سفت‌افزار چیست؟

سفت‌افزار چیست؟ چه نسبتی با سخت‌افزار و نرم‌افزار دارد؟ با نرم‌افزار چه تفاوتی دارد؟ در این مقاله به این موضوع خواهیم پرداخت.

سفت‌افزار یا Firmware به نرم‌افزاری گفته می‌شود که معمولاً توسط سازنده در دستگاه ، یا یک میکروچیپ نصب شده است.

سامانه نهفته یا تعبیه شده (جاسازی شده)

بدون سفت‌افزار ، دستگاه الکترونیکی نمی‌تواند کار کند. بر خلاف نرم‌افزارهای استاندارد ، سفت‌افزار برای کنترل ، کار و یا نگهداری سخت‌افزار در دستگاه‌ها بدون هیچ‌گونه تعامل با کاربران انسانی ساخته و تعبیه شده است.

معمولاً برای قرار دادن این سفت‌افزارها در دستگاه‌ها به تجهیزات خاصی نیاز است و در حالت عادی نمی‌توانید بدون دریافت کمک از سازنده ، آن را تغییر داده یا پاک کنید. از آنجا که این سفت‌افزار در سخت‌افزار تعبیه شده است ، “نرم‌افزار جاسازی شده” یا “سیستم جاسازی شده” ، “تعبیه شده” و “نهفته” نیز نامیده می‌شود.

اگرچه سفت‌افزار دستگاه تقریباً سیر تکاملی پیچیده‌ای نداشته است ، اما دو دلیل مهم برای به روز رسانی سفت‌افزار عبارتند از: رفع باگ‌ها و افزودن قابلیت به دستگاه.

خاستگاه سفت‌افزار

اصطلاح “سفت‌افزار” توسط Ascher Opler در مقاله Datamation 1967 ابداع شد. Datamation یک مجله کامپیوتری است که به صورت چاپی در ایالات متحده بین سالهای 1957 تا 1998 منتشر شده است. در آن زمان ، سفت‌افزار مربوط به محتویات یک حافظه کوچک با سرعت بالا تخصصی بود. که دارای میکروکدی است که مجموعه دستورالعمل قطعه رایانه‌ای را تعریف و اجرا می‌کند.

سفت‌افزار یا فریمور با سخت‌افزار و نرم‌افزار تفاوت داشت. این دستگاه از دستورالعمل‌های واحد پردازش مرکزی (CPU) تشکیل نشده بود بلکه یک میکروکد سطح پایین‌تر بود که دستورالعمل‌های دستگاه را اجرا می‌کرد. بین سخت‌افزار و نرم‌افزار وجود دارد ، از این رو نام “سفت‌افزار” را دارد.

امروزه ، کلمه “سفت‌افزار” به هر برنامه رایانه‌ای مرتبط با سخت‌افزار اشاره دارد ، از جمله دستورالعمل‌های دستگاه پردازنده برای دستگاه‌های الکترونیکی ساده مانند اجاق‌های مایکروویو ، کنترل از راه دور یا لوازم جانبی رایانه.

هم‌چنین سایر دستگاه‌ها و قطعاتی که از فریمور استفاده می‌کنند عبارتند از: ماشین حساب ، انواع قطعات رایانه، ابزارهای دقیق در علم و رباتیک در صنعت ، تلفن‌های همراه، دوربین‌های دیجیتال، سینتی‌سایزر و غیره.

برنامه‌های سطح پایین موجود در حافظه‌های ROM، حافظه‌های فلش، میکروکنترلر، DSP و FPGA یا مدارهای مجتمع با کاربرد خاص اعم دارا بودن قابلیت تغییر یا عدم آن هم سفت‌افزار هستند.

دستگاه‌هایی که از سفت‌افزار استفاده می‌کنند

در ادامه بررسی این بحث که سفت‌افزار چیست ، به بررسی دستگاه‌هایی می‌پردازیم که از سفت‌افزار استفاده می‌کنند.

بسیاری از دستگاه‌هایی که در اکثر خانه‌ها دیده می‌شوند از سفت‌افزار استفاده می‌کنند ، از جمله موارد ذکر شده در زیر.

کامپیوتر شخصی

اجزای سفت‌افزار رایانه شخصی (PC) به اندازه سیستم عامل (OS) آن اهمیت دارند. اما بر خلاف سیستم عامل ، سفت‌افزار نمی‌تواند به طور خودکار به‌روز شود تا مشکلات ایجاد شده پس از انتقال دستگاه حل شود.

تست POST که تشخیص دهنده خودکار سلامت قطعات دستگاه است ، هنگام بوت شدن سیستم ، توسط یک فریمور اجرا می‌شود. هم‌چنین BIOS.

محصولات مصرفی

پخش‌کننده‌های موسیقی قابل حمل امروزی مانند iPod از ارتقاء سیستم عامل سود می‌برند. برخی از سازندگان دستگاه از به‌روزرسانی سفت‌افزار برای افزودن قالب‌های فایل قابل پخش جدید (کدک) استفاده می‌کنند. سایر ویژگی‌هایی که ممکن است این به‌روزرسانی‌ها تغییر دهند شامل رابط کاربری گرافیکی (GUI) یا عمر باتری است. تقریباً همه تلفن‌های همراه این روزها دارای قابلیت آماده ارتقاء سفت‌افزار هستند.

خودروها

از سال 1996 ، اکثر خودروها برای تشخیص مشکلات مکانیکی از رایانه‌های داخلی و حسگرهای گوناگون استفاده کردند. در سال 2010 ، آنها همچنین از سیستمهای ترمز ضد قفل (ABS) و واحد کنترل انتقال (TCU) که به وسیله کامپیوتر کنترل می‌شوند استفاده کردند. همه این کارها به وسیله سفت‌افزار انجام می‌شود.

سفت‌افزار چگونه کار می کند؟

پس از بررسی این مقوله که سفت‌افزار چیست ، به نحوه کار آن می‌پردازیم.

در چراغ راهنمایی ، سفت‌افزار به دستگاه فرمان می‌دهد که چراغ‌ها را در فواصل منظم عوض کند. یک رایانه بدون سفت‌افزار نمی‌تواند هارد دیسک یا کارت گرافیک خود را تشخیص دهد. اگر هارد دیسک سیستم عامل داخلی نداشته باشد ، نخواهد دانست که چگونه سریع بچرخد یا چه زمانی متوقف شود. اگر کارت شبکه بی سیم سفت‌افزار نداشته باشد ، نمی‌تواند از فرکانس رادیویی مشخص برای اتصال به Wi-Fi استفاده کند ، و توانایی این تشخیص را نیز نخواهد داشت.

انواع سفت‌افزار

سه نوع سفت‌افزار وجود دارد:

سفت‌افزار سطح پایین: در تراشه‌های حافظه غیر فرار مانند حافظه فقط خواندنی (ROM) ذخیره می‌شود. به این ترتیب ، نمی‌توان آن را بازنویسی یا به‌روز کرد.

سفت‌افزار سطح بالا: با تراشه‌های حافظه فلش برای فعال کردن به‌روزرسانی استفاده می‌شود. اغلب دستورالعمل‌های پیچیده‌تری نسبت به سفت‌افزار سطح پایین دارد ، که بیشتر شبیه نرم‌افزار است تا سخت‌افزار.

زیرسیستم: دستگاه یا واحدی است که بخشی نیمه مستقل از یک سیستم بزرگتر است. دارای میکروکد داخلی مانند سفت‌افزار سطح بالا است و اغلب به سیستم شبیه است.

هک سفت‌افزار چیست؟

هک سفت‌افزار زمانی اتفاق می‌افتد که اشخاص ثالث نسخه‌های غیر رسمی یا اصلاح شده سفت‌افزار را برای ارائه ویژگی‌های جدید یا بازکردن قفل ویژگی‌های مخفی ایجاد می‌کنند. هک سفت‌افزار برای نصب یا اجرا از ویژگی به‌روزرسانی سفت‌افزار دستگاه استفاده می‌کند. همین برنامه‌های غیر مجاز با پیدا کردن راه نفوذ و ایجاد دسترسی غیر مجاز سبب باز شدن راه‌هایی می‌شوند که سازنده دستگاه سعی کرده است برای جلوگیری از آن‌ها سخت‌افزار را قفل کند تا از اجرای کد غیرمجاز جلوگیری کند. اکثر هک‌های سفت‌افزار به صورت نرم‌افزار رایگان هستند.

سفت‌افزار باعث می‌شوو رایانه‌ها کار کنند. بدون آن سخت‌افزار نمی‌تواند کار خود را انجام دهد.

در این مقاله دانستیم که سفت افزار چیست و چه کاربردهایی دارد. هم‌‌چنین فهمیدیم که چه نسبتی با نرم‌افزار و سخت‌افزار دارد.

منابع مورد استفاده

۱. تعریف سفت‌افزار – ترجمه از انگلیسی