Фърмуер и софтуер са два термина, които се вписват в съвременните вградени системи и компютри.
Светът се трансформира в дигитален свят, където повечето работа се извършва чрез компютри. Софтуер и хардуер са най-често срещаните термини, използвани при обсъждане на компютри.
Много елементи се посвещават на създаването на модерни технологични устройства. Има различни видове софтуер и хардуер и може да попаднете на фърмуер.
В електронната индустрия фърмуерът и софтуерът са еднакво популярни. Разграничаването на тези термини може да бъде трудно, тъй като понякога те могат да имат една и съща цел.
Например, за ръчно инсталиране на актуализация на Android OS може да се отнася до фърмуера. Това означава, че докато мигате актуализацията на ОС на вашия телефон с Android, софтуерът е създаден за специфичен за устройството хардуер или фърмуер.
Ако това изглежда объркващо, позволете ми да направя изчерпателна информация по тази тема.
В тази статия ще обясня разликите, приликите и някои случаи на използване на софтуера и фърмуера.
Ето ни!
Съдържание
Какво е фърмуер?
В компютърния свят фърмуерът се използва като специфичен клас компютърен софтуер, който предлага контрол на ниско ниво за конкретен хардуер на всяко устройство. Фърмуерът съдържа основни функции на устройството и предоставя услуги за абстракция на хардуер към софтуера от по-високо ниво, да речем операционни системи.
За тези устройства, които са по-малко сложни, фърмуерът действа като цялостна операционна система, която изпълнява функциите за контрол, монитори и манипулиране на данни. Той се съхранява в устройства с енергонезависима памет, включително EPROM, EEPROM, флаш памет и ROM.
Американски учен Ascher Opler измисли фразата „Firmware“ през 1967 г. Той използва термина, за да опише микропрограма между софтуер и хардуер.
Докато актуализирането на фърмуера изисква ROM да бъде физически заменен или EPROM да бъде препрограмиран чрез определена процедура. Някои устройства с памет на фърмуера не могат да се променят след постоянна инсталация.
Освен това жизненоважната причина зад актуализирането на фърмуера е коригирането на грешки, добавянето на функции към устройството и др. Можете просто да мислите за фърмуера като за „софтуер за хардуер“. Въпреки че софтуерът е различен термин, те са свързани, но не са взаимозаменяеми.
Производителите на устройства често пускат редовни актуализации, за да поддържат хардуера работещ и съвместим с новите медии. Производителите на мрежови рутери също пускат актуализации на фърмуера на вашите устройства, за да подобрят производителността на мрежата. Същото важи и за производителите на смартфони, фотоапарати и много други. Просто трябва да посетите уебсайта на производителя, за да изтеглите такива актуализации.
Целият фърмуер е разделен на три основни категории въз основа на нивото на хардуерна интеграция. Те са:
- Фърмуерът от ниско ниво се счита за присъща част от хардуера на устройството. Фърмуерът от ниско ниво се съхранява на само за четене и енергонезависими чипове, като ROM. следователно не може да бъде пренаписан или променен. Устройствата, включващи фърмуер от ниско ниво в своята система, имат само еднократна програмируема памет.
- Фърмуер от високо ниво: Фърмуерът от високо ниво позволява актуализации, но е малко по-сложен от фърмуера от ниско ниво. Той се намира на чиповете с флаш памет.
- Подсистемен фърмуер: идва като част от вградената система. Пример за подсистемен фърмуер е захранващата подсистема на сървъра. Подсистемата за захранване е част от сървърния хардуер, която работи полунезависимо от сървъра.
Пример: BIOS или унифициран разширяем интерфейс на фърмуера, USB устройства, сензори, малки компютри, смарт карти и др.
Как работят актуализациите на фърмуера?
Актуализациите на фърмуера често се предлагат за предотвратяване на хакове на фърмуер, подобряване на сигурността, коригиране на грешки, внедряване на нови функции и взаимодействие с най-новите медии. Състои се от кодове, които казват на хардуера да се държи по нов и модифициран начин.
Някои свързани с интернет устройства редовно проверяват за нов фърмуер и го изтеглят и инсталират. Но други изискват потребителите да посетят уебсайта, за да изтеглят и инсталират актуализациите на фърмуера. Честотата на актуализациите може да варира в зависимост от използването на устройството. Фърмуерът на интелигентните устройства може да не изисква чести актуализации.
Смартфоните обикновено надграждат фърмуера заедно със софтуерните актуализации, така че телефонът продължава да работи и потребителите няма да трябва да актуализират версиите на фърмуера. Много електронни устройства също трябва да останат включени, докато актуализират фърмуера.
Какво е софтуер?
Софтуерът е данните, програмите или инструкциите, използвани за извършване на компютърни операции за изпълнение на конкретни задачи. Това е точно противоположният термин на хардуер, който описва физическите аспекти на компютърната система. Това е нематериално.
Можете също така да наричате софтуер като общ термин, използван за описание на скриптове, програми и приложения, които се изпълняват на всяко устройство. По този начин софтуерът е променлива част от компютъра. Основните категории софтуер са:
- Приложен софтуер: Това е софтуерът, който отговаря на специфични компютърни нужди или изпълнява някои основни задачи.
- Системен софтуер: Типът софтуер е проектиран да работи с хардуера на устройството. В допълнение, той предоставя платформа за изпълнение на приложенията.
- Софтуер за програмиране: Този софтуер предоставя инструментите за програмиране, от които се нуждае един разработчик на софтуер. Също така се отнася до термина междинен софтуер, който се намира между системния и приложния софтуер. Освен това ще получите драйверен софтуер, който управлява вашите компютърни устройства и периферни устройства.
В началото на 80-те години софтуерът се продаваше на флопи дискове. По-късно се продава на CD и DVD. По-голямата част от софтуера е закупен или директно изтеглен от интернет. Можете лесно да намерите различни видове софтуер от уебсайтове на доставчици.
Нека видим някои от видовете софтуерни дизайни по-долу:
- Архитектурен дизайн: Този софтуерен дизайн е основната основа на софтуера, който идентифицира структурата на системата, основните компоненти и техните взаимоотношения един с друг чрез използване на инструменти за архитектурен дизайн.
- Дизайн на високо ниво: Дефинира се като вторият слой на софтуерния дизайн, който се фокусира върху внедряването на системата, заедно с компонентите, под формата на модули, поддържани от софтуерен стек. В допълнение, той описва връзките между различни модули и функции на системата и потока от данни.
- Детайлен слой: Дефинира се като третият слой от процеса на проектиране на софтуера, който се фокусира върху детайлите на изпълнението за определената софтуерна архитектура.
Качеството на софтуера може да бъде измерено чрез някои характеристики, включително достъпност, съвместимост, функционалност, производителност, преносимост, възможност за инсталиране, локализация, ефективност, поддръжка, сигурност, използваемост, възможност за тестване, надеждност и др.
Как работи софтуерът?
Целият софтуер дава данни и насоки на компютъра да работи и да отговаря на нуждите на потребителите. Както беше обсъдено по-горе, приложният и системният софтуер могат да работят по различни начини.
Приложен софтуер
Приложният софтуер съдържа много програми, които изпълняват специфични роли за крайните потребители, като например навигация в уебсайтове и писане на отчети. Той изпълнява задачи и за други приложения. Въпреки че приложният софтуер е софтуер, той не може да работи сам. Това изисква стартиране на операционна система на компютъра и друг поддържащ системен софтуер.
Това са настолни приложения, инсталирани на компютъра на потребителя, за да използват компютърната памет за изпълнение на някои задачи. Те заемат място на твърдия диск и няма да се нуждаят от интернет връзка, за да изпълняват задачи.
От друга страна, уеб приложенията се нуждаят от интернет връзка, за да работят. Те няма да разчитат на системния софтуер или хардуер, за да работят. Устройствата, съдържащи уеб браузъри, позволяват на потребителите бързо да стартират уеб приложения.
Системен софтуер
Системният софтуер е резервирал място между приложния софтуер и компютърния хардуер. Той работи във фонов режим и управлява основните функции на вашия компютър. Това координира системния софтуер и хардуера, така че да можете да стартирате софтуер от високо ниво за изпълнение на конкретни задачи.
Системният софтуер започва да работи, когато компютърът се стартира, и работи непрекъснато, докато компютърната система е включена. Написан е на машинен код от ниско ниво или асемблер. По този начин той работи независимо и позволява на компютърната система да функционира добре.
Фърмуер срещу софтуер: прилики
Термините фърмуер и софтуер са взаимозаменяеми термини в контекста на вградените системи. В индустрията за вградени системи има някои прилики. По други начини ще откриете, че фърмуерът е тип, известен като софтуер от ниско ниво.
Можете дори да видите обяви за работа, в които се споменава „Инженер по вграден софтуер“ или „Инженер по вграден фърмуер“ със същото описание на длъжността. Това се случва, защото приложната страна на системата е разработена със системната страна.
Например, когато работите с barebone дизайна (без операционна система), ще имате само някои файлове, специфични за производителя на микроконтролера (CPU, който поддържа драйвери и заглавки) и няколко драйвера на трети страни (за дисплей и TCP/IP). Тези файлове могат да обработват хардуерната страна на софтуера.
С драйвери и хедъри можете да пишете приложен софтуер; по-късно всички файлове се комбинират в двоичен файл. Ако сте операционна система като FreeRTOS или VxWorks, RTOS поема отговорност за управлението на паметта и превключването на контекста. Въпреки това трябва да напишете приложен софтуер с помощта на драйвери за микроконтролери, драйвери на трети страни и RTOS файлове.
Фърмуер срещу софтуер: Разлики
Нека се потопим в някои разлики между фърмуера и софтуера.
FirmwareSoftware Това е вид софтуер, който контролира хардуера и се актуализира редовно. Това е набор от инструкции към компютърната система. Фърмуерът е софтуер от ниско ниво, поставен между операционната система и хардуера. Софтуерът се намира върху операционната система и не взаимодейства директно с хардуера. Той включва ниско ниво фърмуер, фърмуер на високо ниво и фърмуер на подсистема. Включва приложение, система, програмиране, междинен софтуер и драйверен софтуер. Размерът му е малък. Размерът му може да бъде огромен, макар и виртуално. Предназначен е да не се променя. Може да бъде персонализиран или модифициран в зависимост от предпочитанията или нуждите на потребителите. Програмира се само веднъж. Можете да инсталирате и деинсталирате софтуера толкова пъти, колкото искате. Ще получите фърмуер във флаш паметта на хардуера. Той се съхранява на вторичното устройство за съхранение на компютърната система. По време на разработката се използва език за програмиране на ниско ниво. По време на разработката се използва език за програмиране както на високо ниво, така и на ниско ниво. Той работи директно на чипове с памет, които са енергонезависима вторична памет като EEPROMS и флаш. Копира се от сменяеми носители, като DVD, USB и т.н., и се инсталира в устройства за съхранение като SSD или твърди дискове. Примери са UEFI и BIOS фърмуер, който производителите на дънни платки на компютри предоставят. Също така фърмуерът на OpenSource Router като OpenWrt и DD-WRT. Примери са операционни системи като Linux, Android, Windows и т.н. и приложения като браузъри, приложения, игри, MS Office и т.н.
Фърмуер срещу софтуер: Случаи на употреба
Случаи на използване на фърмуера
Ще получите фърмуер в диапазона от компютърно оборудване, включително сложни устройства. Някои приложения на фърмуера в реалния свят са както следва:
- Персонален компютър: Фърмуерът на компютъра се доставя вграден в малък чип памет. Компютърните периферни устройства, като видеокарти, графики и т.н., също съдържат фърмуер.
- Домакински уреди: Пералните и съдомиялните машини използват фърмуер. Той позволява на машината да комуникира с компютър, като конфигурира настройките и контролите.
- Устройства за съхранение: Твърдите дискове, преносимите устройства за съхранение и USB устройствата съдържат фърмуер, който позволява на устройствата да функционират с компютърната система.
- Смарт карти: Смарт картите също съдържат фърмуер за вграждане на инструкции в чипа, за да предложат основни функции, криптиране и удостоверяване.
- Автомобили: Превозните средства съдържат сензори, малки компютри и вградени системи с фърмуер, който им помага да изпълняват задачите си.
- Мобилни устройства: Лаптопи, таблети, смартфони и други мобилни устройства съдържат фърмуер, който позволява на хардуера да работи с множество софтуери.
Случаи на използване на софтуер
Предполагам, че почти всеки потребител до момента знае софтуер. Каквото и да инсталират и изтеглят на своя компютър или други устройства, е под формата на софтуер. Вече е добавено към рутината на всеки да използва какъвто и да е софтуер. Има широкообхватни приложения по целия свят.
По отношение на приложния софтуер примерите са:
- Софтуер за текстообработка: MS Word, Notepad и Wordpad
- Софтуер за електронни таблици: Microsoft Excel, Apple Numbers и др.
- Софтуер за бази данни: MS Access и Oracle и др.
- Симулационен софтуер: Научни симулатори и летателни симулатори
- Корпоративен софтуер: Система за управление на взаимоотношенията с клиенти (CRM)
- Мултимедиен софтуер: Media player и Real player
- Образователен софтуер: Encarta, BritannicaMathematical, Google Earth, NASA World Wind
- Софтуер за презентации: Keynotes и Microsoft Powerpoint
- Софтуер за информационен работник: инструменти за управление на ресурси, инструменти за документиране и др.
- Пакети от приложения: Microsoft Office, OpenOffice и др.
- Софтуер за достъп до съдържание: уеб браузъри, достъп до съдържание чрез медийни плейъри и др
По отношение на системното инженерство примерите са:
- Операционни системи като Windows, macOS и Linux
- Драйвери на устройства
- фърмуер
- BIOS и UEFI
- Преводач на език за програмиране
- Помощни програми
Заключение
Фърмуерът обикновено се използва за микрокодиране на вградената система в повечето хардуери, докато софтуерът се отнася за програми от високо ниво. Подмяната на фърмуера е трудна, но в случай на софтуер никога няма да се сблъскате с много проблеми.
Фърмуерът обаче е системен софтуер, който контролира хардуера на устройството. Софтуерът като цяло е набор от инструкции, които позволяват на вашия компютър или други устройства да изпълняват задачи. Надявам се, че основните разлики и прилики между фърмуера и софтуера вече са очевидни.
Може също да ви е интересно да научите за интернет на нещата (IoT).