ایمبیڈڈ سسٹم چھوٹے کمپیوٹرز ہیں جو بہت سے آلات کے اندر چھپے ہوئے ہیں جنہیں ہم ہر روز استعمال کرتے ہیں۔ وہ ان آلات کو صحیح اور محفوظ طریقے سے کام کرنے میں مدد کرتے ہیں۔ آپ ان چھوٹے کمپیوٹرز کو نہیں دیکھ سکتے کیونکہ وہ واشنگ مشینوں، مائیکرو ویوز، کھلونا کاروں، اور یہاں تک کہ کار کے پرزوں میں بھی بنے ہوئے ہیں۔ اس سبق میں، ہم سیکھیں گے کہ سرایت شدہ نظام کیا ہیں، وہ کیسے کام کرتے ہیں، اور وہ کیوں اہم ہیں۔ ہم روزمرہ کی زندگی سے سادہ زبان اور مثالیں استعمال کریں گے تاکہ سب سمجھ سکیں۔
یہ سبق ایمبیڈڈ سسٹمز کی بنیادی باتوں میں آپ کی رہنمائی کرے گا۔ ہم ان مختلف حصوں کو دیکھیں گے جو ایمبیڈڈ سسٹم بناتے ہیں اور وہ ایک ساتھ کیسے کام کرتے ہیں۔ ہم آپ کو یہ دکھانے کے لیے حقیقی دنیا کی مثالیں بھی تلاش کریں گے کہ کس طرح ایمبیڈڈ سسٹم اس ٹیکنالوجی کا حصہ ہیں جو ہمارے آس پاس ہے۔ آئیے ایمبیڈڈ سسٹمز کی دنیا میں اپنا سفر شروع کریں!
ایمبیڈڈ سسٹم ایک چھوٹا کمپیوٹر ہے جو ایک مخصوص کام کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ آپ کو نظر آنے والے بڑے کمپیوٹرز یا لیپ ٹاپ کے برعکس، ایک ایمبیڈڈ سسٹم مشین میں بنایا گیا ہے اور پس منظر میں خاموشی سے کام کرتا ہے۔ یہ معلومات کو پڑھتا ہے، فیصلے کرتا ہے، اور مشین کو صحیح طریقے سے کام کرنے میں مدد کے لیے کمانڈ بھیجتا ہے۔
مثال کے طور پر، جب آپ اپنا کھانا گرم کرنے کے لیے مائیکرو ویو استعمال کرتے ہیں، تو اندر کا ایک چھوٹا سا کمپیوٹر وقت اور طاقت کی سطح کو کنٹرول کرتا ہے۔ واشنگ مشین یہ فیصلہ کرنے کے لیے اپنے اندرونی کمپیوٹر کا استعمال کرتی ہے کہ واشنگ سائیکل کے دوران کتنا پانی اور صابن استعمال کرنا ہے۔ ان چھوٹے کمپیوٹرز کو ایمبیڈڈ سسٹم کہا جاتا ہے کیونکہ وہ آلات کے اندر "ایمبیڈڈ" ہوتے ہیں۔
یہاں تک کہ آپ کے پسندیدہ کھلونا میں ایمبیڈڈ سسٹم بھی ہوسکتا ہے جو آپ کے بٹن کو دبانے پر اسے حرکت دیتا ہے یا آواز دیتا ہے۔ یہ خصوصی کمپیوٹر عام کمپیوٹر کی طرح بہت سے کاموں کے بجائے صرف چند کام کرتا ہے۔ یہی وجہ ہے کہ یہ آسان اور موثر ہے۔
ایمبیڈڈ سسٹم کئی اہم حصوں پر مشتمل ہوتا ہے۔ ہر حصے کا ایک خاص کام ہوتا ہے، اور جب وہ مل کر کام کرتے ہیں، تو وہ ڈیوائس کو سمارٹ اور کارآمد بناتے ہیں۔ ایمبیڈڈ سسٹم کے اہم حصے یہ ہیں:
یہ تمام پرزے ایک ساتھ کام کرتے ہیں تاکہ ڈیوائس کو اپنا کام انجام دینے میں مدد ملے۔ یہاں تک کہ اگر آپ انہیں نہیں دیکھ سکتے ہیں، تو وہ ہمیشہ اس بات کو یقینی بنانے میں مصروف رہتے ہیں کہ کام صحیح طریقے سے مکمل ہوں۔
ہارڈ ویئر سے مراد سرایت شدہ نظام کے جسمانی حصے ہیں۔ مائکروکنٹرولر، سینسرز، اور میموری تمام ہارڈ ویئر کے ٹکڑے ہیں جنہیں آپ چھو سکتے ہیں، چاہے وہ بہت چھوٹے ہوں۔ مائکروکنٹرولر ایک چھوٹے دماغ کی طرح کام کرتا ہے، دوسرے حصوں کو آرڈر بھیجتا ہے۔
بہت سے آلات میں، ہارڈ ویئر کو کمپیکٹ اور کم طاقت استعمال کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ یہی وجہ ہے کہ ایمبیڈڈ سسٹم اکثر ایسی چیزوں میں پائے جاتے ہیں جنہیں بہت زیادہ بجلی استعمال کیے بغیر طویل عرصے تک کام کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، جیسے ڈیجیٹل گھڑیاں یا ریموٹ کنٹرول۔
یہاں تک کہ ایک سادہ کھلونے میں بھی ایک چھوٹی سی چپ ہوسکتی ہے جو حرکت یا آواز کو کنٹرول کرتی ہے۔ اس سے پتہ چلتا ہے کہ ایمبیڈڈ سسٹم کو موثر طریقے سے کام کرنے کے لیے ہارڈ ویئر کتنا اہم ہے۔
سافٹ ویئر ہدایات کا مجموعہ ہے جو ہارڈ ویئر کو بتاتا ہے کہ کیا کرنا ہے۔ یہ ایک ترکیب کی طرح ہے جس پر باورچی کھانا بنانے کے لیے عمل کرتا ہے۔ مائیکرو کنٹرولر ان ہدایات کو پڑھتا ہے اور سافٹ ویئر کی طرف سے دیا گیا کام انجام دیتا ہے۔
مثال کے طور پر، ایک ڈیجیٹل گھڑی میں، سافٹ ویئر مائیکرو کنٹرولر کو ہدایت کرتا ہے کہ وہ وقت پر نظر رکھے اور اسے صحیح طریقے سے ظاہر کرے۔ مائکروویو میں، سافٹ ویئر فیصلہ کرتا ہے کہ اسے کتنی دیر تک کھانا گرم کرنا چاہیے۔ اگرچہ آپ سافٹ ویئر کو نہیں دیکھتے ہیں، یہ بہت اہم ہے کیونکہ یہ آلہ اپنا کام کرتا ہے۔
ایمبیڈڈ سسٹم میں سافٹ ویئر عام طور پر بہت آسان ہوتا ہے اور اسے صرف ڈیوائس کے مخصوص کام کے لیے بنایا جاتا ہے۔ یہ سادگی نظام کو تیز اور قابل اعتماد بناتی ہے۔
پروگرامنگ ایمبیڈڈ سسٹم کے لیے ہدایات لکھنے کا عمل ہے۔ اسے کسی دوست کو قدم بہ قدم ہدایات دینے کے بارے میں سوچیں۔ ہر ہدایت واضح اور پیروی کرنا آسان ہے۔
ان ہدایات کو لکھنے کے لیے استعمال ہونے والی زبان کمپیوٹر سائنس کا حصہ ہے۔ جب انجینئر ایمبیڈڈ سسٹمز کے لیے کوڈ لکھتے ہیں، تو وہ بہت آسان اور براہ راست کمانڈ بناتے ہیں۔ مثال کے طور پر، ایک کھلونے میں ایک پروگرام یہ کہہ سکتا ہے، "اگر بٹن دبایا جائے تو کھلونا کو حرکت دیں۔" اس طرح کی واضح ہدایات چھوٹے کمپیوٹر کو بغیر کسی غلطی کے اپنا کام انجام دینے میں مدد کرتی ہیں۔
یہاں تک کہ اگر آپ ٹیکنالوجی میں نئے ہیں، تو فہرست میں درج ذیل اقدامات کا خیال واقف ہوسکتا ہے۔ ایک ایسی ترکیب کا تصور کریں جو آپ کو بتائے کہ آپ کا پسندیدہ سینڈوچ کیسے بنایا جائے – پہلے روٹی لیں، پھر پنیر ڈالیں، اور آخر میں ٹماٹر کا ایک ٹکڑا لگائیں۔ یہ اسی طرح ہے جیسے پروگرامنگ ڈیوائس کو بتاتی ہے کہ کیا کرنا ہے۔
ایمبیڈڈ سسٹم ایک سادہ عمل پر عمل کرتے ہوئے کام کرتے ہیں۔ وہ سینسر سے معلومات حاصل کرکے شروع کرتے ہیں۔ ایک بار جب انہیں معلومات مل جاتی ہیں، تو مائیکرو کنٹرولر سافٹ ویئر کی ہدایات پر عمل کرتے ہوئے اس پر کارروائی کرتا ہے۔ آخر میں، سسٹم کچھ کرنے کے لیے ایکچوایٹر کے ذریعے کمانڈ بھیجتا ہے۔
آئیے ایک سادہ سی مثال استعمال کریں۔ ایک کھلونا کار کے بارے میں سوچو جو رکاوٹ محسوس کرنے پر رک جاتی ہے۔ کار میں ایک سینسر ہے جو اس بات کا پتہ لگاتا ہے کہ جب کوئی چیز قریب ہوتی ہے۔ جب سینسر کوئی رکاوٹ دیکھتا ہے، تو یہ مائیکرو کنٹرولر کو پیغام بھیجتا ہے۔ مائیکرو کنٹرولر پھر فیصلہ کرتا ہے، "مجھے کار کو روکنے کی ضرورت ہے،" اور موٹر (ایکٹیویٹر) کو سٹاپ کمانڈ بھیجتا ہے۔ اس طرح کھلونا کار حادثے سے بچ جاتی ہے۔
یہ عمل بہت تیزی سے ہوتا ہے اور اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ آلہ کام کرتا ہے جیسا کہ اسے کرنا چاہیے۔ یہ اعمال کا ایک سادہ سلسلہ ہے: احساس، سوچ اور عمل۔
ایمبیڈڈ سسٹم ہمارے چاروں طرف ہیں۔ وہ روزمرہ کے بہت سے آلات میں چھپے ہوتے ہیں اور انہیں آسانی سے کام کرتے ہیں۔ یہاں کچھ مثالیں ہیں جو آپ اپنے گھر اور اسکول کے ارد گرد دیکھ سکتے ہیں:
یہ تمام ڈیوائسز اپنے اندر چھوٹے کمپیوٹرز کی وجہ سے اچھی طرح کام کرتی ہیں۔ اگرچہ آپ ان چھوٹے سسٹمز کو نہیں دیکھ سکتے ہیں، لیکن یہ ان آلات کے کام اور حفاظت کے لیے ضروری ہیں جو آپ ہر روز استعمال کرتے ہیں۔
ایمبیڈڈ سسٹمز میں مواصلت بہت اہم ہے۔ ایمبیڈڈ سسٹم کے پرزوں کو معلومات کا اشتراک کرنا چاہیے تاکہ ڈیوائس ایک مکمل یونٹ کے طور پر کام کرے۔ سینسر ڈیٹا اکٹھا کرتے ہیں اور اسے مائیکرو کنٹرولر کو بھیجتے ہیں۔ مائکروکنٹرولر پھر فیصلہ کرتا ہے کہ کیا کرنے کی ضرورت ہے اور ایکچیوٹرز کو کمانڈ بھیجتا ہے۔
ایک مثال کے طور پر ڈیجیٹل تھرمامیٹر لیں۔ تھرمامیٹر میں موجود سینسر درجہ حرارت کی پیمائش کرتا ہے اور یہ ڈیٹا مائیکرو کنٹرولر کو بھیجتا ہے۔ مائیکرو کنٹرولر پھر ڈیٹا پر کارروائی کرتا ہے اور ڈسپلے پر درجہ حرارت دکھاتا ہے۔ یہ سادہ مواصلات تھرمامیٹر کو آپ کو صحیح معلومات دینے میں مدد کرتا ہے۔
ڈیوائس کے اندر معلومات کا اشتراک کرنے کا یہ عمل ایمبیڈڈ سسٹم کے کام کرنے کا کلیدی حصہ ہے۔ وہ ایک ٹیم کی طرح کام کرتے ہیں، جس کا ہر حصہ کام کو مکمل کرنے میں اپنا کردار ادا کرتا ہے۔
ایمبیڈڈ سسٹم بنانا ایک پہیلی کو اکٹھا کرنے جیسا ہے۔ ایک مکمل تصویر بنانے کے لیے ہر ٹکڑا بالکل فٹ ہونا چاہیے۔ انجینئرز یہ فیصلہ کرکے شروع کرتے ہیں کہ ڈیوائس کو کیا کرنا چاہیے۔ اس کے بعد وہ نظام کی تعمیر کے لیے بہترین پرزوں کا انتخاب کرتے ہیں، جیسے کہ مائیکرو کنٹرولر، سینسرز اور میموری۔
حصوں کو منتخب کرنے کے بعد، پروگرامرز ڈیوائس کے لیے ہدایات کا ایک سادہ سیٹ لکھتے ہیں۔ یہ پروگرام مائیکرو کنٹرولر کو بتاتا ہے کہ کس طرح سینسر سے ان پٹ لینا ہے اور ایکچیوٹرز کو آؤٹ پٹ دینا ہے۔ پروگرام کے تیار ہونے کے بعد، اس بات کو یقینی بنانے کے لیے آلے کا احتیاط سے ٹیسٹ کیا جاتا ہے کہ ہر حصہ ایک ساتھ کام کرتا ہے۔
ہارڈویئر ڈیزائنرز اور سافٹ ویئر پروگرامرز کے درمیان یہ ٹیم ورک اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ ایمبیڈڈ سسٹم محفوظ ہے اور قابل اعتماد طریقے سے کام کرتا ہے۔ یہ عمل محتاط اور تفصیلی ہے، جیسا کہ بہت سے چھوٹے ٹکڑوں سے اپنا پسندیدہ کھلونا بنانا۔
ایمبیڈڈ سسٹمز ہمارے گھروں، اسکولوں اور شہروں میں ٹیکنالوجی کا ایک بڑا حصہ ہیں۔ بہت سے آلات جو عام لگتے ہیں ان کے اندر یہ چھوٹے کمپیوٹر چھپے ہوتے ہیں۔ مثال کے طور پر، ڈیجیٹل گھڑیاں وقت کو درست رکھنے کے لیے ایمبیڈڈ سسٹم کا استعمال کرتی ہیں۔ گیمنگ کنسولز اور ریموٹ کنٹرول والے کھلونے بھی مناسب طریقے سے کام کرنے کے لیے ان سسٹمز پر انحصار کرتے ہیں۔
جب بھی آپ اپنے پسندیدہ گیجٹ پر کوئی بٹن دباتے ہیں، ایک ایمبیڈڈ سسٹم کام کر سکتا ہے۔ چھوٹا کمپیوٹر آپ کی کمانڈ پڑھتا ہے اور ڈیوائس کو فوری جواب دیتا ہے۔ یہ جدید آلات کو استعمال میں آسان اور تفریحی بناتا ہے۔
یہاں تک کہ سادہ گھریلو اشیاء جیسے ریفریجریٹر، ایئر کنڈیشنر، اور سمارٹ لائٹس میں سرایت شدہ نظام موجود ہیں۔ وہ ان آلات کو آسانی سے چلانے اور توانائی کو سمجھداری سے استعمال کرنے میں مدد کرتے ہیں۔ اس سے پتہ چلتا ہے کہ ایمبیڈڈ سسٹم صرف بڑی یا مہنگی مشینوں کے لیے نہیں ہیں — وہ ہمارے آس پاس ہر جگہ موجود ہیں۔
ایمبیڈڈ سسٹم کمپیوٹر سائنس کا ایک اہم شعبہ ہے۔ کمپیوٹر سائنس اس بات کا مطالعہ ہے کہ کمپیوٹر کیسے کام کرتے ہیں، بشمول ان کے ہارڈ ویئر اور سافٹ ویئر۔ ایمبیڈڈ سسٹم ہمیں دکھاتے ہیں کہ کس طرح بہت چھوٹے کمپیوٹرز پر بھی بڑا اثر پڑ سکتا ہے۔
جب انجینئر ایمبیڈڈ سسٹمز کا مطالعہ کرتے ہیں، تو وہ مائیکرو کنٹرولر کے لیے واضح اور سادہ ہدایات لکھنے کا طریقہ سیکھتے ہیں۔ وہ یہ بھی سیکھتے ہیں کہ چھوٹے اور موثر الیکٹرونک سرکٹس کو کس طرح ڈیزائن کرنا ہے۔ اس علم کا استعمال ایسے آلات بنانے کے لیے کیا جاتا ہے جو ہماری روزمرہ کی زندگی کو بہتر بنانے میں مدد کرتے ہیں۔
کمپیوٹر سائنس میں، ایمبیڈڈ سسٹم کو سمجھنے سے ہمیں یہ دیکھنے میں مدد ملتی ہے کہ کس طرح سافٹ ویئر اور ہارڈ ویئر ساتھ ساتھ کام کرتے ہیں۔ یہ انجینئرز، ڈیزائنرز اور پروگرامرز کے درمیان مسائل کو حل کرنے، تخلیقی صلاحیتوں اور ٹیم ورک کی اہمیت سکھاتا ہے۔
بہت ساری اچھی وجوہات ہیں کہ ایمبیڈڈ سسٹمز کو بہت سارے آلات میں کیوں استعمال کیا جاتا ہے۔ وہ سادہ کاموں کو بہت اچھی طرح سے کرنے کے لیے ڈیزائن کیے گئے ہیں اور اکثر روزمرہ کے کاموں کے لیے بہترین انتخاب ہوتے ہیں۔ یہاں یاد رکھنے کے لئے کچھ فوائد ہیں:
یہ فوائد روزمرہ کے آلات — کھلونوں سے لے کر گھریلو آلات تک — اخراجات اور توانائی کے استعمال کو کم رکھتے ہوئے اچھی طرح سے کام کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔ یہ ایک وجہ ہے کہ انجینئرز اور ڈیزائنرز نئی مصنوعات بناتے وقت ایمبیڈڈ سسٹم استعمال کرنا پسند کرتے ہیں۔
ایمبیڈڈ سسٹم نہ صرف آج کل عام ہیں۔ وہ مستقبل میں اور بھی اہم ہو جائیں گے۔ جیسے جیسے ٹیکنالوجی بڑھے گی، ان چھوٹے کمپیوٹرز کے اندر مزید آلات بنائے جائیں گے۔ مستقبل کے گھروں میں اس سے بھی زیادہ سمارٹ گیجٹ ہو سکتے ہیں، جیسے ریفریجریٹرز جو ایک دوسرے سے بات کر سکتے ہیں یا کاریں جو خود چلا سکتے ہیں۔
انجینئرز ہمیشہ ایمبیڈڈ سسٹمز کو بہتر بنانے کے طریقوں پر کام کر رہے ہیں۔ وہ ایسے آلات بنانے کے لیے کام کر رہے ہیں جو اس سے بھی کم طاقت استعمال کریں، زیادہ تیزی سے کام کریں، اور اپنے کاموں کو انجام دینے کے لیے واضح، سادہ ہدایات استعمال کریں۔ مستقبل ہماری زندگیوں میں ایمبیڈڈ سسٹمز کی بہت سی دلچسپ نئی ایپلی کیشنز لائے گا۔
ایک ایسے اسکول کا تصور کریں جہاں روشنی، پنکھے اور دروازے سب مل کر توانائی کی بچت کے لیے ایمبیڈڈ سسٹمز کا استعمال کرتے ہوئے کام کرتے ہیں۔ یا کھیل کا میدان جہاں سینسر اور چھوٹے کمپیوٹر بچوں کو محفوظ رکھنے میں مدد کرتے ہیں۔ آج استعمال ہونے والے آئیڈیاز اور ڈیزائن ایک روشن اور سمارٹ مستقبل کی تشکیل میں مدد کریں گے۔
آپ روزمرہ کے آلات کو قریب سے دیکھ کر ایمبیڈڈ سسٹمز کے بارے میں سیکھنا شروع کر سکتے ہیں۔ اپنے استاد یا والدین سے پوچھیں کہ مائکروویو کھانا کیوں گرم کرتا ہے یا جب واشنگ مشین کپڑے دھونے سے فارغ ہو جاتی ہے تو اسے کیسے معلوم ہوتا ہے۔ یہاں تک کہ ایک سادہ سا کھلونا آپ کو دکھا سکتا ہے کہ ایک چھوٹا کمپیوٹر کیسے کام کرتا ہے۔
اگرچہ الیکٹرانکس کی بہت سی تفصیلات شروع میں مشکل لگ سکتی ہیں، لیکن یاد رکھیں کہ خیال بہت آسان ہے۔ ایمبیڈڈ سسٹم ایک ڈیوائس کے اندر ایک خفیہ مددگار کی طرح ہوتا ہے جو سنتا، سوچتا اور عمل کرتا ہے۔ ان چھپے ہوئے مددگاروں کو دیکھ کر آپ کو یہ سمجھنے میں مدد مل سکتی ہے کہ ٹیکنالوجی کس طرح ہماری زندگیوں کو آسان اور مزید پرلطف بناتی ہے۔
اگر آپ متجسس ہیں، تو آپ عمر کے لحاظ سے مناسب کٹس تلاش کر سکتے ہیں جو آپ کو سادہ سرکٹس بنانے یا قابل پروگرام کھلونوں سے کھیلنے دیتی ہیں۔ یہ سرگرمیاں آپ کو خود دکھاتی ہیں کہ کس طرح چھوٹی ہدایات آلات کو کام کرنے میں بڑا فرق لا سکتی ہیں۔
اس آسان طریقے سے ایمبیڈڈ سسٹمز کے بارے میں سوچنا آپ کو سوالات پوچھنے اور ٹیکنالوجی کی دنیا کے بارے میں مزید دریافت کرنے کی ترغیب دے سکتا ہے۔ آپ کے استعمال کردہ ہر گیجٹ میں پرزوں کی ایک چھوٹی ٹیم ہوتی ہے جس طرح کھیلوں کی ٹیم کے اراکین مل کر کام کرتے ہیں۔
ایمبیڈڈ سسٹمز کے بارے میں یاد رکھنے کے لیے ذیل میں اہم نکات ہیں:
یاد رکھیں، ایمبیڈڈ سسٹم ہر جگہ موجود ہیں، آلات کو محفوظ، سمارٹ اور استعمال میں آسان بنانے میں مدد کے لیے پردے کے پیچھے کام کر رہے ہیں۔ وہ روزمرہ کے آلات کو ایسے آلات میں بدل دیتے ہیں جو حکموں کو سمجھتے ہیں اور خود کام کرتے ہیں۔
آج آپ نے جو کچھ سیکھا ہے اس کے ساتھ، آپ اب جان چکے ہیں کہ ایک ڈیوائس کے اندر موجود سب سے چھوٹا کمپیوٹر بھی ہماری روزمرہ کی زندگی میں بڑا کردار ادا کرتا ہے۔ یہ چھوٹے سسٹمز ہمیں دکھاتے ہیں کہ سادہ خیالات، جب احتیاط سے اکٹھے کیے جاتے ہیں، تو ایسی ٹیکنالوجی بنا سکتے ہیں جو ہماری دنیا کو ایک بہتر جگہ بناتی ہے۔
اگلی بار گیجٹ استعمال کرنے پر آنکھیں کھلی رکھیں۔ اس کے اندر چھپے ہوئے مددگار کے بارے میں سوچیں جو سنتا ہے، سوچتا ہے اور اس بات کو یقینی بنانے کے لیے عمل کرتا ہے کہ ہر چیز بالکل ٹھیک کام کرتی ہے۔
