Что такое встраиваемая ОС (операционная система)?
Технологии с объяснениями

Что такое встраиваемая ОС (операционная система)?

Встраиваемая ОС не похожа на стандартную настольную или мобильную операционную систему. Так что же это такое?

Операционные системы управляют аппаратным обеспечением компьютера. Они управляют ресурсами, предоставляют аппаратное обеспечение пользователям для разработки приложений и выполняют код

Но не все операционные системы одинаковы

Если настольные ОС, такие как Windows, распространены повсеместно, то другие ОС скрыты от нашего взора. Большинство людей даже не знают об их существовании

Мы говорим о встроенных операционных системах

Давайте посмотрим, что такое встраиваемая ОС и чем она отличается от невстраиваемой?

Что такое встроенная ОС?

Встраиваемая операционная система – это часть программного обеспечения, предназначенная для управления встраиваемой системой

Встраиваемая система – это комбинация аппаратного и программного обеспечения, используемая для выполнения узкоспециализированной задачи. Например, рассмотрим пример современного интеллектуального телевизора. Микропроцессор и соответствующее оборудование внутри телевизора управляются встроенной ОС

Итак, встроенная ОС управляет аппаратными ресурсами встроенной системы и позволяет коду работать на этом оборудовании. Код, который выполняет встроенная ОС, выполняет фиксированные задачи, например, управление устройствами Интернета вещей (IoT)

Как работает встраиваемая ОС?

Встроенная ОС работает как обычная ОС с некоторыми ключевыми отличиями. Поскольку встроенная ОС используется для управления системой с гораздо меньшим количеством ресурсов, чем полноценная настольная ОС, она очень эффективна и выполняет только фиксированный набор функций

Рассмотрим пример встроенной ОС, работающей внутри камеры дверного звонка, например, Ring. Встроенная ОС, управляющая аппаратным обеспечением камеры, выполняет код, который позволяет камере выполнять свою работу

От подключения к сети Wi-Fi до обнаружения движения и записи видео, встроенная ОС отвечает за управление аппаратными ресурсами, чтобы сделать все это возможным

На самом высоком уровне при каждом включении устройства со встроенной системой происходит загрузка встроенной ОС, питающей устройство. Во время этой фазы загрузки весь код, необходимый для работы встроенной системы, включая ОС, также загружается и становится готовым к выполнению

Поэтому, в отличие от настольной ОС, встроенной ОС не нужно загружать код из памяти каждый раз, когда ей необходимо выполнить какую-либо функцию

Типы встраиваемых ОС

Встраиваемые ОС разрабатываются с учетом потребностей систем, в которых они будут использоваться. Если одни встраиваемые ОС управляют системами, выполняющими только одну задачу на повторе, то другие встраиваемые ОС управляют системами, выполняющими несколько задач одновременно

В целом, встраиваемые операционные системы делятся на многозадачные , реального времени и одноцикличные

Многозадачность

Многозадачная встраиваемая ОС – это ОС, управляющая встраиваемой системой, которой необходимо выполнять несколько задач. Задачи могут выполняться одновременно, если на это способен микропроцессор, используемый во встраиваемой системе, или они могут быть запланированы для выполнения в соответствии с алгоритмом планирования

Примером многозадачной встраиваемой ОС является операционная система, используемая в устройствах Интернета вещей, таких как умные колонки. Умные колонки должны не только воспроизводить музыку, но и подключаться к Интернету и искать музыку

В режиме реального времени

Встраиваемая ОС реального времени – это ОС, работающая в условиях жестких временных ограничений. Такая встраиваемая ОС должна получать и обрабатывать входные данные в отведенное время, иначе система выйдет из строя

Рассмотрим пример системы экстренного торможения в автомобилях. Как только система обнаруживает, что столкновение неизбежно, встроенная ОС активирует тормозную систему. Если ОС не успеет вовремя активировать тормоза, может произойти столкновение с серьезными последствиями

Одиночная петля

Встраиваемая ОС с одним циклом – это тип ОС, которая выполняет одну функцию многократно. Единственная задача такой встроенной ОС – принимать входные данные и производить выходные, по циклу

Распространенным примером встраиваемой ОС с одним циклом является ОС, используемая в светильниках с датчиком движения. Светильники с датчиком движения чувствуют движение, и встроенная система включает свет, если обнаружено движение

Встраиваемые и не встраиваемые ОС. Невстраиваемая ОС: В чем разница?

Самое большое различие между встроенной и не встроенной ОС заключается в наборе приложений, которые запускает операционная система. В случае встроенной ОС набор приложений фиксирован. Аппаратное обеспечение встроенной системы предназначено для работы с этим конкретным набором приложений

С другой стороны, невстраиваемые ОС, такие как Windows и macOS, предназначены для предоставления аппаратного доступа к пользовательским приложениям. Пользователи могут установить любое приложение, которое они хотят, если оно предназначено для работы в этой ОС. Аппаратное обеспечение, на котором работает не встраиваемая ОС, также в некоторой степени настраивается

Более того, встроенная ОС является специализированной. Другими словами, разные встроенные системы имеют разные встроенные ОС. Невстраиваемые ОС, с другой стороны, являются универсальными и поддерживают различные аппаратные конфигурации

Как правило, система, которой управляет встроенная ОС, часто является частью более крупной системы. Например, встроенная система, используемая для измерения температуры в помещении, работает как часть более крупной системы климат-контроля или конечного продукта

Невстраиваемые операционные системы управляют самим конечным продуктом

Общие области применения встраиваемой ОС

Встраиваемые операционные системы окружают нас повсюду. Некоторые распространенные примеры встраиваемых ОС – это те, которые используются в:

  • Устройства Интернета вещей, такие как умные лампочки, умные датчики температуры и т.д.
  • Автомобили для контроля и обслуживания климата.
  • Системы навигации самолетов.
  • GPS-трекеры и фитнес-трекеры.

Это лишь несколько примеров встроенных ОС. В целом, каждый микроконтроллер имеет встроенную ОС, работающую за кулисами

Встраиваемые ОС необходимы для работы технологий вокруг нас

Большинство из нас не осознает, какое влияние оказывают встроенные ОС на нашу жизнь. От встроенных датчиков дыма и температуры в наших домах до работы медицинского оборудования – встраиваемые операционные системы имеют решающее значение для работы технологий вокруг нас

Итак, если вы хотите глубже понять, что такое встроенные ОС, инвестируйте в гаджет для умного дома. Например, умный замок – это отличный и простой способ начать внедрять в свою жизнь умные, повседневные технологии

Об авторе

Алексей Белоусов

Привет, меня зовут Филипп. Я фрилансер энтузиаст . В свободное время занимаюсь переводом статей и пишу о потребительских технологиях для широкого круга изданий , не переставая питать большую страсть ко всему мобильному =)

Комментировать

Оставить комментарий

ВАМ БУДЕТ ИНТЕРЕСНО