Technisch gesehen ist Firmware nur eine Teilmenge der Software, da letzterer Begriff jeden einzelnen nützlichen Code umfasst. In der Praxis bezieht sich der Begriff Software jedoch auf eine ganz andere Klasse von Programmen.
Im Allgemeinen ist Firmware die Bezeichnung für Low-Level-Code, der direkt mit der Hardware interagiert. Alle Programme, die auf dieser Ebene arbeiten, bilden die Software. Verwirrt? Hier ist ein tieferer Einblick.
Die vielen Arten von Software
Das Problem mit dem Begriff Software ist, dass er zu weit gefasst ist. Jeder Befehlssatz, der einen Computer – oder auch jedes andere elektronische Gerät – steuern kann, kann als Software betrachtet werden.
In den Anfängen der Informatik war dies kein Problem, als alle Programme in Assembler geschrieben waren und direkt mit der Hardware verbunden waren, um beliebige Aufgaben zu erledigen. Aber heutzutage läuft ein Computergerät auf Schichten von Code, wobei der Benutzer nur den Programmen auf der obersten Ebene ausgesetzt ist.
Diese Kategorie benutzerfreundlicher Programme wird als Anwendungssoftwarebezeichnet und umfasst alle Apps und Dienstprogramme, die Sie auf Ihrem PC verwenden, z. B. den Webbrowser oder den Texteditor. Darunter liegt das Betriebssystem, das sich um untergeordnete Details wie die Darstellung von Bildern auf dem Bildschirm und die Verarbeitung von Eingaben kümmert.
Die meisten Leute denken, dass es hier vorbei ist, aber das Betriebssystem kommuniziert selten direkt mit der Hardware. Unterhalb des Betriebssystems gibt es eine weitere Schicht, die der Systemsoftware einen einfachen Zugriff auf Hardwarefunktionen ermöglicht. Und das ist die Firmware.
Firmware: Die Grundschicht der Software
In den meisten höheren Programmiersprachen ist das Anzeigen eines Bildes auf dem Bildschirm ein einfacher Befehl. Doch irgendwo im Computer gibt es einen Code, der für die Übersetzung dieses Befehls in tatsächliche Prozessoranweisungen verantwortlich ist.
Firmwareist die Verbindung zwischen Hardware und Software und ermöglicht es Entwicklern, die Funktionen des Geräts über eine vereinfachte Programmierschnittstelle anstelle von CPU-spezifischen Anweisungen zu nutzen. Für einen Computer ist diese Firmware die bekannte Grundlegendes Eingabe-Ausgabe-System (BIOS), auf die auch ohne Betriebssystem zugegriffen werden kann.
Bei einfacheren elektronischen Geräten wie einer TV-Fernbedienung oder einem Router fungiert die Firmware auch als Betriebssystem. Solche Maschinen sind nicht für die Installation von Anwendungssoftware von Drittanbietern wie ein PC gedacht und verlassen sich auf die Firmware, um alle erforderlichen Aufgaben auszuführen..
Wie wird die Firmware auf einem Gerät installiert?
Kein elektronisches Gerät ist ohne Firmware nutzbar. Aus diesem Grund werden alle elektronischen Komponenten mit einer vom Hersteller vorinstallierten Firmware ausgeliefert.
Selbst auf Computern wird dieses Programm auf einem speziellen Flash-Chip auf der Hauptplatine und nicht auf der Festplatte gespeichert. Dadurch ist es möglich, einen Computer zu starten und Hardwareeinstellungen zu konfigurieren, ohne dass ein Betriebssystem installiert ist.
Das Aktualisieren der Firmware ist bei den meisten Geräten weder einfach noch notwendig. Da es sich um den grundlegenden Steuercode für die Maschine handelt, kann eine Störung die Hardware unbrauchbar machen. Eine Ausnahme bilden Computer, die Zu installierende BIOS-Upgrades durch den Benutzer durch Flashen des Chips zulassen.
Firmware vs. Software: Auf einen Blick
| Firmware | Software |
| Unverzichtbarer Code, der die Hardwarekomponenten direkt steuert. | Optionale Programme, die Firmware nutzen, um komplexe Aufgaben auszuführen . |
| Gespeichert auf einem dedizierten Chip auf dem Gerät. | Installiert auf dem Festplattenspeicher. |
| Wird vom Hersteller vorinstalliert geliefert. | Kann vom Benutzer installiert und konfiguriert werden. |
| Die unterste Codeebene, die Betriebssysteme unterstützt und andere Software. | Höherer Code, der zur Hardware-Abstraktion auf die Firmware darunter angewiesen ist. |
| Oft das einzige Steuerungsprogramm in einfachen elektronischen Geräten. | Kann ohne Firmware nicht funktionieren. |
| Hardwarespezifisch. Die Firmware unterscheidet sich je nach Prozessorarchitektur und kann nicht ausgetauscht werden. | Hardwareunabhängig. Das Betriebssystem funktioniert auf verschiedenen Prozessorfamilien gleich, die Anwendungssoftware ist jedoch normalerweise betriebssystemspezifisch. |
| Wird nur sehr selten oder gar nicht aktualisiert. Kann nicht deinstalliert werden. | Einfach zu aktualisieren und zu entfernen. |
Wie unterscheidet sich Firmware von Software?
Hardware und Software werden im Allgemeinen als die beiden Komponenten eines elektronischen Geräts bezeichnet, aber das ist nicht das vollständige Bild. Betriebssysteme und Anwendungen können nicht direkt mit der Hardware kommunizieren, sodass eine Schicht spezialisierten Codes erforderlich ist, um diese Lücke zu schließen..
Und dieses verbindende Element ist Firmware. Es besteht aus architekturspezifischen Anweisungen, die die Hardware direkt steuern und in einfacher Elektronik auch als grundlegendes Betriebssystem fungieren. Bei anderen Geräten stellt die Firmware stattdessen eine abstrakte Schnittstelle zur Software bereit, sodass das Betriebssystem die Hardware nutzen kann, ohne sich um die zugrunde liegende Architektur zu kümmern.
Aufgrund ihrer wesentlichen Natur ist die Firmware auf einem Flash-Chip auf dem Motherboard selbst vorinstalliert, unabhängig von der auf die Festplatte geschriebenen Software. Im Gegensatz zur einfachen Installation von Softwarepaketen kann es nur mit speziellen Prozessen aktualisiert (d. h. „geflasht“) sein.
Alle elektronischen Geräte und Peripheriekomponenten verfügen über eine eigene Firmware. Digitalkameras, Smartphones, SSDs und sogar USB-Laufwerke – wenn Hardware vorhanden ist, die gesteuert werden muss, ist Firmware integriert, um sie zu verwalten.
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