Каждый день мы пользуемся различными электронными устройствами - смартфонами, планшетами, ноутбуками и т.д. Но мало кто задумывается, что заставляет всю эту технику работать. Ответ прост - специальное программное обеспечение, именуемое "прошивкой". Давайте разберемся, что же это такое и зачем оно нужно.
История термина "прошивка"
Термин "прошивка" появился в 1960-х годах, когда в вычислительных машинах для хранения данных использовались магнитные сердечники . Это были кольцевые ферромагнитные элементы, через которые вручную или на специальных станках протягивались медные провода в зависимости от записываемых нулей и единиц. Инженеры буквально "прошивали" сердечники этими проводами для формирования данных в памяти. Отсюда и появилось само слово "прошивка".
В дальнейшем, с появлением интегральных микросхем, технологии хранения данных сильно изменились. Однако термин "прошивка" закрепился и стал обозначать специальное программное обеспечение, управляющее работой аппаратной части электронных устройств.
Что представляет собой прошивка
Итак, прошивка - это программа, которая заставляет работать железную начинку любого гаджета или устройства. По сути, прошивка выступает связующим звеном между физическими компонентами устройства и программным обеспечением более высокого уровня.
Прошивка может представлять собой:
- Простую микропрограмму с ограниченным набором функций
- Полноценную операционную систему, как, например, в смартфонах или планшетах
Обычно прошивка хранится в энергонезависимой флеш-памяти чипа и записывается туда производителем. Пользователь не имеет к ней прямого доступа, может лишь обновлять версию прошивки.
Где используется прошивка
Прошивки есть практически во всех современных электронных устройствах - от самых простых бытовых приборов до высокотехнологичных гаджетов и промышленных систем.
Вот лишь некоторые примеры, где задействована прошивка:
- Материнские платы компьютеров - BIOS, UEFI
- Жесткие диски, твердотельные накопители
- Сетевые карты, маршрутизаторы, модемы
- Периферийные устройства - принтеры, сканеры и т.д.
- Смартфоны, планшеты, электронные книги
- Бытовая техника - телевизоры, холодильники, стиральные машины
- Автомобили, в т.ч. бортовые компьютеры
- Медицинское оборудование - аппараты УЗИ, МРТ и др.
- Имплантируемые медицинские устройства - кардиостимуляторы, инсулиновые помпы
Можно сказать, что прошивка присутствует повсеместно в нашей повседневной жизни. Зачастую мы даже не подозреваем о ее существовании, пока все работает как надо. Но стоит чему-то дать сбой - и мы сразу вспоминаем о необходимости "перепрошить" устройство.
Зачем нужна прошивка
Итак, мы выяснили, что такое прошивка - это специальное программное обеспечение, управляющее работой аппаратной части устройства. Но зачем она нужна и какие задачи выполняет?
Основные функции прошивки:
- Инициализация аппаратной части при включении устройства
- Запуск основных процессов и программного обеспечения более высокого уровня (например, операционной системы в смартфонах)
- Управление различными электронными компонентами устройства
- Обеспечение взаимодействия между этими компонентами
- Реализация базового функционала устройства
Попросту говоря, прошивка задает "правила игры" для всех частей устройства, обеспечивая их согласованную работу. Без прошивки аппаратная начинка просто "не знает", что ей делать, и устройство не сможет функционировать должным образом или вообще не включится.
Прошивка определяет возможности устройства
Очень часто производители электроники сознательно ограничивают функционал своих устройств на уровне прошивки. Это может быть сделано, например, чтобы:
- Упростить использование устройства для неопытных пользователей
- Создать различия между бюджетными и флагманскими моделями
- Заставить пользователя платить за дополнительные функции
Яркий пример - матрицы в камерах смартфонов. В бюджетных и флагманских моделях часто стоит одна и та же матрица. Но в дешевых смартфонах на уровне прошивки отключаются режимы 4K видео, ночная съемка и прочие "фишки". Фактически матрица позволяет снимать не хуже, чем в топовом смартфоне, но прошивка не дает это сделать.
Обновление прошивки
Производители регулярно выпускают обновления прошивок для своих устройств. Это может быть сделано по нескольким причинам:
- Исправление ошибок и уязвимостей в работе устройства
- Добавление новых функций
- Оптимизация работы аппаратной части
- Раскрытие скрытых возможностей устройства
Обновить прошивку можно несколькими способами в зависимости от устройства:
- Из настроек самого устройства, если такой функционал предусмотрен
- С помощью специального ПО от производителя
- Перепрошив чип памяти физически
Однако стоит помнить, что обновление прошивки не всегда может что-то улучшить, а порой даже наоборот ухудшает работу устройства. Поэтому стоит внимательно изучать информацию об обновлениях перед их установкой.
Неофициальные прошивки
Помимо официальных прошивок от производителя, бывают и неофициальные, иногда называемые "кастомными". Их разрабатывают сторонние программисты и энтузиасты. Такие прошивки могут отключать различные ограничения, наложенные производителем, добавлять полезные функции.
Однако у неофициальных прошивок есть ряд минусов:
- Отсутствие гарантий корректной работы
- Потеря гарантии от производителя на устройство
- Вероятность поломки устройства
Поэтому установку таких прошивок стоит тщательно взвешивать исходя из потенциальных рисков.
Прошивка и безопасность
Так как прошивка управляет всей работой устройства, то ее взлом или модификация злоумышленниками чреваты серьезными последствиями для безопасности.
К примеру, вредоносное ПО может быть внедрено прямо в прошивку смартфона и получить полный контроль над устройством, включая данные пользователя. Или скомпрометированная прошивка маршрутизатора откроет хакерам доступ к домашней сети для дальнейших атак.
Поэтому производители активно защищают свои прошивки от несанкционированного доступа с помощью различных методов. Однако 100% гарантий безопасности здесь быть не может, уязвимости находят регулярно.
