Ang mga naka-embed na system ay maliliit na computer na nakatago sa loob ng maraming device na ginagamit namin araw-araw. Tinutulungan nila ang mga device na ito na gumana nang tama at ligtas. Maaaring hindi mo makita ang mga maliliit na computer na ito dahil naka-built in ang mga ito sa mga bagay tulad ng mga washing machine, microwave, laruang sasakyan, at maging sa mga bahagi ng kotse. Sa araling ito, malalaman natin kung ano ang mga naka-embed na system, kung paano gumagana ang mga ito, at kung bakit mahalaga ang mga ito. Gagamit tayo ng simpleng wika at mga halimbawa sa pang-araw-araw na buhay upang maunawaan ng lahat.
Gagabayan ka ng araling ito sa mga pangunahing kaalaman ng mga naka-embed na system. Makikita natin ang iba't ibang bahagi na bumubuo sa isang naka-embed na sistema at kung paano sila nagtutulungan. Mag-e-explore din kami ng mga real-world na halimbawa para ipakita sa iyo kung paano bahagi ng teknolohiyang nakapaligid sa amin ang mga naka-embed na system. Simulan natin ang ating paglalakbay sa mundo ng mga naka-embed na system!
Ang naka-embed na sistema ay isang maliit na computer na idinisenyo upang gawin ang isang partikular na gawain. Hindi tulad ng malalaking computer o laptop na nakikita mo, ang isang naka-embed na system ay binuo sa isang makina at tahimik na gumagana sa background. Nagbabasa ito ng impormasyon, gumagawa ng mga desisyon, at nagpapadala ng mga utos upang tulungan ang makina na gumana nang maayos.
Halimbawa, kapag gumamit ka ng microwave upang painitin ang iyong pagkain, isang maliit na computer sa loob ang kumokontrol sa antas ng oras at kapangyarihan. Ginagamit ng washing machine ang panloob na computer nito upang magpasya kung gaano karaming tubig at sabon ang gagamitin sa panahon ng paghuhugas. Ang maliliit na computer na ito ay tinatawag na mga naka-embed na system dahil ang mga ito ay "naka-embed" sa loob ng mga device.
Kahit na ang iyong paboritong laruan ay maaaring may naka-embed na system na nagpapagalaw o gumagawa ng mga tunog kapag pinindot mo ang isang pindutan. Ang espesyal na computer na ito ay gumagawa lamang ng ilang bagay sa halip na maraming gawain tulad ng isang regular na computer. Iyon ang dahilan kung bakit ito ay simple at mahusay.
Ang isang naka-embed na sistema ay binubuo ng ilang mahahalagang bahagi. Ang bawat bahagi ay may espesyal na trabaho, at kapag nagtutulungan sila, ginagawa nilang matalino at kapaki-pakinabang ang device. Narito ang mga pangunahing bahagi ng isang naka-embed na system:
Ang lahat ng mga bahaging ito ay nagtutulungan upang matulungan ang device na maisagawa ang trabaho nito. Kahit na hindi mo sila nakikita, palagi silang abala sa pagtiyak na nakumpleto nang tama ang mga gawain.
Ang hardware ay tumutukoy sa mga pisikal na bahagi ng isang naka-embed na system. Ang microcontroller, sensor, at memory ay lahat ng mga piraso ng hardware na maaari mong hawakan, kahit na napakaliit ng mga ito. Ang microcontroller ay kumikilos tulad ng isang maliit na utak, na nagpapadala ng mga order sa iba pang mga bahagi.
Sa maraming device, ang hardware ay idinisenyo upang maging compact at gumamit ng kaunting kapangyarihan. Ito ang dahilan kung bakit madalas na matatagpuan ang mga naka-embed na system sa mga bagay na kailangang gumana nang mahabang panahon nang hindi gumagamit ng masyadong maraming kuryente, tulad ng mga digital na relo o remote control.
Kahit na ang isang simpleng laruan ay maaaring may maliit na chip na kumokontrol sa mga paggalaw o tunog. Ipinapakita nito kung gaano kahalaga ang hardware sa paggawa ng isang naka-embed na system nang mahusay.
Ang software ay ang hanay ng mga tagubilin na nagsasabi sa hardware kung ano ang gagawin. Ito ay tulad ng isang recipe na sinusunod ng isang kusinero upang gumawa ng pagkain. Binabasa ng microcontroller ang mga tagubiling ito at ginagawa ang gawaing ibinigay ng software.
Halimbawa, sa isang digital na orasan, ang software ay nagtuturo sa microcontroller na subaybayan ang oras at ipakita ito nang tama. Sa microwave, ang software ang nagpapasya kung gaano katagal dapat itong init ng pagkain. Kahit na hindi mo nakikita ang software, ito ay napakahalaga dahil ginagawa nito ang device na gawin ang trabaho nito.
Ang software sa isang naka-embed na system ay kadalasang napakasimple at ginawa para lamang sa partikular na trabaho ng device. Ang pagiging simple na ito ay ginagawang mabilis at maaasahan ang system.
Ang programming ay ang proseso ng pagsulat ng mga tagubilin para sa isang naka-embed na system. Isipin ito bilang pagbibigay ng sunud-sunod na direksyon sa isang kaibigan. Ang bawat tagubilin ay malinaw at madaling sundin.
Ang wikang ginamit sa pagsulat ng mga tagubiling ito ay bahagi ng computer science. Kapag nagsusulat ang mga inhinyero ng code para sa mga naka-embed na system, gumagawa sila ng napakasimple at direktang mga utos. Halimbawa, maaaring sabihin ng isang programa sa isang laruan, "Kung pinindot ang pindutan, gawin ang laruan." Ang ganitong malinaw na mga tagubilin ay tumutulong sa maliit na computer na gumanap ng trabaho nito nang walang pagkakamali.
Kahit na bago ka sa teknolohiya, maaaring pamilyar ang ideya ng pagsunod sa mga hakbang sa isang listahan. Isipin ang isang recipe na nagsasabi sa iyo kung paano gawin ang iyong paboritong sandwich - una, kunin ang tinapay, pagkatapos ay magdagdag ng keso, at sa wakas, ilagay sa isang slice ng kamatis. Katulad iyon sa kung paano sinasabi ng programming sa device kung ano ang gagawin.
Gumagana ang mga naka-embed na system sa pamamagitan ng pagsunod sa isang simpleng proseso. Nagsisimula sila sa pamamagitan ng pagtanggap ng impormasyon mula sa mga sensor. Kapag nakuha na nila ang impormasyon, pinoproseso ito ng microcontroller sa pamamagitan ng pagsunod sa mga tagubilin ng software. Sa wakas, ang system ay nagpapadala ng isang utos sa pamamagitan ng isang actuator upang gumawa ng isang bagay.
Gumamit tayo ng isang simpleng halimbawa. Mag-isip ng isang laruang sasakyan na humihinto kapag may naramdaman itong balakid. Ang kotse ay may sensor na nakakakita kapag may malapit. Kapag nakita ng sensor ang isang balakid, nagpapadala ito ng mensahe sa microcontroller. Ang microcontroller pagkatapos ay nagpasya, "Kailangan kong ihinto ang kotse," at nagpapadala ng stop command sa motor (ang actuator). Ganito ang pag-iwas ng laruang sasakyan sa pagbangga.
Nangyayari ang prosesong ito nang napakabilis at tinitiyak na gumagana ang device ayon sa nararapat. Ito ay isang simpleng hanay ng mga aksyon: pakiramdam, pag-iisip, at pagkilos.
Ang mga naka-embed na system ay nasa paligid natin. Nakatago ang mga ito sa maraming pang-araw-araw na device at pinapagana ang mga ito nang maayos. Narito ang ilang halimbawa na maaari mong makita sa paligid ng iyong tahanan at paaralan:
Gumagana nang maayos ang lahat ng mga device na ito dahil sa maliliit na computer sa loob ng mga ito. Kahit na hindi mo nakikita ang maliliit na system na ito, mahalaga ang mga ito sa paggana at kaligtasan ng mga device na ginagamit mo araw-araw.
Napakahalaga ng komunikasyon sa mga naka-embed na system. Ang mga bahagi ng isang naka-embed na system ay dapat magbahagi ng impormasyon para gumana ang device bilang isang kumpletong unit. Kinokolekta ng mga sensor ang data at ipinapadala ito sa microcontroller. Ang microcontroller pagkatapos ay nagpasiya kung ano ang kailangang gawin at nagpapadala ng mga utos sa mga actuator.
Kumuha ng digital thermometer bilang isang halimbawa. Sinusukat ng sensor sa thermometer ang temperatura at ipinapadala ang data na ito sa microcontroller. Pagkatapos ay pinoproseso ng microcontroller ang data at ipinapakita ang temperatura sa display. Ang simpleng komunikasyong ito ay tumutulong sa thermometer na mabigyan ka ng tamang impormasyon.
Ang prosesong ito ng pagbabahagi ng impormasyon sa loob ng device ay isang mahalagang bahagi ng kung paano gumagana ang mga naka-embed na system. Sila ay kumikilos bilang isang pangkat, na ang bawat bahagi ay gumaganap ng isang papel sa pagkumpleto ng gawain.
Ang pagbuo ng isang naka-embed na system ay katulad ng pagsasama-sama ng isang puzzle. Ang bawat piraso ay dapat magkasya nang perpekto upang lumikha ng isang kumpletong larawan. Nagsisimula ang mga inhinyero sa pamamagitan ng pagpapasya kung ano ang dapat gawin ng device. Pagkatapos ay pipiliin nila ang pinakamahusay na mga bahagi, tulad ng microcontroller, sensor, at memorya, upang bumuo ng system.
Pagkatapos piliin ang mga bahagi, sumulat ang mga programmer ng isang simpleng hanay ng mga tagubilin para sa device. Ang program na ito ay nagsasabi sa microcontroller kung paano kumuha ng input mula sa mga sensor at magbigay ng output sa mga actuator. Kapag handa na ang programa, susuriing mabuti ang device upang matiyak na gumagana nang magkakasama ang bawat bahagi.
Tinitiyak ng teamwork na ito sa pagitan ng mga hardware designer at software programmer na ang naka-embed na system ay ligtas at gumagana nang maaasahan. Ang proseso ay maingat at detalyado, tulad ng paggawa ng iyong paboritong laruan mula sa maraming maliliit na piraso.
Ang mga naka-embed na system ay isang malaking bahagi ng teknolohiya sa ating mga tahanan, paaralan, at lungsod. Maraming device na mukhang ordinaryo ang may mga maliliit na computer na ito na nakatago sa loob. Halimbawa, ang mga digital na relo ay gumagamit ng mga naka-embed na system upang panatilihing tumpak ang oras. Ang mga gaming console at remote-controlled na laruan ay umaasa din sa mga system na ito upang gumana nang maayos.
Sa bawat oras na pinindot mo ang isang pindutan sa iyong paboritong gadget, maaaring gumagana ang isang naka-embed na system. Binabasa ng maliit na computer ang iyong command at ginagawang mabilis na tumugon ang device. Ginagawa nitong madali at masaya ang paggamit ng mga modernong device.
Kahit na ang mga simpleng gamit sa bahay gaya ng mga refrigerator, air conditioner, at matalinong ilaw ay may mga naka-embed na system. Tinutulungan nila ang mga device na ito na tumakbo nang maayos at matalinong gumamit ng enerhiya. Ipinapakita nito na ang mga naka-embed na system ay hindi lamang para sa malalaki o mamahaling makina—nasa lahat ng dako sa paligid natin.
Ang mga naka-embed na system ay isang mahalagang lugar sa computer science. Ang computer science ay ang pag-aaral kung paano gumagana ang mga computer, kabilang ang kanilang hardware at software. Ipinapakita sa amin ng mga naka-embed na system kung paano maaaring magkaroon ng malaking epekto kahit napakaliit na mga computer.
Kapag pinag-aaralan ng mga inhinyero ang mga naka-embed na system, natututo sila kung paano magsulat ng malinaw at simpleng mga tagubilin para sa microcontroller. Natututo din sila kung paano magdisenyo ng mga electronic circuit na maliit at mahusay. Ginagamit ang kaalamang ito upang lumikha ng mga device na makakatulong sa pagpapabuti ng ating pang-araw-araw na buhay.
Sa computer science, ang pag-unawa sa mga naka-embed na system ay nakakatulong sa amin na makita kung paano gumagana ang software at hardware nang magkatabi. Itinuturo nito ang paglutas ng problema, pagkamalikhain, at kahalagahan ng pagtutulungan ng magkakasama sa mga inhinyero, designer, at programmer.
Maraming magandang dahilan kung bakit ginagamit ang mga naka-embed na system sa napakaraming device. Ang mga ito ay idinisenyo upang gawin ang mga simpleng trabaho nang napakahusay at kadalasan ay ang pinakamahusay na pagpipilian para sa mga pang-araw-araw na gawain. Narito ang ilang pakinabang na dapat tandaan:
Ang mga kalamangan na ito ay nagbibigay-daan sa mga pang-araw-araw na gadget—mula sa mga laruan hanggang sa mga gamit sa bahay—na gumana nang maayos habang pinapanatiling mababa ang gastos at paggamit ng enerhiya. Ito ang isang dahilan kung bakit gustong gumamit ng mga naka-embed na system ang mga inhinyero at designer kapag gumagawa ng mga bagong produkto.
Ang mga naka-embed na sistema ay hindi lamang karaniwan ngayon; sila ay magiging mas mahalaga sa hinaharap. Habang lumalago ang teknolohiya, mas maraming device ang gagawin gamit ang maliliit na computer na ito sa loob. Ang mga tahanan sa hinaharap ay maaaring magkaroon ng higit pang matalinong mga gadget, tulad ng mga refrigerator na maaaring makipag-usap sa isa't isa o mga kotse na maaaring magmaneho ng kanilang sarili.
Ang mga inhinyero ay palaging gumagawa ng mga paraan upang gawing mas mahusay ang mga naka-embed na system. Nagsusumikap silang lumikha ng mga device na gumagamit ng mas kaunting kapangyarihan, gumagana nang mas mabilis, at gumagamit ng malinaw at simpleng mga tagubilin upang maisagawa ang kanilang mga gawain. Ang hinaharap ay magdadala ng maraming kapana-panabik na bagong aplikasyon ng mga naka-embed na system sa ating buhay.
Isipin ang isang paaralan kung saan ang mga ilaw, bentilador, at pinto ay nagtutulungan gamit ang mga naka-embed na system para makatipid ng enerhiya. O isang palaruan kung saan nakakatulong ang mga sensor at maliliit na computer na panatilihing ligtas ang mga bata. Ang mga ideya at disenyo na ginagamit ngayon ay makakatulong sa paghubog ng isang maliwanag at matalinong kinabukasan.
Maaari mong simulan ang pag-aaral tungkol sa mga naka-embed na system sa pamamagitan ng masusing pagtingin sa mga pang-araw-araw na device. Tanungin ang iyong guro o mga magulang kung bakit pinapainit ng microwave ang pagkain o kung paano nalalaman ng washing machine kung tapos na itong maglaba ng mga damit. Kahit na ang isang simpleng laruan ay maaaring magpakita sa iyo kung paano gumagana ang isang maliit na computer.
Kahit na maraming mga detalye ng electronics ay maaaring mukhang nakakalito sa simula, tandaan na ang ideya ay napaka-simple. Ang isang naka-embed na system ay parang isang lihim na katulong sa loob ng isang device na nakikinig, nag-iisip, at kumikilos. Ang pagpansin sa mga nakatagong katulong na ito ay makakatulong sa iyong maunawaan kung paano ginagawang mas madali at masaya ng teknolohiya ang ating buhay.
Kung interesado ka, maaari mong tuklasin ang mga kit na naaangkop sa edad na nagbibigay-daan sa iyong bumuo ng mga simpleng circuit o maglaro ng mga programmable na laruan. Ang mga aktibidad na ito ay nagpapakita sa iyo mismo kung paano maaaring gumawa ng malaking pagkakaiba ang maliliit na tagubilin sa paggawa ng mga device.
Ang pag-iisip tungkol sa mga naka-embed na system sa simpleng paraan na ito ay maaaring magbigay ng inspirasyon sa iyong magtanong at mag-explore pa tungkol sa mundo ng teknolohiya. Ang bawat gadget na iyong ginagamit ay may maliit na pangkat ng mga bahagi na nagtutulungan tulad ng mga miyembro ng isang sports team.
Nasa ibaba ang mga pangunahing punto na dapat tandaan tungkol sa mga naka-embed na system:
Tandaan, ang mga naka-embed na system ay nasa lahat ng dako, nagtatrabaho sa likod ng mga eksena upang makatulong na gawing ligtas, matalino, at madaling gamitin ang mga device. Ginagawa nilang mga device ang pang-araw-araw na appliances na nakakaintindi ng mga command at gumagana nang mag-isa.
Sa mga natutunan mo ngayon, alam mo na ngayon na kahit ang pinakamaliit na computer sa loob ng isang device ay may malaking papel sa ating pang-araw-araw na buhay. Ang maliliit na sistemang ito ay nagpapakita sa atin na ang mga simpleng ideya, kapag pinagsama-samang mabuti, ay makakalikha ng teknolohiya na ginagawang mas magandang lugar ang ating mundo.
Panatilihing bukas ang iyong mga mata sa susunod na gumamit ka ng gadget. Isipin ang nakatagong katulong sa loob nito na nakikinig, nag-iisip, at kumikilos upang matiyak na gumagana nang perpekto ang lahat.
