Мікропрограмне забезпечення та програмне забезпечення — це два терміни, які вписуються в сучасні вбудовані системи та комп’ютери.
Світ перетворюється на цифровий світ, де більшість роботи виконується за допомогою комп’ютерів. Програмне та апаратне забезпечення є найпоширенішими термінами, які використовуються при обговоренні комп’ютерів.
Багато елементів присвячують себе створенню сучасних технічних пристроїв. Існують різні види програмного та апаратного забезпечення, і ви можете зустріти прошивку.
В електронній промисловості мікропрограмне та програмне забезпечення однаково популярні. Розрізнити ці терміни може бути складно, оскільки іноді вони можуть мати однакову мету.
Наприклад, для встановлення оновлення ОС Android вручну це може стосуватися мікропрограми. Це означає, що під час оновлення ОС на вашому телефоні Android програмне забезпечення створено для апаратного забезпечення чи мікропрограми конкретного пристрою.
Якщо це виглядає заплутаним, дозвольте мені детально розповісти цю тему.
У цій статті я поясню відмінності, схожість і деякі випадки використання програмного забезпечення та мікропрограм.
Ось і ми!
Що таке прошивка?
У комп’ютерному світі вбудоване програмне забезпечення використовується як певний клас комп’ютерного програмного забезпечення, яке пропонує низькорівневий контроль для певного апаратного забезпечення будь-якого пристрою. Мікропрограмне забезпечення містить основні функції пристрою та надає послуги апаратної абстракції для програмного забезпечення вищого рівня, скажімо, операційних систем.
Для тих пристроїв, які є менш складними, вбудоване програмне забезпечення діє як повна операційна система, яка виконує функції керування, моніторингу та обробки даних. Він зберігається в пристроях енергонезалежної пам’яті, включаючи EPROM, EEPROM, флеш-пам’ять і ROM.
Американський вчений Ашер Оплер ввів у 1967 році фразу «програмне забезпечення». Він використовував цей термін для опису мікропрограми між програмним і апаратним забезпеченням.
Під час оновлення мікропрограми потрібно фізично замінити ПЗУ або перепрограмувати EPROM за допомогою певної процедури. Деякі пристрої пам’яті прошивки не можна змінити після постійної інсталяції.
Крім того, важливою причиною оновлення мікропрограми є виправлення помилок, додавання функцій до пристрою тощо. Ви можете просто думати про мікропрограму як про «програмне забезпечення для обладнання». Хоча програмне забезпечення – це інший термін, вони пов’язані, але не взаємозамінні.
Виробники пристроїв часто випускають регулярні оновлення, щоб підтримувати роботу апаратного забезпечення та сумісність із новими носіями. Виробники мережевих маршрутизаторів також випускають оновлення мікропрограми на ваших пристроях, щоб покращити продуктивність мережі. Те саме стосується виробників смартфонів, фотоапаратів тощо. Вам просто потрібно відвідати веб-сайт виробника, щоб завантажити такі оновлення.
Вся прошивка поділяється на три основні категорії залежно від рівня інтеграції обладнання. Вони є:
- Прошивка низького рівня вважається невід’ємною частиною апаратного забезпечення пристрою. Низькорівневе мікропрограмне забезпечення зберігається на доступних лише для читання та енергонезалежних мікросхемах, таких як ПЗУ. отже, його не можна переписати або змінити. Пристрої, у системі яких є мікропрограмне забезпечення низького рівня, мають лише одноразову програмовану пам’ять.
- Високорівневе мікропрограмне забезпечення: високорівневе мікропрограмне забезпечення допускає оновлення, але воно дещо складніше, ніж низькорівневе мікропрограмне забезпечення. Він знаходиться на мікросхемах флеш-пам’яті.
- Прошивка підсистеми: постачається як частина вбудованої системи. Прикладом мікропрограми підсистеми є підсистема живлення сервера. Підсистема живлення — це апаратне забезпечення сервера, яке працює напівнезалежно від сервера.
Приклад: BIOS або уніфікований розширюваний інтерфейс мікропрограми, USB-накопичувачі, датчики, маленькі комп’ютери, смарт-карти тощо.
Як працюють оновлення мікропрограми?
Оновлення мікропрограми часто пропонуються, щоб запобігти злому мікропрограми, покращити безпеку, виправити помилки, розгорнути нові функції та взаємодіяти з останніми носіями. Він складається з кодів, які вказують апаратному забезпеченню поводитись по-новому та змінено.
Деякі пристрої, підключені до Інтернету, регулярно перевіряють наявність нового мікропрограмного забезпечення, завантажують і встановлюють його. Але інші вимагають від користувачів відвідати веб-сайт, щоб завантажити та встановити оновлення мікропрограми. Частота оновлень може відрізнятися залежно від використання пристрою. Прошивка в інтелектуальних пристроях може не потребувати частих оновлень.
Смартфони зазвичай оновлюють мікропрограму разом із оновленнями програмного забезпечення, тому телефон продовжує працювати, і користувачам не потрібно буде оновлювати версії мікропрограми. Багато електронних пристроїв також просять залишатися ввімкненими під час оновлення мікропрограми.
Що таке програмне забезпечення?
Програмне забезпечення — це дані, програми або інструкції, які використовуються для виконання комп’ютерних операцій для виконання певних завдань. Це прямо протилежний термін апаратного забезпечення, який описує фізичні аспекти комп’ютерної системи. Це нематеріальне.
Ви також можете посилатися на програмне забезпечення як на загальний термін, який використовується для опису сценаріїв, програм і програм, які працюють на будь-якому пристрої. Таким чином, програмне забезпечення є змінною частиною комп’ютера. Основні категорії програмного забезпечення:
- Прикладне програмне забезпечення: це програмне забезпечення, яке відповідає певним потребам комп’ютера або виконує деякі важливі завдання.
- Системне програмне забезпечення: тип програмного забезпечення призначений для запуску апаратного забезпечення пристрою. Крім того, він забезпечує платформу для запуску програм.
- Програмне забезпечення для програмування: це програмне забезпечення надає інструменти для програмування, необхідні розробнику програмного забезпечення. Це також відноситься до терміну проміжне програмне забезпечення, яке стоїть між системним і прикладним програмним забезпеченням. Крім того, ви отримаєте програмний драйвер, який керує пристроями вашого комп’ютера та периферійними пристроями.
На початку 1980-х програмне забезпечення продавалося на дискетах. Пізніше він продавався на CD та DVD. Більшість програмного забезпечення було придбано або безпосередньо завантажено через Інтернет. Ви можете легко знайти різні види програмного забезпечення на веб-сайтах постачальників.
Давайте розглянемо деякі типи проектів програмного забезпечення нижче:
- Архітектурний дизайн: цей дизайн програмного забезпечення є основною основою програмного забезпечення, яке визначає структуру системи, основні компоненти та їхні зв’язки один з одним за допомогою інструментів архітектурного проектування.
- Дизайн високого рівня: він визначається як другий рівень проектування програмного забезпечення, який зосереджується на реалізації системи разом із компонентами у формі модулів, що підтримуються програмним стеком. Крім того, він описує взаємозв’язки між різними модулями та функціями системи та потоком даних.
- Детальний рівень: визначається як третій рівень процесу розробки програмного забезпечення, який зосереджується на деталях реалізації для визначеної архітектури програмного забезпечення.
Якість програмного забезпечення можна виміряти за деякими характеристиками, включаючи доступність, сумісність, функціональність, продуктивність, портативність, можливість інсталяції, локалізацію, ефективність, ремонтопридатність, безпеку, зручність використання, тестування, надійність тощо.
Як працює програмне забезпечення?
Все програмне забезпечення надає комп’ютеру дані та вказівки для роботи та задоволення потреб користувачів. Як обговорювалося вище, прикладне та системне програмне забезпечення можуть працювати по-різному.
Програмне забезпечення
Прикладне програмне забезпечення містить багато програм, які виконують певні ролі для кінцевих користувачів, такі як навігація веб-сайтами та написання звітів. Він також виконує завдання для інших програм. Хоча прикладне програмне забезпечення є програмним забезпеченням, воно не може працювати самостійно. Для цього потрібна операційна система комп’ютера та інше допоміжне системне програмне забезпечення.
Це настільні програми, встановлені на комп’ютері користувача для використання пам’яті комп’ютера для виконання деяких завдань. Вони займають місце на жорсткому диску і не потребують підключення до Інтернету для виконання завдань.
З іншого боку, для роботи веб-програм потрібне підключення до Інтернету. Вони не покладатимуться на роботу системного програмного чи апаратного забезпечення. Пристрої з веб-браузерами дозволяють користувачам швидко запускати веб-програми.
Системне програмне забезпечення
Системне програмне забезпечення зайняло місце між прикладним програмним забезпеченням і апаратним забезпеченням комп’ютера. Він працює у фоновому режимі та виконує основні функції вашого комп’ютера. Це координує системне програмне та апаратне забезпечення, щоб ви могли запускати програмне забезпечення високого рівня для виконання певних завдань.
Системне програмне забезпечення починає працювати під час завантаження комп’ютера та працює безперервно, поки комп’ютерна система увімкнена. Він написаний низькорівневим машинним кодом або мовою асемблера. Таким чином, він працює незалежно і дозволяє комп’ютерній системі нормально функціонувати.
Мікропрограмне забезпечення проти програмного забезпечення: схожість
Терміни вбудоване програмне забезпечення та програмне забезпечення є взаємозамінними термінами в контексті вбудованих систем. У індустрії вбудованих систем це має деякі подібності. Іншими способами ви знайдете мікропрограму типу, відомого як програмне забезпечення низького рівня.
Ви навіть можете побачити списки вакансій із згадуванням «Інженер вбудованого програмного забезпечення» або «Інженер вбудованого програмного забезпечення» з тим самим описом посади. Це відбувається тому, що прикладна сторона системи розробляється разом із системною.
Наприклад, під час роботи з barebone-дизайном (без операційної системи) ви матимете лише деякі файли виробника мікроконтролера (ЦП, який підтримує драйвери та заголовки) і декілька драйверів сторонніх виробників (для дисплея та TCP/IP). Ці файли можуть працювати з апаратною частиною програмного забезпечення.
За допомогою драйверів і заголовків ви можете писати прикладне програмне забезпечення; пізніше всі файли об’єднуються в двійковий файл. Якщо ви використовуєте операційну систему, наприклад FreeRTOS або VxWorks, RTOS бере на себе відповідальність за керування пам’яттю та перемикання контексту. Незважаючи на це, вам потрібно писати прикладне програмне забезпечення за допомогою драйверів мікроконтролерів, драйверів сторонніх виробників і файлів RTOS.
Прошивка та програмне забезпечення: відмінності
Давайте глибше зануримося в деякі відмінності між прошивкою та програмним забезпеченням.
FirmwareSoftware Це тип програмного забезпечення, яке контролює апаратне забезпечення та регулярно оновлюється. Це набір інструкцій для комп’ютерної системи. Програмне забезпечення – це програмне забезпечення низького рівня, розміщене між операційною системою та апаратним забезпеченням. Програмне забезпечення розташоване поверх операційної системи та не взаємодіє безпосередньо з апаратним забезпеченням. Воно містить низькорівневі вбудоване програмне забезпечення, мікропрограмне забезпечення високого рівня та мікропрограмне забезпечення підсистеми. Воно включає додатки, систему, програмування, проміжне програмне забезпечення та програмне забезпечення драйверів. Його розмір невеликий. Його розмір може бути величезним, хоча віртуально. Його не можна змінювати. Його можна настроюється або змінюється залежно від уподобань чи потреб користувачів. Воно програмується лише один раз. Ви можете встановлювати та видаляти програмне забезпечення скільки завгодно разів. Ви отримаєте мікропрограму у флеш-пам’яті апаратного забезпечення. Воно зберігається на вторинній запам’ятовуючий пристрій комп’ютерної системи. Під час розробки використовується мова програмування низького рівня. Під час розробки використовується мова програмування як високого, так і низького рівня. Він працює безпосередньо на мікросхемах пам’яті, які є енергонезалежною вторинною пам’яттю як-от EEPROMS і флеш-пам’ять. Він копіюється зі знімних носіїв, таких як DVD-диски, USB-диски тощо, і встановлюється на запам’ятовуючі пристрої, як-от SSD або жорсткі диски. Прикладами є мікропрограми UEFI та BIOS, які надають виробники материнських плат комп’ютерів. Крім того, вбудоване програмне забезпечення OpenSource Router, наприклад OpenWrt і DD-WRT. Прикладами є такі операційні системи, як Linux, Android, Windows тощо, а також такі програми, як браузери, програми, ігри, MS Office тощо.
Мікропрограмне забезпечення проти програмного забезпечення: випадки використання
Випадки використання прошивки
Ви отримаєте прошивку в асортименті обчислювальної техніки, включаючи складні пристрої. Нижче наведено деякі випадки використання мікропрограм у реальному світі:
- Персональний комп’ютер: програмне забезпечення комп’ютера вбудовано в невелику мікросхему пам’яті. Периферійні пристрої комп’ютера, такі як відеокарти, графіка тощо, також містять мікропрограми.
- Побутова техніка: у пральних і посудомийних машинах використовується мікропрограмне забезпечення. Це дозволяє машині спілкуватися з комп’ютером, налаштовуючи параметри та елементи керування.
- Пристрої зберігання: Жорсткі диски, портативні пристрої зберігання та USB-накопичувачі містять мікропрограмне забезпечення, яке дозволяє пристроям працювати з комп’ютерною системою.
- Смарт-карти: смарт-карти також містять вбудоване програмне забезпечення для вбудовування інструкцій у чіп, щоб запропонувати основні функції, шифрування та автентифікацію.
- Автомобільна техніка: транспортні засоби містять датчики, невеликі комп’ютери та вбудовані системи з вбудованим програмним забезпеченням, яке допомагає їм виконувати свої завдання.
- Мобільні пристрої: ноутбуки, планшети, смартфони та інші мобільні пристрої містять вбудоване програмне забезпечення, яке дозволяє апаратному забезпеченню працювати з кількома програмними засобами.
Випадки використання програмного забезпечення
Я думаю, майже кожен користувач на сьогоднішній день знає програмне забезпечення. Усе, що вони встановлюють і завантажують на свій комп’ютер чи інші пристрої, має форму програмного забезпечення. Це вже додано до розпорядку кожного, щоб використовувати будь-яке програмне забезпечення. Він має широкий спектр застосувань по всьому світу.
З точки зору прикладного програмного забезпечення, приклади:
- Програмне забезпечення для обробки текстів: MS Word, Блокнот і Wordpad
- Програмне забезпечення для роботи з електронними таблицями: Microsoft Excel, Apple Numbers тощо.
- Програмне забезпечення баз даних: MS Access та Oracle тощо.
- Програмне забезпечення для моделювання: наукові симулятори та авіасимулятори
- Корпоративне програмне забезпечення: система управління взаємовідносинами з клієнтами (CRM)
- Мультимедійне програмне забезпечення: медіаплеєр і реальний плеєр
- Навчальне програмне забезпечення: Encarta, BritannicaMathematical, Google Earth, NASA World Wind
- Програмне забезпечення для презентацій: Keynotes і Microsoft Powerpoint
- Програмне забезпечення для інформаційних працівників: засоби керування ресурсами, засоби документування тощо.
- Пакети програм: Microsoft Office, OpenOffice та ін.
- Програмне забезпечення для доступу до вмісту: веб-браузери, доступ до вмісту через медіаплеєри тощо
З точки зору системної інженерії, приклади:
- Операційні системи, такі як Windows, macOS і Linux
- Драйвери пристроїв
- Прошивка
- BIOS і UEFI
- Перекладач мови програмування
- Комунальні послуги
Висновок
Мікропрограмне забезпечення зазвичай використовується для мікрокодування вбудованої системи в більшості апаратних засобів, тоді як програмне забезпечення відноситься до програм високого рівня. Замінити прошивку складно, але у випадку програмного забезпечення ви ніколи не зіткнетеся з проблемами.
Проте вбудоване програмне забезпечення — це системне програмне забезпечення, яке керує апаратним забезпеченням пристрою. Програмне забезпечення в цілому — це набір інструкцій, які дозволяють комп’ютеру чи іншим пристроям виконувати завдання. Я сподіваюся, що ключові відмінності та схожість між мікропрограмою та програмним забезпеченням уже очевидні.
Вам також може бути цікаво дізнатися про Інтернет речей (IoT).