Qu’est-ce qu’un chargeur de démarrage? Comment fonctionne un chargeur de démarrage?
Un chargeur de démarrage est très important pour les systèmes d'exploitation. Pourtant, il est souvent négligé en tant qu'élément clé des ordinateurs. En effet, il joue son rôle en arrière-plan, aidant à activer le bon système d'exploitation. La plupart des cartes processeur de nos appareils ont des programmes préchargés dessus. Ces programmes sont connus sous le nom de bootloaders.
Cet article explique ce qu'est un bootloader et son fonctionnement. Si vous souhaitez en savoir plus sur ce qu'est un chargeur de démarrage et comment il fonctionne, cet article est pour vous.
Qu'est-ce qu'un chargeur de démarrage
Lorsqu'il est allumé, un ordinateur a un état clair. Cela signifie qu'il n'y a aucun programme dans sa mémoire et que ses composants ne sont pas accessibles.
Un chargeur de démarrage permet de charger le système d'exploitation ou l'environnement d'exécution pour ajouter des programmes à la mémoire et fournir un accès aux composants. Il est nécessaire pour exécuter le processus de démarrage, initialiser le matériel et passer le contrôle au noyau, qui initialise le système d'exploitation.
BIOS
Les composants clés d'un chargeur de démarrage comprennent le système d'entrée / sortie de base (BIOS), un micrologiciel présent dans la mémoire morte (ROM) d'un PC. Lorsque le PC est allumé, le BIOS s'exécute avant tout autre programme.
Le BIOS est composé des éléments suivants:
- POST (autotest de mise sous tension)
- Chargeur de secteur de démarrage
- Interruptions du BIOS
- Menu des paramètres
Le menu de configuration permet d'ajuster les paramètres du chargeur de démarrage. Les versions modernes du BIOS sont utilisées pour définir différents paramètres. Cela inclut l'ordre de démarrage, qui détermine les périphériques que le BIOS vérifie avant de démarrer.
Le chargeur de secteur de démarrage charge le premier secteur de 512 octets du disque de démarrage dans la RAM. Il est nécessaire que le premier bloc ou secteur de mémoire disponible du support soit réservé pour l'enregistrement.
Les interruptions du BIOS sont des pilotes de périphériques sur lesquels s'appuient les chargeurs de démarrage pour accéder à l'écran, au clavier et aux disques. Tous les systèmes d'exploitation n'utilisent pas les interruptions du BIOS.
En plus du BIOS, il existe des ROM d'extension. Le BIOS principal peut démarrer les ROM d'extension.
Le chargeur de démarrage est généralement composé de trois programmes:
- Un programme de secteur de démarrage directement chargé par le BIOS au moment du démarrage
- Un programme de deuxième étape chargé par le programme du secteur de démarrage pour terminer le processus de démarrage
- Un programme d'installation du chargeur de démarrage pour installer le chargeur de démarrage et le programme de deuxième étape sur le disque de démarrage.
BIOS UEFI
L'évolution des besoins des utilisateurs d'ordinateurs a conduit à la création d'un successeur moderne du BIOS.
UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) est un mini système d'exploitation qui charge le chargeur de démarrage dans la mémoire avant d'exécuter des routines opérationnelles supplémentaires.
Bien qu'il partage certaines similitudes avec le BIOS, plusieurs différences clés ont conduit beaucoup à considérer l'UEFI comme une extension plutôt que comme un BIOS traditionnel de remplacement.
L'une des principales différences entre l'UEFI et le BIOS est la façon dont l'UEFI fournit une interface opérationnelle pour les ordinateurs et utilise de nouveaux mécanismes et fonctions. De plus, bien que l'UEFI ne définisse pas comment le micrologiciel doit être programmé dans son intégralité, il influence l'interface entre le micrologiciel et le système d'exploitation.
Le programme UEFI est situé en permanence sur une puce mémoire de la carte mère. Cela signifie qu'il est conservé même en l'absence de courant. Une couche opérationnelle unique est utilisée pour communiquer entre le micrologiciel et le système d'exploitation. Le mode UEFI peut être initialisé avant le démarrage du système d'exploitation.
Certains des principaux avantages de l'UEFI comprennent:
- Il ne nécessite pas de système d'exploitation actif pour la fonctionnalité du réseau
- Meilleure convivialité grâce à l'utilisation d'une souris d'ordinateur et d'une interface utilisateur graphique
- Sécurité améliorée grâce à la fonction de démarrage sécurisé
- Une structure modulaire flexible qui l'aide à s'adapter aux environnements matériels spéciaux et aux profils d'exigences
- Gestionnaire de démarrage, qui gère différents chargeurs de démarrage pour différents systèmes d'exploitation
- Un outil en ligne de commande pour effectuer des diagnostics et dépanner
Le but de Secure Boot est d'améliorer la sécurité. Certaines parties du micrologiciel UEFI, du chargeur de démarrage et du noyau du système d'exploitation doivent être vérifiées avant le démarrage. Les composants sont vérifiés à l'aide de signatures numériques cryptographiques dans la base de données de signatures du micrologiciel UEFI. Le démarrage du système peut être annulé si le contrôle de sécurité n'est pas réussi.
Dans les environnements professionnels, Secure Boot est généralement utilisé avec un composant matériel. Le module de plateforme sécurisée (TPM) est un composant clé de Secure Boot , fournissant des fonctionnalités de sécurité pour les ordinateurs.
Par rapport à la méthode traditionnelle de démarrage du système BIOS hérité, les avantages suivants peuvent être tirés de l'UEFI et GPT offre les avantages suivants:
- Permet à plusieurs systèmes d'exploitation avec leurs propres gestionnaires de démarrage d'être installés en même temps.
- Démarre plus rapidement que les anciens systèmes BIOS
- Prend en charge les applications de pré-démarrage
De nos jours, une NVRAM (mémoire à accès aléatoire non volatile) est utilisée pour les paramètres liés au démarrage. Les paramètres sont enregistrés après la mise hors tension de l'ordinateur. Une petite quantité d'énergie de la batterie de la carte mère est utilisée.
Comment fonctionne un chargeur de démarrage?
Une fois l'ordinateur allumé, des informations sur le matériel installé s'affichent à l'écran. Le chargeur de démarrage place son système d'exploitation dans la mémoire. Le système d'entrée / sortie de base (BIOS) effectue des tests avant de transférer le contrôle vers le Master Boot Record (MBR), qui contient le chargeur de démarrage.
De nombreux chargeurs de démarrage sont configurés pour offrir aux utilisateurs différentes options de démarrage. Les options incluent différents systèmes d'exploitation, différentes versions du même système d'exploitation, des options de chargement du système d'exploitation et des programmes qui s'exécutent sans système d'exploitation.
Dans certains cas, un appareil peut avoir deux systèmes d'exploitation. Les chargeurs de démarrage peuvent être utilisés sur ces périphériques pour démarrer automatiquement le système d'exploitation approprié que les utilisateurs préfèrent. Un chargeur de démarrage peut également être utilisé pour démarrer le système d'exploitation en mode sans échec pour la récupération.
Vous pouvez utiliser un chargeur de démarrage pour démarrer dans un programme sans avoir à démarrer le système d'exploitation. Cela peut être utile avec des appareils tels que des consoles de jeux. Une fois le disque de jeu inséré dans la console et la console allumée, l'utilisateur est directement dirigé vers le jeu au lieu de l'écran d'accueil.
Exceptions et interruptions
Les chargeurs de démarrage sont très importants pour la maintenance de la sécurité et de l'architecture logicielle. Les exceptions et les interruptions peuvent être gérées différemment par les chargeurs de démarrage et les applications. La méthode par laquelle le matériel et le logiciel sont liés affecte directement le fonctionnement des exceptions et des interruptions et affecte la fonctionnalité du chargeur de démarrage.