ما هي البرامج الثابتة Firmware ؟ وكيف تختلف عن البرامج الأخرى ؟

هل سبق لك أن تساءلت عن كيفية اتصال  محرك الأقراص أو أي جهاز خارجي بجهاز الكمبيوتر الخاص بك؟ نعم ، فأنت على حق من خلال Firmware أي يمكنك القول أن " هو برنامج من الأجهزة" التي يتم  نقشها بشكل دائم في جهاز مثل لوحة المفاتيح أو محرك الأقراص الثابتة أو محركات أقراص فلاش أو BIOS أو بطاقات الفيديو. تمت برمجة هذا البرنامج لإعطاء تعليمات دائمة للتواصل مع الأجهزة الأخرى وتنفيذ وظائف مثل مهام الإدخال والإخراج الأساسية(input and output) .

في هذه المقالة ، سأقوم بإلقاء الضوء على ما هي Firmware بالفعل وكيف تختلف عن البرامج؟

ما هي Firmware؟

أساسا ، هو برنامج يوفر التعليمات اللازمة لكيفية اتصال الجهاز مع أجهزة الكمبيوتر الأخرى. في الأساس ، تم تصميمه للبرامج عالية المستوى ويمكن استبداله دون الحاجة إلى تبادل الأجهزة لأي جهاز آخر. كما تحتفظ Firmware بالتعليمات الأساسية للأجهزة التي تجعلها عاملة وعملية. بدون Firmware ، سيكون أي جهاز غير فعال.

يتم تخزين Firmware عادةً في ذاكرة فلاش  لجهازك. في حين أن ذاكرة القراءة فقط ROM هي ذاكرة للقراءة فقط ، يمكن مسح ROM flash وإعادة كتابته لأنه في الواقع نوع من ذاكرة flash.

غالباً ما يتم إصدار تحديثات Firmware لإصلاح الأخطاء وتكوين ميزات جديدة وتحسين الأمان. تقوم بعض الأجهزة التي تعمل بإنترنت بالتحقق بانتظام من وجود برامج ثابتة جديدة وتنزيلها وتثبيتها تلقائيًا ، بينما تطلب الشركات المصنعة للأجهزة الأخرى من المستخدم زيارة موقع الشركة المصنعة على ويب لتنزيل تحديثات Firmware وتثبيتها يدويًا. على الرغم من أن Firmware الموجودة في " لمبة إضاءة ذكية قد لا تحتاج إلى تحديثات متكررة" ، وفي المقابل فقد تحتاج Firmware الموجودة في ترموستات ذكي إلى التحديث دوريًا لتبقى متوافقة مع تحديثات نظام التشغيل الذكي.

يمكنك عادةً العثور على تحديثات Firmware عن طريق الانتقال إلى منطقة "الدعم" أو "التنزيلات" في موقع الشركة المصنعة. عادةً ما يكون الحفاظ على تحديث Firmware غير ضروري ، ولكن يُقترح تحديثها لتحسين مشكلات التوافق. فقط تأكد من أنه بمجرد بدء أداة تحديث Firmware ، ألا تقوم بقطع الكهرباء عن الجهاز او اغلاقه قبل اتمام عملية التحديث ، وأي مشكلة تحدث في اثناء هذه العملية قد تكلف غاليا ، لأن معظم الأجهزة لن تعمل إذا لم يتم التعرف على Firmware الخاصة بها.

لأول مرة ، استخدم Ascher Opler مصطلح "Firmware" في عام 1967. في الأصل ، أحالت محتويات مخزن تحكم قابل للكتابة (ذاكرة صغيرة متخصصة عالية السرعة) ، تحتوي على رمز صغير يحدد وتنفذ مجموعة تعليمات الكمبيوتر ، يمكن إعادة تحميلها لتخصص أو تعديل الإرشادات التي يمكن أن تقوم بها وحدة المعالجة المركزية (CPU).

لم يكن يتألف من تعليمات الجهاز CPU ولكن من microcode ذات المستوى الأدنى تشارك في تنفيذ تعليمات الجهاز. كان موجودًا على الحدود بين الأجهزة والبرامج ؛ وبالتالي اسم "Firmware". وبمرور الوقت ، وسع الاستخدام الشائع من استخدام كلمة "firmware" للدلالة على أي برنامج كمبيوتر مرتبط بإحكام بالأجهزة ، بما في ذلك تعليمات آلة المعالج لنظام الإدخال والإخراج الأساسي (BIOS) ، أو لوادر التحميل ، أو أنظمة التحكم للأجهزة الإلكترونية البسيطة مثل فرن الميكروويف ، جهاز التحكم عن بعد .

Firmware هي في الأساس نوع من البرمجيات ، وبالتالي إجراء المقارنات كما لو كانت مختلفة بشكل واضح سيكون خطأ. بدلاً من القيام بذلك ، دعنا نلقي نظرة على كيفية اختلاف Firmware عن البرامج الأخرى.

وكما هو شائع ، تميل البرامج إلى أن تكون تطبيقات كبيرة مفيدة للغاية ، تتراوح من بضع مئات من الكيلوبترات إلى بضعة غيغابايت في الحجم. ولكن من ناحية أخرى ، تكون Firmware صغيرة جدًا وعادةً ما يكون حجمها بضعة كيلوبايت فقط. على الرغم من صغر حجمها ، يمكن أن يكون استبدال Firmware الخاصة بأجهزة معينة أمرًا صعبًا للغاية . تحتوي بعض الأجهزة على برنامج ثابت يمكن للمستخدم استبداله بينما لا يقوم الآخرون بذلك. يعد تثبيت البرنامج أو إزالته أو تغييره مهمة مباشرة جدًا وتتشابه العملية تمامًا بغض النظر عن النظام الأساسي الذي تستخدمه.

يتم تخزين البرامج في الذاكرة التي يمكن الوصول إليها بسهولة ويمكن استبدالها من قبل المستخدم. ولكن في حالة Firmware ، فإن الذاكرة التي تخزنها غالباً ما تكون مضمنة في الجهاز نفسه ولا يمكن استبدالها من قبل المستخدم. يتم إجراء هذا عن عمد نظرًا لأن Firmware مهمة لتشغيل الجهاز أو العبث به أو إزالته يمكن أن يؤدي إلى عواقب وخيمة. وكثيراً ما تكون وسائط التخزين المستخدمة للبرامج الثابتة قوية للغاية للتأكد من أنها تفوق الجهاز نفسه. تقليديا ، تحتفظ رقائق EPROM Firmware لجهاز ولكن ذاكرة الفلاش أصبحت بشكل متزايد شعبية في الأجهزة مع Firmware .

وأخيرًا ، تتم ترقية البرنامج وغالبًا ما تتغير المعلومات التي يخزنها مع كل تنفيذ للتطبيق. في المقابل ، لا تتغير Firmware كثيرًا ما لم تعدّل الإعدادات كثيرًا. هناك أيضا حاجة ضئيلة جدا لتغيير Firmware لجهاز وينصح عادة المستخدمين العاديين بعدم القيام بذلك إلا إذا واجهوا مشاكل.