ما هو البرنامج الثابت؟ ما الفرق بين البرامج الثابتة والبرمجيات؟

ما هو البرنامج الثابت؟

البرامج الثابتة هي عبارة عن برنامج مكتوب في الذاكرة غير المتطايرة لجهاز ما. الذاكرة المتطايرة هي شكل من أشكال ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة التي يتم الاحتفاظ بمحتوياتها عند إيقاف تشغيل الجهاز أو فقدان الطاقة الخارجية.

يتم تثبيت البرامج الثابتة مباشرة في قطعة من الأجهزة أثناء التصنيع. يتم استخدامه لتشغيل برامج المستخدم على الجهاز ويمكن اعتباره البرنامج الذي يمكّن الأجهزة من التشغيل.

يستخدم مصنعو الأجهزة البرامج الثابتة المضمنة للتحكم في وظائف أنظمة وأجهزة مختلفة، تمامًا كما يتحكم نظام تشغيل الكمبيوتر في وظائف تطبيقات البرامج. يمكن كتابة البرامج الثابتة في ذاكرة القراءة فقط (ROM)، أو ذاكرة القراءة فقط القابلة للمسح والبرمجة (EPROM)، أو ذاكرة الفلاش.

صاغ عالم الكمبيوتر الأمريكي آشر أوبلر مصطلح البرامج الثابتة في إحدى إصدارات مجلة Datamation الصادرة عام 1967. لقد استخدم المصطلح لوصف نوع من البرامج الدقيقة التي تقع بين الأجهزة والبرامج.

اليوم، توجد البرامج الثابتة المضمنة في كل شيء بدءًا من الهواتف الذكية وحتى أجهزة إنترنت الأشياء (IoT) . غالبًا ما يتم تضمينه في الأجهزة التي لا يُعتقد تقليديًا أنها قادرة على التحكم بها بواسطة الكمبيوتر.

• 5 نصائح BIOS لمساعدتك على إتقان استخدام جهاز الكمبيوتر الخاص بك
• تعرف على أدوار الخادم وخدمات الأدوار والميزات على Windows Server
• ما هو البلوكشين؟ فقاعة أم ثورة حقيقية بعد الإنترنت؟

لماذا تعد تحديثات البرامج الثابتة مهمة وكيف تعمل؟

غالبًا ما يتم إصدار تحديثات البرامج الثابتة لإصلاح الأخطاء، أو منع اختراق البرامج الثابتة، أو تنفيذ ميزات جديدة، أو تحسين الأمان، أو التفاعل مع الوسائط الجديدة. تتضمن تحديثات البرامج الثابتة كودًا يخبر الأجهزة بكيفية العمل بطريقة جديدة أو معدلة.

تتضمن بعض أمثلة تحديثات البرامج الثابتة ما يلي:

• تتمتع أجهزة حرق الأقراص المضغوطة بالقدرة على حرق نوع جديد من الأقراص.
• يتلقى جهاز التوجيه تحديثًا يحسن أدائه واستقراره.
• يقوم مصنع اللوحة الأم بإصدار تحديث BIOS يمكّن اللوحة الأم من دعم المعالج الجديد. BIOS هو برنامج اللوحة الأم.

تتحقق بعض الأجهزة المتصلة بالإنترنت بشكل منتظم من وجود برامج ثابتة جديدة، وتقوم بتنزيلها وتثبيتها تلقائيًا. تتطلب الشركات المصنعة للأجهزة الأخرى من المستخدمين زيارة موقع الشركة المصنعة على الويب لتنزيل تحديثات البرامج الثابتة وتثبيتها يدويًا. يصدر المصنعون تحديثات بشكل منتظم.

قد يختلف تردد تحديث البرامج الثابتة حسب الجهاز. قد لا تحتاج البرامج الثابتة الموجودة في المصابيح الذكية إلى التحديث بانتظام. ومع ذلك، قد يلزم تحديث البرامج الثابتة الموجودة على منظم الحرارة الذكي الخاص بك بشكل دوري للحفاظ على التوافق مع تحديثات نظام تشغيل الهاتف الذكي. غالبًا ما تقوم الهواتف الذكية بتحديث البرامج الثابتة الخاصة بها تلقائيًا مع تحديثات البرامج حتى يظل الهاتف يعمل ولا يضطر المستخدمون إلى تحديث إصدارات البرامج الثابتة يدويًا والتي تتزامن مع تحديثات البرامج. يشار أحيانًا إلى عملية تحديث البرامج الثابتة عن بُعد عن طريق تنزيل الترقيات من مزود الخدمة باسم البرامج الثابتة عبر الهواء.

تتطلب العديد من الأجهزة الإلكترونية أيضًا إبقاء الجهاز قيد التشغيل أثناء تحديث البرامج الثابتة حتى لا ينكسر التحديث. قد يؤدي إتلاف البرامج الثابتة للجهاز إلى التأثير على بعض الأجهزة أو التسبب في حدوث خلل فيها.

أنواع البرامج الثابتة

هناك العديد من أنواع البرامج الثابتة الخاصة بالتكنولوجيا، ولكن بشكل عام يمكن تصنيف جميع البرامج الثابتة إلى ثلاثة أنواع استنادًا إلى مستوى تكامل الأجهزة.

• البرامج الثابتة ذات المستوى المنخفض . تعتبر البرامج الثابتة منخفضة المستوى جزءًا لا يتجزأ من مكونات الجهاز. يتم تخزينها عادة على شرائح متقلبة للقراءة فقط مثل ROM وبالتالي لا يمكن إعادة كتابتها أو تحديثها. تحتوي الأجهزة التي تحتوي على برامج ثابتة منخفضة المستوى على ذاكرة قابلة للبرمجة لمرة واحدة.
• البرامج الثابتة المتقدمة . تسمح البرامج الثابتة عالية المستوى بالتحديثات وغالبًا ما تكون أكثر تعقيدًا من البرامج الثابتة منخفضة المستوى. في أجهزة الكمبيوتر، توجد البرامج الثابتة عالية المستوى على شرائح ذاكرة الفلاش.
• البرامج الثابتة للنظام الفرعي . غالبًا ما يكون البرنامج الثابت للنظام الفرعي جزءًا من نظام مضمن. إنه مشابه للبرامج الثابتة عالية المستوى من حيث أنه يمكن تحديثه وهو أكثر تعقيدًا من البرامج الثابتة منخفضة المستوى. ومن الأمثلة على ذلك نظام فرعي طاقة الخادم، وهو عبارة عن جزء من أجهزة الخادم يعمل بشكل شبه مستقل عن الخادم.

تطبيقات البرامج الثابتة

تتواجد البرامج الثابتة في العديد من أنواع أجهزة الحوسبة، بما في ذلك الأجهزة المعقدة وتلك التي لا تعتبر عادةً أجهزة حوسبة. تتضمن بعض تطبيقات البرامج الثابتة في العالم الحقيقي ما يلي:

• حاسوب شخصي . يتم تضمين البرامج الثابتة للكمبيوتر الشخصي - BIOS أو واجهة البرامج الثابتة القابلة للتوسعة الموحدة (UEFI) - على شريحة ذاكرة صغيرة على اللوحة الأم للكمبيوتر. تحتوي الأجهزة الطرفية للكمبيوتر، مثل بطاقات الرسومات والفيديو، أيضًا على البرامج الثابتة.
• جهاز تخزين . تحتوي أجهزة USB ومحركات الأقراص الثابتة وأجهزة التخزين المحمولة الأخرى على برامج ثابتة أساسية تسمح لها بالعمل مع أجهزة الكمبيوتر.
• جهاز محمول . تحتوي الهواتف المحمولة والأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وغيرها من الأجهزة المحمولة على برامج ثابتة تسمح للأجهزة بالعمل مع برامج مختلفة.
• سيارة . تحتوي السيارات على العديد من الأنظمة المضمنة وأجهزة الاستشعار وأجهزة الكمبيوتر الصغيرة التي تحتوي على برامج ثابتة تمكنها من أداء مهام محددة.
• الأجهزة المنزلية . تعتبر غسالات الأطباق والغسالات من بين الأجهزة التي تحتوي على برامج ثابتة. تساعد البرامج الثابتة الجهاز على التواصل مع الكمبيوتر، وتستخدم لتكوين إعدادات الجهاز والتحكم في عملياته.
• البطاقة الذكية . تحتوي البطاقات الذكية على تعليمات مدمجة في شريحة توفر الوظائف الأساسية للبطاقة بالإضافة إلى المصادقة والتشفير.

الفرق بين البرامج الثابتة والبرمجيات

على الرغم من أن بعض الأشخاص يعتبرون البرامج الثابتة نوعًا من البرامج، إلا أن هناك فرقًا بين المفهومين.

البرامج الثابتة

البرامج الثابتة هي برامج توفر تعليمات أساسية للجهاز مما يسمح للأجهزة بالعمل والتواصل مع البرامج الأخرى التي تعمل على الجهاز. يوفر البرنامج الثابت التحكم على مستوى منخفض في أجهزة الجهاز. ولهذا السبب، يشار إليه أحيانًا باسم "البرمجيات للأجهزة". الميزة المميزة الأخرى هي أن البرامج الثابتة لا يتم تصميمها في كثير من الأحيان لتكون سهلة الاستخدام.

برمجة

تم تصميم البرنامج ليتفاعل معه المستخدمون لإكمال مهام محددة. إنه يقع أعلى البرامج الثابتة، ويتم تجريده من الأجهزة، ويستخدم البرامج الثابتة للتواصل مع الأجهزة الأساسية. البرمجيات أكثر تعقيدًا ولا ترتبط بالأجهزة الأساسية.

تتضمن أمثلة البرامج برامج الكمبيوتر مثل أنظمة التشغيل. وتعد تطبيقات معالجة النصوص والاجتماعات عبر الإنترنت والاستماع إلى الموسيقى أيضًا أمثلة على البرامج. من الممكن عادةً تغيير برنامج برمجي دون استبدال مكونات الأجهزة، بينما لا يمكن عادةً القيام بذلك مع البرامج الثابتة.

يمكن تحديث البرامج الثابتة المضمنة في شريحة ذاكرة الفلاش بسهولة أكبر من البرامج الثابتة المكتوبة على ROM أو EPROM. وبما أن ذاكرة الفلاش تلعب دورًا أكبر في المؤسسة، فيجب على المسؤولين التعرف على أنواع ذاكرة الفلاش وحالات استخدامها.

شاهد المزيد من المقالات:

• ما هو VSync؟ هل يجب على اللاعبين تمكين أو تعطيل VSync في إعدادات اللعبة؟
• ما هو npm shrinkwrap ومتى يتم استخدامه؟