Daxili sistemlər hər gün istifadə etdiyimiz bir çox cihazın içərisində gizlənmiş kiçik kompüterlərdir. Onlar bu cihazların düzgün və təhlükəsiz işləməsinə kömək edir. Siz bu kiçik kompüterləri görə bilməzsiniz, çünki onlar paltaryuyan maşınlar, mikrodalğalı sobalar, oyuncaq maşınlar və hətta avtomobilin hissələri kimi əşyaların içərisindədir. Bu dərsdə biz daxili sistemlərin nə olduğunu, necə işlədiyini və nə üçün vacib olduğunu öyrənəcəyik. Sadə dildən və gündəlik həyatdan nümunələrdən istifadə edəcəyik ki, hər kəs anlaya bilsin.
Bu dərs sizə quraşdırılmış sistemlərin əsaslarını öyrədəcək. Quraşdırılmış sistemi təşkil edən müxtəlif hissələri və onların birlikdə necə işlədiyini görəcəyik. Biz həmçinin daxili sistemlərin bizi əhatə edən texnologiyanın bir hissəsi olduğunu göstərmək üçün real dünya nümunələrini araşdıracağıq. Gəlin quraşdırılmış sistemlər dünyasına səyahətimizə başlayaq!
Quraşdırılmış sistem müəyyən bir işi yerinə yetirmək üçün nəzərdə tutulmuş kiçik bir kompüterdir. Gördüyünüz böyük kompüterlərdən və ya noutbuklardan fərqli olaraq, quraşdırılmış sistem maşına quraşdırılıb və arxa planda səssizcə işləyir. O, məlumatı oxuyur, qərarlar qəbul edir və maşının düzgün işləməsinə kömək etmək üçün əmrlər göndərir.
Məsələn, yeməyinizi qızdırmaq üçün mikrodalğalı sobadan istifadə etdiyiniz zaman içindəki kiçik kompüter vaxt və güc səviyyəsini idarə edir. Paltaryuyan maşın yuma dövrü ərzində nə qədər su və sabundan istifadə edəcəyinə qərar vermək üçün daxili kompüterindən istifadə edir. Bu kiçik kompüterlərə quraşdırılmış sistemlər deyilir, çünki onlar cihazların içərisinə “yerləşmişdir”.
Hətta sevimli oyuncağınızda düyməni basdığınız zaman onu hərəkət etdirən və ya səs çıxaran daxili sistem ola bilər. Bu xüsusi kompüter adi kompüter kimi bir çox tapşırıq yerinə yalnız bir neçə işi görür. Buna görə sadə və effektivdir.
Daxili sistem bir neçə vacib hissədən ibarətdir. Hər bir hissənin xüsusi işi var və onlar birlikdə işləyərkən cihazı ağıllı və faydalı edir. Budur, quraşdırılmış sistemin əsas hissələri:
Bütün bu hissələr cihazın işini yerinə yetirməsinə kömək etmək üçün birlikdə işləyir. Onları görə bilməsəniz belə, onlar həmişə tapşırıqların düzgün yerinə yetirildiyinə əmin olmaqla məşğuldurlar.
Avadanlıq, quraşdırılmış sistemin fiziki hissələrinə aiddir. Mikrokontroller, sensorlar və yaddaş, hətta çox kiçik olsalar da, toxuna biləcəyiniz aparat parçalarıdır. Mikrokontroller kiçik bir beyin kimi fəaliyyət göstərir və digər hissələrə əmrlər göndərir.
Bir çox cihazlarda aparat kompakt olmaq və az enerji sərf etmək üçün nəzərdə tutulub. Buna görə daxili sistemlər çox vaxt rəqəmsal saatlar və ya uzaqdan idarəetmə kimi çox elektrik istifadə etmədən uzun müddət işləməli olan şeylərdə tapılır.
Hətta sadə bir oyuncaqda hərəkətləri və ya səsləri idarə edən kiçik bir çip ola bilər. Bu, quraşdırılmış sistemin səmərəli işləməsi üçün aparatın nə qədər vacib olduğunu göstərir.
Proqram təminatı, aparata nə edəcəyini bildirən təlimatlar toplusudur. Bu, aşpazın yemək hazırlamaq üçün əməl etdiyi reseptə bənzəyir. Mikrokontroller bu təlimatları oxuyur və proqram təminatı tərəfindən verilən tapşırığı yerinə yetirir.
Məsələn, rəqəmsal saatda proqram mikrokontrollerə vaxtı izləməyi və onu düzgün göstərməyi tapşırır. Mikrodalğalı sobada proqram yeməyi nə qədər qızdırmalı olduğuna qərar verir. Proqram təminatını görməsəniz də, bu, cihazın öz işini yerinə yetirməsi üçün çox vacibdir.
Quraşdırılmış sistemdəki proqram təminatı adətən çox sadədir və yalnız cihazın xüsusi işi üçün hazırlanır. Bu sadəlik sistemi sürətli və etibarlı edir.
Proqramlaşdırma, quraşdırılmış sistem üçün təlimatların yazılması prosesidir. Bunu bir dostunuza addım-addım təlimat vermək kimi düşünün. Hər bir təlimat aydındır və izləmək asandır.
Bu təlimatları yazmaq üçün istifadə olunan dil kompüter elminin bir hissəsidir. Mühəndislər daxili sistemlər üçün kod yazarkən çox sadə və birbaşa əmrlər yaradırlar. Məsələn, oyuncaqdakı proqramda "Əgər düyməyə basılırsa, oyuncağı hərəkət etdirin" deyə bilər. Bu cür aydın təlimatlar kiçik kompüterə öz işini səhvsiz yerinə yetirməyə kömək edir.
Texnologiyada yeni olsanız belə, siyahıdakı addımları izləmək fikri sizə tanış ola bilər. Sevimli sendviçinizi necə hazırlayacağınızı izah edən bir resept təsəvvür edin - əvvəlcə çörəyi götürün, sonra pendir əlavə edin və nəhayət, bir dilim pomidor qoyun. Bu, proqramlaşdırmanın cihaza nə edəcəyini söyləməsinə bənzəyir.
Daxili sistemlər sadə bir prosesi izləməklə işləyir. Onlar sensorlardan məlumat almağa başlayırlar. Məlumatı əldə etdikdən sonra mikrokontroller proqram təlimatlarına əməl etməklə onu emal edir. Nəhayət, sistem nəyisə etmək üçün aktuator vasitəsilə əmr göndərir.
Sadə bir misaldan istifadə edək. Bir maneə hiss etdikdə dayanan bir oyuncaq avtomobil düşünün. Avtomobildə nəyinsə yaxınlıqda olduğunu müəyyən edən sensor var. Sensor bir maneə gördükdə mikrokontrollerə mesaj göndərir. Bundan sonra mikrokontroller “Mən maşını dayandırmalıyam” qərarını verir və mühərrikə (ötürücüyə) dayandırma əmri göndərir. Oyuncaq avtomobil qəzadan belə qaçır.
Bu proses çox tez baş verir və cihazın lazım olduğu kimi işləməsini təmin edir. Bu, sadə hərəkətlər zənciridir: hiss etmək, düşünmək və hərəkət etmək.
Quraşdırılmış sistemlər ətrafımızdadır. Onlar bir çox gündəlik cihazlarda gizlənir və onların rəvan işləməsini təmin edir. Evinizdə və məktəbinizdə görə biləcəyiniz bəzi nümunələr bunlardır:
Bütün bu qurğular içərisində kiçik kompüterlər olduğu üçün yaxşı işləyir. Bu kiçik sistemləri görməsəniz də, onlar hər gün istifadə etdiyiniz cihazların funksiyası və təhlükəsizliyi üçün vacibdir.
Daxili sistemlərdə rabitə çox vacibdir. Quraşdırılmış sistemin hissələri məlumatı paylaşmalıdır ki, cihaz bir tam vahid kimi işləsin. Sensorlar məlumatları toplayır və mikrokontrollerə göndərirlər. Daha sonra mikrokontroller nə edilməli olduğuna qərar verir və aktuatorlara əmrlər göndərir.
Nümunə olaraq rəqəmsal termometr götürün. Termometrdəki sensor temperaturu ölçür və bu məlumatları mikrokontrollerə göndərir. Daha sonra mikrokontroller məlumatları emal edir və ekranda temperaturu göstərir. Bu sadə əlaqə termometrin sizə düzgün məlumat verməyə kömək edir.
Cihaz daxilində məlumat mübadiləsinin bu prosesi daxili sistemlərin necə işləməsinin əsas hissəsidir. Onlar bir komanda kimi hərəkət edirlər, hər bir hissə tapşırığı yerinə yetirməkdə rol oynayır.
Quraşdırılmış sistemin qurulması tapmacanı bir araya gətirməyə bənzəyir. Tam bir şəkil yaratmaq üçün hər bir parça mükəmməl uyğun olmalıdır. Mühəndislər cihazın nə edəcəyinə qərar verməklə başlayırlar. Daha sonra sistemi qurmaq üçün mikrokontroller, sensorlar və yaddaş kimi ən yaxşı hissələri seçirlər.
Parçaları seçdikdən sonra proqramçılar cihaz üçün sadə təlimatlar toplusunu yazır. Bu proqram mikrokontrollerə sensorlardan girişi necə qəbul etməyi və aktuatorlara çıxış verməyi izah edir. Proqram hazır olduqdan sonra, hər bir hissənin birlikdə işlədiyinə əmin olmaq üçün cihaz diqqətlə yoxlanılır.
Aparat dizaynerləri və proqram təminatı proqramçıları arasındakı bu komanda işi quraşdırılmış sistemin təhlükəsiz olmasını və etibarlı işləməsini təmin edir. Proses diqqətli və təfərrüatlıdır, çoxlu kiçik parçalardan sevimli oyuncağı qurmaq kimi.
Daxili sistemlər evlərimizdə, məktəblərimizdə və şəhərlərimizdə texnologiyanın böyük bir hissəsidir. Adi görünən bir çox cihazın içərisində bu kiçik kompüterlər gizlənir. Məsələn, rəqəmsal saatlar vaxtı dəqiq saxlamaq üçün quraşdırılmış sistemlərdən istifadə edir. Oyun konsolları və uzaqdan idarə olunan oyuncaqlar da düzgün işləmək üçün bu sistemlərə güvənir.
Sevimli qadcetinizdə hər dəfə düyməni basdığınız zaman daxili sistem işləyə bilər. Kiçik kompüter əmrinizi oxuyur və cihazı tez cavablandırır. Bu, müasir cihazların istifadəsini asan və əyləncəli edir.
Soyuducular, kondisionerlər və ağıllı işıqlar kimi sadə məişət əşyalarında belə quraşdırılmış sistemlər var. Onlar bu cihazların rəvan işləməsinə və enerjidən səmərəli istifadə etməyə kömək edir. Bu onu göstərir ki, quraşdırılmış sistemlər təkcə böyük və ya bahalı maşınlar üçün deyil, onlar ətrafımızda hər yerdədir.
Daxili sistemlər kompüter elmində vacib bir sahədir. Kompüter elmi kompüterlərin necə işlədiyini, o cümlədən onların aparat və proqram təminatını öyrənir. Daxili sistemlər bizə hətta çox kiçik kompüterlərin necə böyük təsir göstərə biləcəyini göstərir.
Mühəndislər quraşdırılmış sistemləri tədqiq edərkən mikrokontroller üçün aydın və sadə təlimatların yazılmasını öyrənirlər. Onlar həmçinin kiçik və səmərəli elektron sxemlərin dizaynını öyrənirlər. Bu bilik gündəlik həyatımızı yaxşılaşdırmağa kömək edən cihazlar yaratmaq üçün istifadə olunur.
Kompüter elmində quraşdırılmış sistemləri başa düşmək bizə proqram təminatı və aparatın yan-yana necə işlədiyini görməyə kömək edir. Bu, mühəndislər, dizaynerlər və proqramçılar arasında problem həll etməyi, yaradıcılığı və komanda işinin vacibliyini öyrədir.
Daxili sistemlərin bu qədər çox cihazda istifadə edilməsinin bir çox yaxşı səbəbləri var. Onlar sadə işləri çox yaxşı yerinə yetirmək üçün hazırlanmışdır və çox vaxt gündəlik işlər üçün ən yaxşı seçimdir. Burada yadda saxlamaq üçün bəzi faydalar var:
Bu üstünlüklər oyuncaqlardan tutmuş məişət texnikasına qədər gündəlik cihazların yaxşı işləməsinə imkan verir, eyni zamanda xərcləri və enerji sərfiyyatını aşağı səviyyədə saxlayır. Mühəndislərin və dizaynerlərin yeni məhsullar hazırlayarkən quraşdırılmış sistemlərdən istifadə etməyi sevmələrinin bir səbəbi də budur.
Daxili sistemlər bu gün təkcə ümumi deyil; gələcəkdə daha da vacib olacaqlar. Texnologiya böyüdükcə, içərisində bu kiçik kompüterlərlə daha çox cihaz qurulacaq. Gələcək evlərdə bir-biri ilə danışa bilən soyuducular və ya özlərini idarə edə bilən avtomobillər kimi daha ağıllı qurğular ola bilər.
Mühəndislər həmişə daxili sistemləri daha yaxşı etmək yolları üzərində işləyirlər. Onlar daha az enerji sərf edən, daha sürətli işləyən və tapşırıqlarını yerinə yetirmək üçün aydın, sadə təlimatlardan istifadə edən cihazlar yaratmaq üzərində işləyirlər. Gələcək həyatımıza daxili sistemlərin bir çox maraqlı yeni tətbiqləri gətirəcək.
Enerjiyə qənaət etmək üçün quraşdırılmış sistemlərdən istifadə edərək işıqların, ventilyatorların və qapıların hamısının birlikdə işlədiyi bir məktəb təsəvvür edin. Və ya sensorlar və kiçik kompüterlərin uşaqları təhlükəsiz saxlamağa kömək etdiyi oyun meydançası. Bu gün istifadə olunan ideyalar və dizaynlar parlaq və ağıllı gələcəyi formalaşdırmağa kömək edəcək.
Siz gündəlik cihazlara yaxından baxaraq daxili sistemlər haqqında öyrənməyə başlaya bilərsiniz. Müəllimdən və ya valideynlərinizdən mikrodalğalı sobanın nə üçün yeməyi qızdırdığını və ya paltaryuyan maşının paltarları yuyub qurtardığını necə bildiyini soruşun. Hətta sadə bir oyuncaq sizə kiçik bir kompüterin necə işlədiyini göstərə bilər.
Elektronikanın bir çox detalları ilk baxışda çətin görünsə də, ideyanın çox sadə olduğunu unutmayın. Daxili sistem dinləyən, düşünən və hərəkət edən bir cihazın içərisində gizli köməkçi kimidir. Bu gizli köməkçilərə diqqət yetirmək texnologiyanın həyatımızı necə asanlaşdırdığını və daha əyləncəli etdiyini başa düşməyə kömək edə bilər.
Əgər maraqlanırsınızsa, sadə sxemlər qurmağa və ya proqramlaşdırıla bilən oyuncaqlarla oynamağa imkan verən yaşa uyğun dəstləri araşdıra bilərsiniz. Bu fəaliyyətlər sizə kiçik təlimatların cihazların işləməsində necə böyük fərq yarada biləcəyini əvvəlcədən göstərir.
Daxili sistemlər haqqında bu sadə şəkildə düşünmək sizi suallar verməyə və texnologiya dünyası haqqında daha çox araşdırmaya ruhlandıra bilər. İstifadə etdiyiniz hər gadgetın idman komandasının üzvləri kimi birlikdə işləyən kiçik bir hissə komandası var.
Aşağıda quraşdırılmış sistemlər haqqında yadda saxlamaq lazım olan əsas məqamlar verilmişdir:
Unutmayın ki, quraşdırılmış sistemlər hər yerdədir və cihazları təhlükəsiz, ağıllı və asan istifadə etməyə kömək etmək üçün pərdə arxasında işləyir. Onlar gündəlik məişət texnikasını əmrləri anlayan və özbaşına işləyən cihazlara çevirir.
Bu gün öyrəndiklərinizlə indi bilirsiniz ki, cihazın içərisində olan ən kiçik kompüter belə gündəlik həyatımızda böyük rol oynayır. Bu kiçik sistemlər bizə göstərir ki, sadə ideyalar diqqətlə birləşdirildikdə dünyamızı daha yaxşı bir yerə çevirən texnologiya yarada bilər.
Növbəti dəfə qacetdən istifadə edərkən gözlərinizi açıq saxlayın. Hər şeyin mükəmməl işlədiyinə əmin olmaq üçün onun daxilində dinləyən, düşünən və hərəkət edən gizli köməkçi haqqında düşünün.
