Что такое прошивка? Чем прошивка отличается от программного обеспечения?

Что такое прошивка?

Прошивка — это программа, записанная в энергонезависимую память аппаратного устройства. Энергозависимая память — это разновидность статической оперативной памяти, содержимое которой сохраняется при выключении аппаратного устройства или потере внешнего питания.

Прошивка устанавливается непосредственно в аппаратное обеспечение во время производства. Он используется для запуска пользовательских программ на устройстве и может рассматриваться как программное обеспечение, обеспечивающее работу оборудования.

Производители оборудования используют встроенное микропрограммное обеспечение для управления функциональностью различных аппаратных систем и устройств, подобно тому, как операционная система компьютера управляет функциональностью программных приложений. Прошивку можно записать в постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (СППЗУ) или флэш-память.

Американский учёный-компьютерщик Эшер Оплер ввёл термин «прошивка» в выпуске журнала Datamation за 1967 год. Он использовал этот термин для описания типа микропрограммы, которая находится между аппаратным и программным обеспечением.

Сегодня встроенное программное обеспечение присутствует во всем: от смартфонов до устройств Интернета вещей (IoT) . Его часто включают в устройства, которые традиционно не считаются способными управляться компьютером.

• 5 советов по BIOS, которые помогут вам освоить компьютер
• Узнайте о ролях сервера, службах ролей и функциях на Windows Server
• Что такое блокчейн? Пузырь или настоящая революция после Интернета?

Почему важны обновления прошивки и как они работают?

Обновления прошивки часто выпускаются для исправления ошибок, предотвращения взлома прошивки, внедрения новых функций, повышения безопасности или взаимодействия с новыми носителями. Обновления прошивки включают в себя код, который сообщает оборудованию, как работать по-новому или измененному принципу.

Вот некоторые примеры обновлений прошивки:

• Устройства записи компакт-дисков способны записывать новый тип дисков.
• Маршрутизатор получает обновление, которое улучшает его производительность и стабильность.
• Производитель материнской платы выпускает обновление BIOS, которое позволяет материнской плате поддерживать новый процессор. BIOS — это программное обеспечение материнской платы.

Некоторые подключенные к Интернету устройства регулярно проверяют наличие новой прошивки, автоматически загружая и устанавливая ее. Другие производители устройств требуют, чтобы пользователи посещали веб-сайт производителя, чтобы вручную загрузить и установить обновления прошивки. Производители регулярно выпускают обновления.

Частота обновления прошивки зависит от устройства. Прошивку в умных лампочках, возможно, не придется обновлять регулярно. Однако прошивку вашего интеллектуального термостата, возможно, придется периодически обновлять для обеспечения совместимости с обновлениями операционной системы смартфона. Смартфоны часто автоматически обновляют прошивку вместе с обновлениями программного обеспечения, чтобы телефон оставался работоспособным, а пользователям не приходилось вручную обновлять версии прошивки, совпадающие с обновлениями программного обеспечения. Процесс удаленного обновления прошивки путем загрузки обновлений от поставщика услуг иногда называют прошивкой по беспроводной сети.

Многие электронные устройства также требуют, чтобы устройство было включено во время обновления прошивки, чтобы обновление не было прервано. Повреждение прошивки устройства может повлиять на работу некоторых устройств или привести к их сбоям.

Типы прошивок

Существует множество типов прошивок, ориентированных на конкретные технологии, но в целом все прошивки можно разделить на три типа в зависимости от уровня интеграции оборудования.

• Низкоуровневая прошивка . Низкоуровневая прошивка считается неотъемлемой частью аппаратного обеспечения устройства. Обычно он хранится на энергозависимых микросхемах, доступных только для чтения, таких как ПЗУ, и поэтому не может быть перезаписан или обновлен. Устройства с низкоуровневой прошивкой имеют однократно программируемую память.
• Расширенная прошивка . Прошивка высокого уровня допускает обновления и часто более сложна, чем прошивка низкого уровня. В компьютерах высокоуровневое встроенное ПО хранится на микросхемах флэш-памяти.
• Прошивка подсистемы . Прошивка подсистемы часто является частью встроенной системы. Она похожа на прошивку высокого уровня тем, что ее можно обновлять, и она сложнее прошивки низкого уровня. Примером может служить подсистема питания сервера, представляющая собой часть серверного оборудования, функционирующую полунезависимо от сервера.

Применение прошивки

Прошивки используются во многих типах вычислительных устройств, включая сложные устройства и те, которые обычно не считаются вычислительными устройствами. Некоторые реальные приложения прошивки включают в себя:

• Персональный компьютер . Прошивка персонального компьютера — BIOS или Unified Extensible Firmware Interface (UEFI) — встроена в небольшую микросхему памяти на материнской плате компьютера. Периферийные устройства компьютера, такие как графические карты и видеокарты, также содержат встроенное ПО.
• Устройство хранения данных . USB-накопители, жесткие диски и другие портативные устройства хранения данных содержат базовую прошивку, которая позволяет им работать с компьютерами.
• Мобильное устройство . Сотовые телефоны, планшеты, ноутбуки и другие мобильные устройства содержат встроенное ПО, которое позволяет оборудованию работать с различным программным обеспечением.
• Машина . Автомобили оснащены множеством встроенных систем, датчиков и небольших компьютеров с программным обеспечением, которые позволяют им выполнять определенные задачи.
• Бытовая техника . Посудомоечные и стиральные машины относятся к числу приборов, содержащих встроенное ПО. Прошивка помогает устройству взаимодействовать с компьютером и используется для настройки параметров устройства и управления его работой.
• Смарт-карта . Смарт-карты имеют встроенные в чип инструкции, которые обеспечивают основные функции карты, а также аутентификацию и шифрование.

Разница между прошивкой и программным обеспечением

Хотя некоторые считают прошивку разновидностью программного обеспечения, между этими двумя понятиями есть разница.

Прошивка

Прошивка — это программное обеспечение, которое предоставляет машине основные инструкции, позволяющие оборудованию работать и взаимодействовать с другим программным обеспечением, запущенным на устройстве. Прошивка обеспечивает низкоуровневый контроль над аппаратным обеспечением устройства. По этой причине его иногда называют «программным обеспечением для оборудования». Еще одной отличительной особенностью является то, что прошивка зачастую не рассчитана на удобство использования.

Программное обеспечение

Программное обеспечение предназначено для взаимодействия пользователей с целью выполнения определенных задач. Он располагается поверх прошивки, абстрагирован от аппаратного обеспечения и использует прошивку для взаимодействия с базовым оборудованием. Программное обеспечение более сложное и не привязано к базовому оборудованию.

Примерами программного обеспечения являются компьютерные программы, такие как операционные системы. Примерами программного обеспечения также являются приложения для обработки текстов, проведения онлайн-встреч и прослушивания музыки. Программное обеспечение обычно можно изменить без замены аппаратных компонентов, тогда как прошивку это сделать, как правило, невозможно.

Прошивку, встроенную в микросхему флэш-памяти, обновлять проще, чем прошивку, записанную в ПЗУ или СППЗУ. Поскольку флэш-память играет все большую роль на предприятии, администраторам необходимо знать типы флэш-памяти и варианты их использования.

Смотрите больше статей:

• Что такое VSync? Стоит ли геймерам включать или отключать VSync в настройках игры?
• Что такое npm shrinkwrap и когда его использовать?