Fastvare vs. programvare: likheter og forskjeller

Firmware og programvare er to begreper som passer inn i moderne innebygde systemer og datamaskiner.

Verden forvandles til en digital verden der mesteparten av arbeidet gjøres via datamaskiner. Programvare og maskinvare er de vanligste begrepene som brukes når man diskuterer datamaskiner.

Mange elementer dedikerer seg til å lage moderne teknologiske enheter. Det finnes ulike typer programvare og maskinvare, og du kan komme over fastvare.

I den elektroniske industrien er fastvare og programvare jevnt over populære. Det kan være vanskelig å skille mellom disse begrepene, siden de noen ganger kan ha samme formål.

For manuell installasjon av en Android OS-oppdatering kan det for eksempel referere til fastvare. Dette betyr at mens du blinker OS-oppdateringen på Android-telefonen din, er programvaren bygget for enhetsspesifikk maskinvare eller fastvare.

Hvis det ser forvirrende ut, la meg bli utførlig om dette emnet.

I denne artikkelen vil jeg forklare forskjellene, likhetene og noen brukstilfeller av programvare og fastvare.

Her går vi!

Hva er fastvare?

I dataverdenen brukes fastvare som en spesifikk klasse av dataprogramvare som tilbyr lavnivåkontroll for spesifikk maskinvare for enhver enhet. Firmware inneholder viktige funksjoner til enheten og gir maskinvareabstraksjonstjenester til programvare på høyere nivå, for eksempel operativsystemer.

For de enhetene som er mindre komplekse, fungerer fastvaren som det komplette operativsystemet som utfører kontroll-, overvåkings- og datamanipulasjonsfunksjonene. Den holdes i ikke-flyktige minneenheter, inkludert EPROM, EEPROM, Flash-minne og ROM.

En amerikansk vitenskapsmann Ascher Opler skapte uttrykket «Firmware» i 1967. Han brukte begrepet for å beskrive et mikroprogram mellom programvare og maskinvare.

Ved oppdatering av fastvaren krever at ROM erstattes fysisk, eller EPROM omprogrammeres ved hjelp av en bestemt prosedyre. Noen fastvareminneenheter kan ikke endres etter permanent installasjon.

Videre er den viktige årsaken bak oppdatering av fastvaren å fikse feil, legge til funksjoner på enheten og mer. Du kan ganske enkelt tenke på fastvare som «programvare for maskinvare.» Selv om programvare er et annet begrep, er de koblet sammen, men er ikke utskiftbare.

Produsenter av enhetene slipper ofte regelmessige oppdateringer for å holde maskinvaren kjørende og kompatibel med de nye mediene. Nettverksruterprodusenter slipper også fastvareoppdateringer på enhetene dine for å forbedre nettverksytelsen. Det samme gjelder smarttelefonprodusenter, kameraprodusenter og mer. Du trenger bare å besøke produsentens nettsted for å laste ned slike oppdateringer.

All fastvaren er delt inn i tre hovedkategorier basert på maskinvareintegrasjonsnivået. De er:

• Fastvare på lavt nivå anses som en iboende del av enhetens maskinvare. Fastvare på lavt nivå er lagret på skrivebeskyttede og ikke-flyktige brikker, for eksempel ROM. derfor kan den ikke omskrives eller endres. Enheter inkludert fastvare på lavt nivå i systemet har bare programmerbart engangsminne.
• Fastvare på høyt nivå: Fastvare på høyt nivå tillater oppdateringer, men er litt mer kompleks enn fastvare på lavt nivå. Den ligger på flash-minnebrikkene.
• Undersystemfastvare: Den kommer som en del av det innebygde systemet. Et eksempel på undersystemfastvare er serverens strømundersystem. Strømundersystemet er delen av servermaskinvaren som fungerer semi-uavhengig av en server.

Eksempel: BIOS eller enhetlig utvidbart fastvaregrensesnitt, USB-stasjoner, sensorer, små datamaskiner, smartkort, etc.

Hvordan fungerer fastvareoppdateringer?

Fastvareoppdateringer tilbys ofte for å forhindre fastvarehack, forbedre sikkerheten, fikse feil, rulle ut nye funksjoner og samhandle med de nyeste mediene. Den består av koder som forteller maskinvaren å oppføre seg på en ny og modifisert måte.

Noen Internett-tilkoblede enheter sjekker jevnlig etter ny fastvare og laster ned og installer den. Men andre krever at brukere besøker nettstedet for å laste ned og installere fastvareoppdateringene. Frekvensen av oppdateringer kan variere avhengig av enhetsbruk. Fastvaren i de intelligente enhetene krever kanskje ikke hyppige oppdateringer.

Smarttelefoner oppgraderer ofte fastvare sammen med programvareoppdateringer, slik at telefonen fortsetter å kjøre, og brukere trenger ikke å oppdatere fastvareversjoner. Mange elektroniske enheter blir også bedt om å forbli på mens de oppdaterer fastvaren.

Hva er programvare?

Programvare er dataene, programmene eller instruksjonene som brukes til å utføre datamaskinoperasjoner for å utføre spesifikke oppgaver. Det er bare det motsatte begrepet av maskinvare som beskriver de fysiske aspektene ved datasystemet. Det er immateriell.

Du kan også referere til programvare som den generelle termen som brukes for å beskrive skript, programmer og applikasjoner som kjører på en hvilken som helst enhet. Dermed er programvaren en variabel del av datamaskinen. Hovedkategoriene av programvare er:

• Programvare: Det er programvaren som oppfyller spesifikke datamaskinbehov eller utfører noen viktige oppgaver.
• Systemprogramvare: Programvaretypen er laget for å kjøre enhetens maskinvare. I tillegg gir det en plattform for applikasjonene å kjøre.
• Programmeringsprogramvare: Denne programvaren gir programmeringsverktøyene som en programvareutvikler trenger. Det refererer også til begrepet mellomvare som kommer mellom system- og applikasjonsprogramvare. Videre vil du få driverprogramvare som driver datamaskinens enheter og periferiutstyr.

På begynnelsen av 1980-tallet ble programvare solgt på disketter. Senere ble den solgt på CDer og DVDer. Det meste av programvaren er kjøpt eller lastet ned direkte over internett. Du kan enkelt finne forskjellige typer programvare fra leverandørers nettsteder.

La oss se noen av typene programvaredesign nedenfor:

• Arkitektonisk design: Denne programvaredesignen er hovedgrunnlaget for programvaren, som identifiserer strukturen til systemet, hovedkomponentene og deres relasjoner med hverandre ved å bruke arkitektoniske designverktøy.
• Høynivådesign: Det er definert som det andre laget av programvaredesign som fokuserer på implementeringen av systemet, sammen med komponentene, i form av moduler støttet av en programvarestabel. I tillegg beskriver den relasjonene mellom ulike moduler og funksjoner i systemet og dataflyt.
• Detaljert lag: Det er definert som det tredje laget i programvaredesignprosessen som fokuserer på implementeringsdetaljene for den angitte programvarearkitekturen.

Programvarekvalitet kan måles ut fra noen egenskaper, inkludert tilgjengelighet, kompatibilitet, funksjonalitet, ytelse, portabilitet, installerbarhet, lokalisering, effektivitet, vedlikehold, sikkerhet, brukervennlighet, testbarhet, pålitelighet og mer.

Hvordan fungerer programvare?

All programvare gir data og veibeskrivelse til datamaskinen for å fungere og møte brukernes behov. Som diskutert ovenfor, kan applikasjons- og systemprogramvare fungere på forskjellige måter.

Applikasjonsprogramvare

Applikasjonsprogramvare inneholder mange programmer som utfører spesifikke roller for sluttbrukere, for eksempel å navigere på nettsider og skrive rapporter. Den utfører oppgaver for andre applikasjoner også. Selv om applikasjonsprogramvare er programvare, kan den ikke kjøre av seg selv. Det krever at du kjører datamaskinens operativsystem og annen støttesystemprogramvare.

Dette er skrivebordsapplikasjonene som er installert på brukerens datamaskin for å bruke datamaskinens minne til å utføre enkelte oppgaver. De tar opp plass på harddisken og trenger ingen internettforbindelse for å utføre oppgaver.

På den annen side trenger nettapplikasjoner en internettforbindelse for å fungere. De vil ikke stole på at systemprogramvaren eller maskinvaren fungerer. Enheter som inneholder nettlesere lar brukere starte nettapplikasjoner raskt.

Systemprogramvare

Systemprogramvaren har reservert plass mellom applikasjonsprogramvare og maskinvare. Den kjører i bakgrunnen og håndterer de viktigste funksjonene til datamaskinen din. Dette koordinerer systemprogramvare og maskinvare slik at du kan kjøre programvare på høyt nivå for å utføre spesifikke oppgaver.

Systemprogramvaren begynner å fungere når en datamaskin starter opp og kjører kontinuerlig så lenge datasystemet er på. Den er skrevet i maskinkode eller assemblerspråk på lavt nivå. Dermed kjører den uavhengig og lar datasystemet fungere godt.

Fastvare vs programvare: likheter

Begrepene fastvare og programvare er utskiftbare termer i sammenheng med innebygde systemer. I industrien for innebygde systemer har det noen likheter. På andre måter vil du finne fastvare er en type kjent som lavnivåprogramvare.

Du kan til og med se stillingsannonser som nevner «Embedded Software Engineer» eller «Embedded Firmware Engineer» med samme stillingsbeskrivelse. Dette skjer fordi applikasjonssiden av systemet er utviklet med systemsiden.

For eksempel, når du arbeider med barebone-designet (uten et operativsystem), vil du bare ha noen mikrokontrollerleverandørspesifikke filer (CPU som støtter drivere og overskrifter) og noen få tredjepartsdrivere (for skjerm og TCP/IP). Disse filene kan håndtere maskinvaresiden av programvaren.

Med drivere og overskrifter kan du skrive applikasjonsprogramvare; senere blir alle filene kombinert til en binær fil. Hvis du er et operativsystem som FreeRTOS eller VxWorks, tar RTOS ansvar for minneadministrasjon og kontekstbytte. Til tross for det må du skrive applikasjonsprogramvare ved hjelp av mikrokontrollerdrivere, tredjepartsdrivere og RTOS-filer.

Fastvare vs programvare: forskjeller

La oss dykke dypt inn i noen forskjeller mellom fastvare og programvare.

FirmwareSoftwareDet er en type programvare som kontrollerer maskinvaren og oppdaterer regelmessig. Det er et sett med instruksjoner til datasystemet. Fastvare er programvaren på lavt nivå plassert mellom operativsystemet og maskinvaren. Programvaren sitter på toppen av operativsystemet og samhandler ikke direkte med maskinvaren. Den inkluderer lavt nivå fastvare, fastvare på høyt nivå og undersystemfastvare. Den inkluderer applikasjons-, system-, programmerings-, mellomvare- og driverprogramvare. Størrelsen er liten. Størrelsen kan være enorm, selv om den er praktisk talt. Den er ikke ment å bli modifisert. Den kan være tilpasset eller modifisert avhengig av brukernes preferanser eller behov.Den programmeres kun én gang.Du kan installere og avinstallere programvaren så mange ganger du vil.Du vil få fastvare i maskinvarens flashlagring.Den lagres på sekundæren. lagringsenhet til datasystemet.Lavnivåprogrammeringsspråk brukes under utviklingen.Både høynivå- og lavnivåprogrammeringsspråk brukes under utvikling.Det kjører direkte på minnebrikker som er ikke-flyktig sekundærminne som EEPROMS og flash. Den kopieres fra flyttbare medier, for eksempel DVDer, USB-er, osv., og installeres på lagringsenheter som SSD-er eller harddisker. Eksempler er UEFI- og BIOS-fastvare som hovedkortprodusentene for datamaskiner tilbyr. Også OpenSource Router-fastvare som OpenWrt og DD-WRT. Eksempler er operativsystemer som Linux, Android, Windows, etc., og applikasjoner som nettlesere, apper, spill, MS Office osv.

Fastvare vs programvare: Brukstilfeller

Bruk tilfeller av fastvare

Du vil få fastvare i utvalget av datautstyr, inkludert kompliserte enheter. Noen virkelige bruksområder for fastvare er som følger:

• Personlig datamaskin: En datamaskins fastvare kommer innebygd i en liten minnebrikke. Datamaskinperiferiutstyr, som skjermkort, grafikk osv., inneholder også fastvare.
• Hvitevarer: Vaskemaskiner og oppvaskmaskiner bruker fastvare. Den gjør det mulig for maskinen å kommunisere med en datamaskin som konfigurerer innstillingene og kontrollene.
• Lagringsenheter: Harddisker, bærbare lagringsenheter og USB-stasjoner inneholder fastvare som lar enheter fungere med datasystemet.
• Smartkort: Smartkort inneholder også fastvare for å bygge instruksjoner i brikken for å tilby grunnleggende funksjonalitet, kryptering og autentisering.
• Bil: Kjøretøy inneholder sensorer, små datamaskiner og innebygde systemer med fastvare som hjelper dem med å utføre oppgavene sine.
• Mobile enheter: Bærbare datamaskiner, nettbrett, smarttelefoner og andre mobile enheter inneholder fastvare som gjør at maskinvaren kan kjøres med flere programmer.

Brukstilfeller av programvare

Jeg antar at nesten alle brukere til dags dato kjenner programvare. Uansett hva de installerer og laster ned på datamaskinen eller andre enheter er i form av programvare. Det er allerede lagt til alles rutine å bruke hvilken som helst programvare. Den har omfattende applikasjoner over hele verden.

Når det gjelder applikasjonsprogramvare, er eksemplene:

• Tekstbehandlingsprogramvare: MS Word, Notisblokk og Wordpad
• Regnearkprogramvare: Microsoft Excel, Apple Numbers, etc.
• Databaseprogramvare: MS Access og Oracle, etc.
• Simuleringsprogramvare: Vitenskapelige simulatorer og flysimulatorer
• Enterprise-programvare: Customer Relationship Management System (CRM)
• Multimediaprogramvare: Mediespiller og ekte spiller
• Pedagogisk programvare: Encarta, BritannicaMathematical, Google Earth, NASA World Wind
• Presentasjonsprogramvare: Keynotes og Microsoft Powerpoint
• Informasjonsarbeiderprogramvare: ressursstyringsverktøy, dokumentasjonsverktøy, etc.
• Applikasjonspakker: Microsoft Office, OpenOffice, etc.
• Programvare for innholdstilgang: Nettlesere, tilgang til innhold gjennom mediespillere og mer

Når det gjelder systemteknikk, er eksemplene:

• Operativsystemer som Windows, macOS og Linux
• Enhetsdrivere
• Fastvare
• BIOS og UEFI
• Oversetter for programmeringsspråk
• Verktøy

Konklusjon

Fastvare brukes vanligvis til å mikrokode det innebygde systemet i de fleste maskinvare, mens programvare refererer til programmer på høyt nivå. Det er vanskelig å bytte fastvare, men når det gjelder programvare, vil du aldri møte mye problemer.

Fastvare er imidlertid systemprogramvare som kontrollerer en enhets maskinvare. Programvare som helhet er et sett med instruksjoner som lar datamaskinen eller andre enheter utføre oppgaver. Jeg håper de viktigste forskjellene og likhetene mellom fastvare og programvare er tydelige nå.

Du kan også være interessert i å lære om tingenes internett (IoT).