من الناحية الفنية، تعد البرامج الثابتة مجرد مجموعة فرعية من البرامج، نظرًا لأن المصطلح الأخير يتضمن كل جزء مفيد من التعليمات البرمجية. ومع ذلك، من الناحية العملية، يشير مصطلح البرنامج إلى فئة مختلفة تمامًا من البرامج.
بشكل عام، البرامج الثابتة هي اسم التعليمات البرمجية ذات المستوى المنخفض التي تتفاعل مباشرة مع الأجهزة. أي برامج تعمل فوق هذه الطبقة تشكل البرنامج. مشوش؟ إليك نظرة أعمق.
أنواع البرامج المتعددة
تكمن مشكلة مصطلح "البرمجيات" في أنه واسع جدًا. أي مجموعة من التعليمات التي يمكنها التحكم في جهاز كمبيوتر - أو أي جهاز إلكتروني آخر - يمكن اعتبارها برامج.
لم تكن هذه مشكلة في الأيام الأولى للحوسبة عندما كانت جميع البرامج مكتوبة مجمعة ومتصلة مباشرة بالأجهزة للقيام بأي مهمة. ولكن في هذه الأيام، يعمل جهاز الحوسبة على طبقات فوق طبقات من التعليمات البرمجية، مع تعرض المستخدم فقط للبرامج الموجودة في الأعلى.
يُطلق عليها برامج التطبيقات، وتتضمن هذه الفئة من البرامج سهلة الاستخدام جميع التطبيقات والأدوات المساعدة التي تستخدمها على جهاز الكمبيوتر لديك، مثل متصفح الويب أو محرر النصوص. يوجد أدناه نظام التشغيل، الذي يتعامل مع التفاصيل ذات المستوى المنخفض مثل عرض العناصر المرئية على الشاشة والتعامل مع الإدخال.
يعتقد معظم الناس أن الأمر ينتهي هنا، ولكن نادرًا ما يتصل نظام التشغيل مباشرةً بالأجهزة. توجد طبقة أخرى أسفل نظام التشغيل توفر لبرامج النظام طريقة سهلة للوصول إلى وظائف الأجهزة. وهذه هي البرامج الثابتة.
البرامج الثابتة: الطبقة الأساسية للبرامج
في معظم لغات البرمجة عالية المستوى، يعد القيام بأشياء مثل عرض صورة على الشاشة أمرًا بسيطًا. ومع ذلك، يوجد في مكان ما في الكمبيوتر جزء من التعليمات البرمجية المسؤولة عن ترجمة هذا الأمر إلى تعليمات فعلية للمعالج.
البرامج الثابتةهي حلقة الوصل بين الأجهزة والبرامج، مما يسمح للمطورين باستخدام إمكانيات الجهاز من خلال واجهة برمجة مبسطة بدلاً من التعليمات الخاصة بوحدة المعالجة المركزية. بالنسبة للكمبيوتر، هذه البرامج الثابتة هي نظام الإدخال والإخراج الأساسي (BIOS) المعروفة، ويمكن الوصول إليها حتى بدون وجود نظام تشغيل.
في الأجهزة الإلكترونية الأبسط مثل جهاز التحكم عن بعد الخاص بالتلفزيون أو جهاز التوجيه، تعمل البرامج الثابتة كنظام تشغيل أيضًا. هذه الأجهزة غير مخصصة لتثبيت برامج تطبيقات الطرف الثالث مثل الكمبيوتر الشخصي، بل تعتمد على البرامج الثابتة لأداء جميع المهام الضرورية..
كيف يتم تثبيت البرامج الثابتة على الجهاز؟
لا يمكن استخدام أي جهاز إلكتروني بدون برامج ثابتة. ولهذا السبب تأتي جميع المكونات الإلكترونية مع برامج ثابتة مثبتة مسبقًا من قبل الشركة المصنعة.
حتى على أجهزة الكمبيوتر، يتم تخزين هذا البرنامج على شريحة فلاش متخصصة على اللوحة الأم، وليس على القرص الصلب. وهذا يجعل من الممكن تشغيل جهاز الكمبيوتر وتهيئة إعدادات الأجهزة دون تثبيت نظام التشغيل.
إن تحديث البرامج الثابتة ليس بالأمر السهل ولا الضروري على معظم الأجهزة. باعتباره رمز التحكم الأساسي في الجهاز، فإن العبث به يمكن أن يجعل الجهاز غير قابل للاستخدام. تعتبر أجهزة الكمبيوتر استثناءً، حيث تسمح للمستخدم بـ سيتم تثبيت ترقيات BIOS عن طريق وميض الشريحة.
البرامج الثابتة مقابل البرامج: لمحة سريعة
| البرامج الثابتة | البرامج |
| الكود الأساسي الذي يتحكم مباشرة في مكونات الأجهزة. | البرامج الاختيارية التي تستخدم البرامج الثابتة لأداء المهام المعقدة . |
| مخزنة على شريحة مخصصة بالجهاز. | مثبتة على ذاكرة القرص الصلب. |
| يتم تثبيته مسبقًا من قبل الشركة المصنعة. | يمكن للمستخدم تثبيته وتهيئته. |
| أدنى طبقة من التعليمات البرمجية التي تدعم أنظمة التشغيل و برامج أخرى. | رمز عالي المستوى يعتمد على البرنامج الثابت الموجود أسفله لتجريد الأجهزة. |
| غالبًا ما يكون برنامج التحكم الوحيد في الأجهزة الإلكترونية البسيطة. | لا يمكن العمل بدون البرامج الثابتة. |
| أجهزة محددة. تختلف البرامج الثابتة باختلاف بنيات المعالج ولا يمكن تبادلها. | الأجهزة مستقلة. يعمل نظام التشغيل بنفس الطريقة في عائلات المعالجات المختلفة، على الرغم من أن البرامج التطبيقية عادةً ما تكون خاصة بنظام التشغيل. |
| نادرًا ما يتم تحديثها، هذا إن تم تحديثها على الإطلاق. لا يمكن إلغاء تثبيته. | سهل الترقية والإزالة. |
كيف تختلف البرامج الثابتة عن البرامج؟
عادةً ما يُطلق على الأجهزة والبرامج اسم مكوني الجهاز الإلكتروني، ولكن هذه ليست الصورة الكاملة. لا تستطيع أنظمة التشغيل والتطبيقات الاتصال بالأجهزة بشكل مباشر، مما يتطلب طبقة من التعليمات البرمجية المتخصصة لسد الفجوة..
وعنصر الربط هذا هو البرامج الثابتة. وهو يتألف من تعليمات خاصة بالهندسة المعمارية تتحكم بشكل مباشر في الأجهزة، وفي الإلكترونيات البسيطة، تعمل كنظام تشغيل أساسي أيضًا. وفي الأجهزة الأخرى، توفر البرامج الثابتة واجهة مجردة للبرنامج بدلاً من ذلك، مما يسمح لنظام التشغيل باستخدام الأجهزة دون الاهتمام بالبنية الأساسية.
نظرًا لطبيعتها الأساسية، تأتي البرامج الثابتة محملة مسبقًا على شريحة فلاش على اللوحة الأم نفسها، بشكل مستقل عن أي برنامج مكتوب على القرص. يمكن أن يكون محدثة (أي "تومض") بعمليات متخصصة فقط، على عكس التثبيت البسيط لحزم البرامج.
تأتي جميع الأجهزة الإلكترونية والمكونات الطرفية مزودة بالبرامج الثابتة الخاصة بها. الكاميرات الرقمية، والهواتف الذكية، ومحركات أقراص SSD، وحتى محركات أقراص USB - إذا كانت تحتوي على أجهزة تحتاج إلى التحكم فيها، فهناك برامج ثابتة مدمجة لإدارتها.
.