A firmware és a szoftver két olyan kifejezés, amely illeszkedik a modern beágyazott rendszerekbe és számítógépekbe.
A világ digitális világgá alakul, ahol a legtöbb munka számítógépen keresztül történik. A szoftver és a hardver a leggyakrabban használt kifejezések, amikor a számítógépekről beszélünk.
Sok elem a modern technológiai eszközök készítésének szenteli magát. Különféle szoftverek és hardverek léteznek, és találkozhat firmware-rel.
Az elektronikai iparban a firmware és a szoftver egyenletesen népszerű. A kifejezések közötti különbségtétel bonyolult lehet, mivel néha ugyanaz a céljuk.
Például egy Android operációs rendszer frissítésének kézi telepítése esetén ez hivatkozhat a firmware-re. Ez azt jelenti, hogy miközben az operációs rendszer frissítését frissíti Android telefonján, a szoftver az eszköz-specifikus hardverhez vagy firmware-hez készült.
Ha ez zavarónak tűnik, hadd foglalkozzak ezzel a témával.
Ebben a cikkben elmagyarázom a szoftverek és a firmware különbségeit, hasonlóságait és néhány használati esetét.
Essünk neki!
Tartalomjegyzék
Mi az a firmware?
A számítógépes világban a firmware-t a számítógépes szoftverek egy meghatározott osztályaként használják, amely alacsony szintű vezérlést kínál bármely eszköz meghatározott hardveréhez. A firmware tartalmazza az eszköz alapvető funkcióit, és hardveres absztrakciós szolgáltatásokat nyújt a magasabb szintű szoftverek, például operációs rendszerek számára.
A kevésbé bonyolult eszközök esetében a firmware a teljes operációs rendszerként működik, amely ellátja a vezérlési, monitorozási és adatkezelési funkciókat. Nem felejtő memóriaeszközökben található, beleértve az EPROM-ot, az EEPROM-ot, a Flash memóriát és a ROM-ot.
Egy amerikai tudós, Ascher Opler alkotta meg a „firmware” kifejezést 1967-ben. A kifejezést a szoftver és a hardver közötti mikroprogram leírására használta.
A firmware frissítése során a ROM-ot fizikailag ki kell cserélni, vagy az EPROM-ot egy adott eljárással újra kell programozni. Néhány firmware-memóriaeszköz nem cserélhető állandó telepítés után.
Ezenkívül a firmware frissítésének létfontosságú oka a hibák kijavítása, funkciók hozzáadása az eszközhöz és még sok más. A firmware-re egyszerűen úgy gondolhat, mint „hardver szoftverére”. Bár a szoftver egy másik kifejezés, össze vannak kötve, de nem cserélhetők fel.
Az eszközök gyártói gyakran rendszeres frissítéseket adnak ki, hogy a hardver működjön és kompatibilis legyen az új adathordozókkal. A hálózati útválasztók gyártói firmware-frissítéseket is kiadnak az eszközökön a hálózati teljesítmény javítása érdekében. Ugyanez vonatkozik az okostelefon-gyártókra, fényképezőgép-gyártókra és még sok másra is. Az ilyen frissítések letöltéséhez csak meg kell látogatnia a gyártó webhelyét.
Az összes firmware három fő kategóriába van osztva a hardver integrációs szintje alapján. Ők:
- Az alacsony szintű firmware az eszköz hardverének szerves részének tekinthető. Az alacsony szintű firmware csak olvasható és nem felejtő chipeken, például ROM-on van tárolva. ezért nem lehet átírni vagy megváltoztatni. A rendszerükben alacsony szintű firmware-t tartalmazó eszközök csak egyszeri programozható memóriával rendelkeznek.
- Magas szintű firmware: A magas szintű firmware lehetővé teszi a frissítéseket, de kicsit bonyolultabb, mint az alacsony szintű firmware. A flash memória chipeken található.
- Alrendszer firmware: A beágyazott rendszer részeként érkezik. Az alrendszer firmware példája a kiszolgáló tápellátási alrendszere. Az energiaellátási alrendszer a szerver hardverének az a része, amely a szervertől félig függetlenül működik.
Példa: BIOS vagy egységes bővíthető firmware interfész, USB-meghajtók, érzékelők, kis számítógépek, intelligens kártyák stb.
Hogyan működnek a firmware-frissítések?
Gyakran kínálnak firmware-frissítéseket a firmware-feltörések megelőzése, a biztonság javítása, a hibák kijavítása, az új funkciók bevezetése és a legújabb adathordozókkal való interakció érdekében. Olyan kódokból áll, amelyek azt mondják a hardvernek, hogy új és módosított módon viselkedjen.
Egyes internetre csatlakoztatott eszközök rendszeresen ellenőrzik az új firmware-t, majd letöltik és telepítik. Mások azonban megkövetelik a felhasználóktól, hogy látogassák meg a webhelyet a firmware-frissítések letöltéséhez és telepítéséhez. A frissítések gyakorisága eszközhasználatonként változhat. Előfordulhat, hogy az intelligens eszközök firmware-je nem igényel gyakori frissítéseket.
Az okostelefonok általában frissítik a firmware-t a szoftverfrissítések mellett, így a telefon továbbra is fut, és a felhasználóknak nem kell frissíteniük a firmware-verziókat. Számos elektronikus eszközt arra is kérnek, hogy maradjanak bekapcsolva a firmware frissítése közben.
Mi az a szoftver?
A szoftver olyan adatok, programok vagy utasítások, amelyeket számítógépes műveletek végrehajtására használnak meghatározott feladatok végrehajtásához. A hardvernek éppen az ellenkezője, amely a számítógépes rendszer fizikai vonatkozásait írja le. Megfoghatatlan.
A szoftverre úgy is hivatkozhat, mint a szkriptek, programok és alkalmazások leírására, amelyek bármely eszközön futnak. Így a szoftver a számítógép változó része. A szoftverek fő kategóriái a következők:
- Alkalmazási szoftver: Olyan szoftver, amely bizonyos számítógépes igényeket elégít ki, vagy néhány alapvető feladatot hajt végre.
- Rendszerszoftver: A szoftvertípust az eszköz hardverének futtatására tervezték. Ezenkívül platformot biztosít az alkalmazások futtatásához.
- Programozószoftver: Ez a szoftver biztosítja azokat a programozási eszközöket, amelyekre a szoftverfejlesztőknek szüksége van. Utal a köztes szoftver kifejezésre is, amely a rendszer és az alkalmazásszoftver között szerepel. Ezenkívül kap egy illesztőprogramot, amely működteti a számítógépes eszközöket és perifériákat.
Az 1980-as évek elején a szoftvereket hajlékonylemezeken árulták. Később CD-n és DVD-n adták el. A legtöbb szoftvert megvásárolták vagy közvetlenül az internetről töltötték le. Könnyedén találhat különféle szoftvereket a gyártók webhelyein.
Nézzünk meg néhány szoftvertervezési típust az alábbiakban:
- Építészeti tervezés: Ez a szoftverterv a szoftver fő alapja, amely építészeti tervezési eszközök segítségével azonosítja a rendszer felépítését, a fő komponenseket és azok egymáshoz való viszonyát.
- Magas szintű tervezés: A szoftvertervezés második rétegeként definiálható, amely a rendszer megvalósítására összpontosít, a komponensekkel együtt, szoftververem által támogatott modulok formájában. Ezenkívül leírja a rendszer és az adatáramlás különböző moduljai és funkciói közötti kapcsolatokat.
- Részletes réteg: Ez a szoftvertervezési folyamat harmadik rétege, amely a megadott szoftverarchitektúra megvalósítási részleteire összpontosít.
A szoftverek minősége mérhető bizonyos jellemzőkkel, beleértve a hozzáférhetőséget, kompatibilitást, funkcionalitást, teljesítményt, hordozhatóságot, telepíthetőséget, lokalizációt, hatékonyságot, karbantarthatóságot, biztonságot, használhatóságot, tesztelhetőséget, megbízhatóságot stb.
Hogyan működik a szoftver?
Minden szoftver adatokat és útmutatást ad a számítógépnek, hogy működjön és megfeleljen a felhasználók igényeinek. Mint fentebb tárgyaltuk, az alkalmazás- és rendszerszoftver különböző módon működhet.
Alkalmazás szoftver
Az alkalmazásszoftverek számos olyan programot tartalmaznak, amelyek meghatározott szerepeket látnak el a végfelhasználók számára, például navigálnak a webhelyeken és írnak jelentéseket. Más alkalmazásokhoz is ellát feladatokat. Bár az alkalmazás szoftver szoftver, önmagában nem futhat. Ehhez a számítógép operációs rendszerének és egyéb támogató rendszerszoftvereinek futtatására van szükség.
Ezek a felhasználó számítógépére telepített asztali alkalmazások, amelyek bizonyos feladatok végrehajtásához a számítógép memóriáját használják. Helyet foglalnak a merevlemezen, és nincs szükségük internetkapcsolatra a feladatok elvégzéséhez.
Másrészt a webes alkalmazások működéséhez internetkapcsolatra van szükség. Nem hagyatkoznak a rendszerszoftverre vagy a hardverre, hogy működjenek. A webböngészőt tartalmazó eszközök segítségével a felhasználók gyorsan indíthatnak webalkalmazásokat.
Rendszer szoftver
A rendszerszoftver helyet foglalt az alkalmazásszoftver és a számítógépes hardver között. A háttérben fut, és kezeli a számítógép alapvető funkcióit. Ez koordinálja a rendszerszoftvert és a hardvert, hogy magas szintű szoftvereket tudjon futtatni meghatározott feladatok végrehajtásához.
A rendszerszoftver akkor kezd el működni, amikor a számítógép elindul, és folyamatosan fut, amíg a számítógép be van kapcsolva. Alacsony szintű gépi kóddal vagy assembly nyelven íródott. Így önállóan fut, és lehetővé teszi a számítógépes rendszer megfelelő működését.
Firmware vs szoftver: hasonlóságok
A firmware és szoftver kifejezések felcserélhető kifejezések a beágyazott rendszerekkel összefüggésben. A beágyazott rendszerek iparágában van néhány hasonlóság. Más módon a firmware egy alacsony szintű szoftverként ismert típus.
Még a „beágyazott szoftvermérnök” vagy a „beágyazott firmware-mérnök” megnevezésű álláshirdetéseket is láthatja ugyanazzal a munkaköri leírással. Ez azért történik, mert a rendszer alkalmazási oldalát a rendszeroldallal együtt fejlesztik.
Például, ha a barebone dizájnnal dolgozik (operációs rendszer nélkül), csak néhány mikrokontroller-gyártó-specifikus fájlja lesz (CPU, amely támogatja az illesztőprogramokat és a fejléceket) és néhány harmadik féltől származó illesztőprogram (a kijelzőhöz és a TCP/IP-hez). Ezek a fájlok képesek kezelni a szoftver hardveres oldalát.
Az illesztőprogramokkal és fejlécekkel alkalmazásszoftvert írhat; később az összes fájlt bináris fájllá egyesítik. Ha Ön olyan operációs rendszert használ, mint a FreeRTOS vagy a VxWorks, az RTOS felelősséget vállal a memóriakezelésért és a környezetváltásért. Ennek ellenére alkalmazásszoftvert kell írnia mikrokontroller-illesztőprogramok, harmadik féltől származó illesztőprogramok és RTOS-fájlok segítségével.
Firmware vs szoftver: különbségek
Nézzünk mélyen a firmware és a szoftver közötti különbségekbe.
FirmwareSoftwareEz egy olyan szoftver, amely vezérli a hardvert és rendszeresen frissíti. Ez a számítógépes rendszernek szóló utasítások halmaza. A firmware az operációs rendszer és a hardver között elhelyezett alacsony szintű szoftver. A szoftver az operációs rendszer tetején helyezkedik el, és nem működik közvetlenül a hardverrel. Alacsony szintű szoftver firmware, magas szintű firmware és alrendszer firmware. Tartalmazza az alkalmazást, a rendszert, a programozást, a köztes szoftvert és az illesztőprogramot.Mérete kicsi.Mérete lehet hatalmas, bár gyakorlatilag.Nem módosítható.Lehet testreszabva vagy módosítva a felhasználók preferenciáitól vagy igényeitől függően,Csak egyszer programozható.Ahányszor telepítheti és eltávolíthatja a szoftvert.Firmware-t kap a hardver flash tárolójában.A másodlagos tárolón tárolja a számítógépes rendszer tárolóeszköze.A fejlesztés során alacsony szintű programozási nyelvet használunk.A fejlesztés során magas és alacsony szintű programozási nyelvet egyaránt használunk.Közvetlenül a memóriachipeken fut, amelyek nem felejtő másodlagos memória mint az EEPROMS és a flash.Cserélhető adathordozóról, például DVD-ről, USB-ről stb. másolják, és olyan tárolóeszközökre telepítik, mint az SSD-k vagy merevlemezek.Példák az UEFI és a BIOS firmware-je, amelyet a számítógép alaplapgyártói biztosítanak. Ezenkívül az OpenSource Router firmware, például az OpenWrt és a DD-WRT. A példák olyan operációs rendszerek, mint a Linux, Android, Windows stb., és olyan alkalmazások, mint a böngészők, alkalmazások, játékok, MS Office stb.
Firmware kontra szoftver: használati esetek
Firmware használati esetei
Firmware-t fog kapni a számítástechnikai berendezésekhez, beleértve a bonyolult eszközöket is. A firmware néhány valós felhasználása a következő:
- Személyi számítógép: A számítógép firmware-je egy kis memóriachipbe van beágyazva. A számítógép-perifériák, például a videokártyák, grafikus kártyák stb. is tartalmaznak firmware-t.
- Háztartási gépek: A mosó- és mosogatógépek firmware-t használnak. Lehetővé teszi, hogy a gép kommunikáljon a beállításokat és vezérlőket konfiguráló számítógéppel.
- Tárolóeszközök: A merevlemezek, a hordozható tárolóeszközök és az USB-meghajtók firmware-t tartalmaznak, amely lehetővé teszi, hogy az eszközök a számítógépes rendszerrel működjenek.
- Intelligens kártyák: Az intelligens kártyák firmware-t is tartalmaznak, amely utasításokat ágyaz be a chipbe az alapvető funkciók, a titkosítás és a hitelesítés biztosítása érdekében.
- Gépjárművek: A járművek érzékelőket, kis számítógépeket és beágyazott rendszereket tartalmaznak, amelyek firmware-rel rendelkeznek, amely segíti őket feladataik ellátásában.
- Mobileszközök: A laptopok, táblagépek, okostelefonok és más mobileszközök firmware-t tartalmaznak, amely lehetővé teszi a hardver több szoftverrel történő futtatását.
Szoftverhasználati esetek
Azt hiszem, szinte minden felhasználó ismeri a szoftvert. Bármit is telepítenek és töltenek le számítógépükre vagy más eszközeikre, az szoftver formájában történik. Már mindenki rutinjához hozzá van adva bármilyen szoftver használatához. Széleskörű alkalmazásai vannak szerte a világon.
Alkalmazási szoftverek tekintetében a példák a következők:
- Szövegszerkesztő szoftver: MS Word, Notepad és Wordpad
- Táblázatkezelő szoftver: Microsoft Excel, Apple Numbers stb.
- Adatbázis szoftver: MS Access és Oracle stb.
- Szimulációs szoftver: Tudományos szimulátorok és repülésszimulátorok
- Vállalati szoftver: Ügyfélkapcsolat-kezelő rendszer (CRM)
- Multimédiás szoftver: Médialejátszó és Real Player
- Oktatási szoftverek: Encarta, BritannicaMathematical, Google Earth, NASA World Wind
- Prezentációs szoftver: Keynotes és Microsoft Powerpoint
- Információs dolgozó szoftver: Erőforrás-kezelő eszközök, dokumentációs eszközök stb.
- Alkalmazáscsomagok: Microsoft Office, OpenOffice stb.
- Tartalomelérési szoftverek: webböngészők, tartalom elérése médialejátszókon keresztül és így tovább
A rendszertervezés szempontjából a példák a következők:
- Operációs rendszerek, például Windows, macOS és Linux
- Eszközmeghajtók
- Firmware
- BIOS és UEFI
- Programozási nyelv fordító
- segédprogramok
Következtetés
A legtöbb hardverben általában a firmware-t használják a beágyazott rendszer mikrokódolására, míg a szoftver a magas szintű programokra utal. A firmware cseréje bonyolult, de szoftverek esetében soha nem kell sok gonddal szembesülnie.
A firmware azonban olyan rendszerszoftver, amely az eszköz hardverét vezérli. A szoftver egésze egy olyan utasításkészlet, amely lehetővé teszi a számítógép vagy más eszközök számára, hogy feladatokat hajtsanak végre. Remélem, hogy a firmware és a szoftver közötti fő különbségek és hasonlóságok mára nyilvánvalóak.
Érdekelheti az Internet of Things (IoT) megismerése is.