrage est la fonction principale de la RAM à tout autre moment. Les informations dont le CPU va avoir rapidement besoin sont stockées dans la RAM. Il s'agirait des fichiers du système d'exploitation (OS) du disque dur en cas de démarrage. La RAM est plus rapide que le disque dur, ce qui est vrai pour les deux types de disques (en particulier les anciens disques durs mécaniques/magnétiques ; moins vrai pour les disques SSD). Le système s'arrêterait et tomberait en panne si le processeur devait compter uniquement sur la vitesse du disque dur pour accéder à tout. Le processeur charge ensuite les informations du disque dur dans la RAM afin de pouvoir y accéder et les utiliser rapidement. Une fois ces données dans la RAM, elles peuvent se déplacer à n'importe quel rythme après un long processus de démarrage.
Si vous ne disposez pas de suffisamment de RAM pour exécuter l'ensemble du système d'exploitation, les informations moins fréquemment utilisées peuvent être mises en cache sur le disque dur, ce qui ralentit les choses. Il est donc important de disposer de suffisamment de RAM pour exécuter votre système d'exploitation et vos programmes, ainsi que d'un peu plus pour des calculs et des opérations de stockage rapides.
La RAM est rapide, mais elle n'est pas permanente. Lorsque la machine est éteinte ou perd de l'alimentation, tout ce qui est stocké dans la RAM disparaît. C'est à cela que sert le disque dur. Cela peut sauver des choses de façon permanente.
La RAM est rapide, mais elle n'est pas permanente. Lorsque la machine est éteinte ou perd de l'alimentation, tout ce qui est stocké dans la RAM disparaît. C'est à cela que sert le disque dur. Cela peut sauver des choses de façon permanente.
1. BIOS :
Lorsque le système est allumé, le BIOS est le premier programme à être exécuté pour effectuer les opérations suivantes :
- Il effectuera une opération POST sur les périphériques.
- Il localise un périphérique valide pour démarrer le système. (CD, USB, disque dur)
- Il charge le programme bootloader à partir du MBR (premier secteur du périphérique de démarrage).
MBR (enregistrement de démarrage principal) :
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C'est le premier secteur du périphérique de démarrage.
Il dispose d'un bloc mémoire de 512 octets, qui contient le bootloader (code machine pour les instructions de démarrage appelé GRUB (bootloader))
Et table de partition (active, inactive).
- Une fois le chargeur de démarrage chargé dans la mémoire, le BIOS donne le contrôle au chargeur de démarrage.
2. CHARGEUR DE DÉMARRAGE :
Un chargeur de démarrage est un morceau de code machine qui contient l'instruction de démarrage et se trouve dans le MBR.
Quelques bootloaders :
Windows-NTLDR
Linux - Grub, LILO (/boot/grub/grub.conf)
Il y a deux étapes dans ce processus :
Étape 1:
Il vérifie la partition active dans le MBR.
Comme nous l'avons vu précédemment, le MBR doit avoir des détails de partition qui sont utilisés pour identifier quelle partition est active et inactive. Ici, actif signifie que la partition doit avoir des éléments liés au démarrage, au système d'exploitation et être marquée comme active. Inactif signifie la partition contenant les données utilisateur, et non les éléments liés au système d'exploitation.
Son seul travail consiste à charger le processus du chargeur de démarrage de l'étape 2 dans la mémoire.
Étape 2 :
À ce stade, l’écran Boot GUI sera disponible pour l’utilisateur. Une fois que l'utilisateur a choisi le système d'exploitation, cette étape localisera le noyau correspondant dans le répertoire /boot/grub/grub.conf.
Le chargeur de démarrage chargera désormais les images initrd du répertoire ci-dessus dans la RAM. Voici initrd est un disque RAM initial Linux.
initial :
Il s'agit du disque RAM initial avec l'extension de fichier ext2, qui contient les pilotes et modules nécessaires.
Le travail du noyau consiste à monter le système de fichiers /root réel, mais cela nécessite des pilotes et des modules tels que (SCSI, LVM, NFS) qui sont présents sous /lib/modules. Mais si le fichier racine n'est pas monté, le noyau ne pourra pas accéder au dossier ci-dessus ; c'est pourquoi l'initrd entre en scène. Il est utilisé pour monter le système de fichiers racine temporaire. Ainsi, le noyau peut prendre les pilotes nécessaires depuis initrd.
renommer le répertoire sous Linux
Une fois que le noyau et initrd sont tous deux chargés dans la mémoire par le chargeur de démarrage, il donne le contrôle au noyau.
3. Noyau :
Le noyau est le centre essentiel d'un système d'exploitation informatique, le noyau qui fournit les services de base. Pour toutes les autres parties du système d’exploitation. Un noyau peut être comparé à un shell, la partie la plus externe d'un système d'exploitation qui interagit avec l'utilisateur.
Le noyau décompresse les images du noyau de la mémoire vers le répertoire de démarrage (l'utilisateur peut voir cela comme un message d'écran). Lorsque le noyau est chargé, il initialise et configure immédiatement la mémoire de l'ordinateur et configure divers matériels (E/S, périphériques de stockage).
Ensuite, il recherche les images initrd compressées dans la mémoire et le noyau les décompressera dans /sysroot. Le Répertoire est le système de fichiers racine temporaire. Et cela fournira les pilotes et modules nécessaires au noyau. À la fin, la mémoire initrd sera libérée après le processus ci-dessus. Le noyau montera l'intégralité du système de fichiers/racine avec une autorisation en lecture seule. Et le noyau libère également de la mémoire inutilisée.
4. CHALEUR :
Une fois que le noyau aura monté le répertoire /root, il contrôlera le processus INIT par le processus /sbin/init. Il s'agit du grand-parent de tous les systèmes qui démarrent automatiquement.
Tout d'abord, il exécute le script /etc/rc.d/rc.sysinit, qui définit le chemin de l'environnement, démarre le swap, vérifie les systèmes de fichiers et exécute toutes les autres étapes requises pour l'initialisation du système.
Par exemple, la plupart des systèmes utilisent une horloge, donc rc.sysinit lit le fichier de configuration /etc/sysconfig/clock pour initialiser l'horloge matérielle.
Un autre exemple est que si des processus de port série spéciaux doivent être initialisés, rc.sysinit exécute le fichier /etc/rc.serial. Les scripts d'initialisation examineront le script /etc/inittab. Il comprend les niveaux d'exécution du système Linux.
0 - Halt 1 - Single-user text mode 2 - Not used (user-definable) 3 - Full multi-user text mode 4 - Not used (user-definable) 5 - Full multi-user graphical mode (with an X-based login screen) 6 - Reboot
Les scripts d'initialisation définiront la bibliothèque source à partir de /etc/rc.d/init.d/function. Ceci est utilisé pour configurer comment démarrer, arrêter et déterminer le PID du processus.
Sur la base du niveau d'exécution ci-dessus, il examinera /etc/rc.d/rc5.d/ (ici 5 est le niveau d'exécution). Il exécutera les processus de démarrage, d'arrêt et d'arrière-plan disponibles dans ce dossier.
Les processus présents sous ce répertoire sont une référence symbolique à ce répertoire /etc/rc.d/init.d/.
Le processus présenté sous le répertoire /etc/rc.d/rc5.d/ est de type K et S.
Où, K est tuer et S est commencer
L'init exécutera la commande suivante pendant le processus de BOOT.
/etc/rc.d/init.d/ stop # to kill /etc/rc.d/init.d/ start # to start
Chaque processus est préfixé par un numéro. La priorité sera donnée à un nombre inférieur. Parfois, un processus peut avoir le même numéro ; dans ce cas, l'ordre alphabétique sera suivi. L'initialisation créera le processus /bin/mingetty, qui est utilisé pour donner la console virtuelle en fonction du niveau d'exécution. Cela ouvrira le chemin vers les appareils tty et fournira des invites telles que le nom d'utilisateur, le mot de passe et l'impression des informations de connexion.
Si le niveau d'exécution est cinq, alors /etc/inittab exécute le script appelé /etc/X11/prefer, qui donne l'affichage basé sur KDM, GNOME, XDM.
5. Exécution :
Enfin, l'écran de connexion apparaîtra à l'utilisateur.
Comment modifier l'ordre de démarrage du BIOS ?
Le disque dur est généralement présenté comme le premier élément du processus de démarrage sur les ordinateurs. Si vous souhaitez démarrer à partir d'un autre périphérique, tel qu'un DVD ou une clé USB, vous devrez modifier l'ordre de démarrage car le disque dur est toujours un périphérique amorçable (sauf si la machine rencontre un problème grave).
Au lieu de cela, certains appareils peuvent placer le lecteur optique en premier, suivi du disque dur. Dans ce cas, à moins qu'il n'y ait un CD dans le lecteur contenant des fichiers de démarrage, vous n'avez pas besoin de modifier l'ordre de démarrage pour démarrer à partir du disque dur. Attendez que le BIOS contourne le lecteur optique et recherchez le système d'exploitation s'il n'y a pas de disque.
L'outil de configuration du BIOS sur votre ordinateur vous permet de modifier la séquence de démarrage. Suivez simplement les instructions ci-dessous pour savoir comment procéder :
Étape 1 : Lancez le programme de configuration du BIOS sur votre ordinateur.
Fréquemment, vous devez appuyer sur une touche (ou parfois une combinaison de touches) de votre clavier dès le démarrage de votre ordinateur pour accéder au BIOS.
Redémarrez votre ordinateur et faites attention aux informations affichées à l'écran au tout début du processus de démarrage si vous ne savez pas de quelle clé il s'agit. Il indiquera fréquemment quelque chose comme « Appuyez sur une touche pour accéder à la configuration » quelque part dans ce document.
Si vous souhaitez réessayer, redémarrez votre ordinateur et appuyez sur la touche de configuration dès que votre machine commence à se charger à partir de son disque interne.
Étape 2 : Accédez au menu d’ordre de démarrage du BIOS.
Recherchez l'option permettant de modifier la séquence de démarrage une fois que vous avez accédé au programme de configuration du BIOS sur votre ordinateur. Bien que chaque utilitaire du BIOS diffère quelque peu des autres, il peut être trouvé sous l'onglet Démarrage, Options de démarrage, Séquence de démarrage ou même sous l'onglet Options avancées.
Étape 3 : Réorganiser l’ordre de démarrage
Vous remarquerez une liste de choix à partir desquels votre ordinateur peut charger une fois que vous aurez trouvé la page du BIOS pour les options d'ordre de démarrage.
Les options suivantes sont généralement disponibles sur les ordinateurs : disque dur, lecteur optique (CD ou DVD), périphériques amovibles (tels qu'USB ou disquette) et réseau. Ces options varieront encore légèrement selon les systèmes.
Un périphérique USB ou un périphérique amovible doit être répertorié en premier dans la liste.
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Étape 4 : Enregistrez vos modifications.
Pour vous assurer que vos modifications sont appliquées, enregistrez vos modifications avant de quitter le BIOS.
Sélectionnez l'option « Enregistrer les modifications » ou « Quitter avec les modifications enregistrées » dans le menu Enregistrer et quitter ou Quitter (ou quelque chose de similaire)
Lorsque vous quittez le BIOS, vous pouvez voir un avis de confirmation. Assurez-vous de le lire attentivement avant de sélectionner le bouton approprié pour accepter les modifications.
Une fois que vous quittez le BIOS, votre machine redémarrera d'elle-même.