1-маъруза мавзу: Ўрнатиладиган тизимларга кириш

1.2.Ўрнатилган тизимларнинг турлари ва кўрсатгичлари
Ҳисоблаш воситаларининг ривожланиш жараёнида ва элемент асосининг янада кичиклашиши шарофати билан ҳамда бошқарилувчи объект билан бирикиб кетиш натижасида киберфизик тизим (CPS, Cyber Physical Sysrem) деб номланувчи тизимлар пайдо бўлди. CPS тизимлар механик, оптик, кимёвий ва биологик тизимлар билан чуқур бирлашиб кетиши билан ҳарактерланади. Демак, ҳисоблаш тизимларининг бошқарилувчи объектга сингиш даражасига боғлиқ ҳолда қуйдагиларга ажратиш мумкун:

• 
  Ахборот бошқарув тизимлари (АБТ).
  
• 
  Тақсимланган ахборот-бошқарув тизимлари (ТАБТ).
  
• 
  Ўрнатилган тизимлар (ЎТ, Embedded Sysrem, ES).
  
• 
  Тармоқли ўрнатилган тизимлар (ТЎТ,Networked Embedded System,ES ).
  
• 
  Киберфизик тизимлар (КТ, Cyber Physical System, CPS).
  

Охирги вақтда ҳисоблаш техникаси соҳасидаги ривожланиш натижасида ўрнатилган тизим атамасининг маноси етарли даражада кучли ўзгарди. Техниканинг ривожланиши билан бошқарувчи компьютер тизимининг синфини белгилашда эволюция содир бўлди: ахборот-бошқарув тизимидан ўрнатилган тизимга, ўрнатилган тизимдан тармоқли ўрнатилган тизимга, тармоқли ўрнатилган тизимдан киберфизик тизимгачан ривожланди. Ривожланиш жараёнида ҳисоблаш тизими билан бошқариладиган объекетни секин-аста бирлашуви содир бўла бошлади. Агарда биринчи ахборот бошқарув тизимлари амалий жихатдан бошқарув объекти билан боғланмаган тизим кўринишига эга бўлган бўлса, ҳозирги замон киберфизик тизимлари бошқарилувчи объектга жуда ҳам чуқур сингиб кетган (интеграциялашган).
Киберфизик тизимлар Cyber Physical System (CPS) – бу битта вазифани бажарувчи, бошқарилувчи ва назорат қилинувчи объект билан жисмоний мулоқат қилиш воситаларига (электр, кимёвий, оптик, механик, биологик ва бошқалар) эга бўлган маҳсуслаштирилган ҳисоблаш тизимидир. Киберфизик тизимларини жорий этиш учун ҳисоблаш платформа вазифаси сифатида хохиший компьютерли воситалар ишлатилиши мумкун (масалан, шахсий компьютер) .
“Ўрнатилган тизим” атамасининг турли талқинлари мавжут, улардан базиларини келтирамиз [9]:
Ўрнатилган ҳисоблаш тизимлари (ЎХТ) – маҳсус (буюртмали) ҳисоблаш тизимлари, бошқариш ёки назорат қилиш объекти билан бевосита мулоқатдаги ва у билан битта конструкция ҳосил қилган тизимдир.
Ўрнатилган ҳисоблаш тизими – маълум вазифалар тўпламини бажариш учун мўлжалланган маҳсус ахборот-бошқарув тизими (АБТ).
Шахсий компьютер бўлмаган, кичик компьютер бўлмаган ёки катта универсал компьютер бўлмаган ҳар қандай ҳисоблаш тизими ўрнатилган ҳисоблаш тизими деб аталиши мумкун.
Ўрнатилган ҳисоблаш тизими – бу қурилма таркибида дастурланувчи компьютери бор тизим бўлиб, шу билан бирга у компьютер умумий фойдаланишлар учун мўлжалланмаган бўлиши керак.
Ўрнатилган ҳисоблаш тизими – амалий жихатидан ҳар қандай ҳисоблаш тизими бўлиши мумкун, лекин у стол усти компьютери бўлмаслиги керак.
Ўрнатилган ҳисоблаш тизими – маҳсус вазифалар учун мўлжалланган тизим бўлиб, ҳисоблаш элементи бошқарадиган объектига тўлиқ жойлаштирилган бўлиши керак. Ўрнатилган тизимлар универсал компьютерлардан фарқли битта ёки бир неча олдиндан аниқлаштирилган вазифани бажаради, одатда жуда аниқ талаблар қўйилган масалани. Техник манода ўрнатилган тизимлар атроф муҳит билан бошқариш ва назорат қилиш вазифаларини бажариш учун мулоқатда бўлиб, этибор қаратишни ўз вақтида ва сифатли амалга оширишни қатор талабларини амалга оширади. Одатда улар қуйидаги талабларни бажарадилар: нарх, истемол қувват ва чекланган ресурсларни ишлатиш. Идеал ҳолда ўрнатилган тизим муҳит билан объектнинг умри давомида мулоқатда бўлиши керак.
Одатда ўрнатилган тизим анча катта тизимнинг бир қисмини ташкил этади ёки бошқариладиган объектга бевосита ўрнатилади. Ўрнатилган тизим – бу жисмоний дунё объекти билан “чуқур интеграллашган” тизим [9]. Уларнинг элементлари амалий жихатдан ҳар доим ресурс бўйича чекланган. Бу тизимлар узоқ ҳаёт циклили, кўпинча алоҳида (автоном). Бу тизимларнинг ўлчами ва мураккаблиги жуда катта оралиқда ўзгаради. Ўрнатиладиган тизимлар ўз соҳасини устаси бўлмаган фойдаланувчиларга мўлжаллангандир. Шу билан бир қаторда кўпинча жуда муҳим вазифаларни бажарадилар.
Ўрнатиладиган ҳисоблаш тизимларини қуйидаги белгилар бўйича турларга ажратиш мумкун:

• 
  фойдаланиш соҳаси бўйича;
  
• 
  ахборот ва бошқариш функцияларини турли нисбатлари бўйича, яъни тизим кўпроқ ахборот тизими (маълумотлар еғиш тизими) ёки бошқариш тизими (автоматлаштирилган бошқарув тизими);
  
• 
  аппарат блокларини худуд бўйлаб маҳаллийлаштириш бўйича:
  

• 
  худуд бўйлаб маҳаллийлаштирилган;
  
• 
  худуд бўйлаб тарқатилган.
  

• 
  ҳисоблаш (ахбортларга ишлов бериш) ва коммуникацион (ахборотларни киритиш-чиқариш вазифаси) ташкил этувчиларининг нисбати бўйича;
  
• 
  инсоннинг иштирок этиш даражаси бўйича:
  

• 
  автоматик тизим – бу дастлабки созлашни ва кўрсатгичларга тезкор тузатиш киритишларни ҳамда тизимнинг иш тартибларини ўрнатиш вазифасини оператор томонидан бажарилувчи тизимдир. Ахборотларни йиғиш, узатиш ва бошқариш буйруқларини бажариш, бошқариш буйруқларини тезкор танлаш вазифаларини инсон иштирокисиз амалга оширилади;
  
• 
  автоматизациялаштирилган тизим – бу қисман ёки тўлиқ хажимда ахборотларга тезкор ишлов беришни ва бажарувчи қурилмаларни бошқариш буйруқларини оператор томонидан ҳосил қилиш тизимидир (масалан, телебошқарув).
  

• 
  ахборот/ҳисоблашларни ташкиллаштирилиши бўйича (марказлаштирилган/тарқатилган);
  
• 
  тизимнинг жисмоний/мантиқий модуллари ўртасида вазифаларни ва масалаларни параллеллаштириш даражаси бўйича.
  

Ўрнатилган тизимларни ишлашининг хусусияти бўлиб реал вақт ўлчамида ишлаш зарурати бор ёки йўқлиги ҳисобланади.
Ҳозирги вақтда ярим ўтказгичли компонентларни ишлаб чиқарувчилардан Intel, Microchip, Hitachi, NEC, Atmel, Texas Instruments каби компаниялар турли мураккабликдаги микроконтроллерлар оиласини ишлаб чиқармоқдалар. Нисбатан содда микроконтроллерлар маиший техникада ва ўйинчоқларда ўз татбиқини топмоқда. Анча мураккаб юқори унумдорли микроконтроллерлар самолетларни бошқариш ва ҳарбий техникада қўлланилмоқда.
Ўрнатиладиган тизимларнинг ишлатиладиган соҳалари хақиқатда жуда кенг қамровли. Уларга уй шароитида ишлатиладиган таймерлардан бошлаб то жуда мураккаб катта худудларда жойлашган ўта муҳим объектни бошқарувчи мураккаб тарқатилган шажарасимон тизимларгачан киради.

• 
  Телекоммуникацион тизимлар, тармоқ қурилмалари (коммутаторлар, йўналтиргичлар, ADSL модемлари ва бошқалар);
  
• 
  Маиший электроника (уяли телефонлар, рақамли фотоаппаратлар, рақамли камералар, кир ва идиш ювиш машиналари ва бошқалар);
  
• 
  Замонавий тиббиёт ва спорт қурилмалари;
  
• 
  Транспорт автоматикаси (автомобильдан авиация тизимларигача, шаҳар йўл ҳаракатини бошқариш тизими ваҳоказо);
  
• 
  Телемеханика тизимлари (ташқи ёритгичларни бошқариш тизими,электр эненргиясмини ва бошқа энергоресурсларни ҳисобга олиш ва назорати, энергообъектларни мониторинги);
  
• 
  Ҳарбийлар ва космик соха учун борт тизимлари, кузатув тизимлари;
  
• 
  Сенсор тармоқлари технологияси асосидаги “Ақиллий уй” (”Интеллектуаль бино”).
  

Муҳими, бу ўрнатиладиган ҳисоблаш тизимларини лойиҳалаштирувчи тайёр ечимлар мавжутлик даражаси ва янгиларини яратиш нисбати қандай бўлишидан қатий назар, у ҳар доим маҳсуслаштирилган ҳисоблаш тизимини яратади. Унинг таҳлиллаш доирасига тизимни ташкиллаштиришнинг барча босқичлари киради. У қувватли ва қулай инструментал воситалар мавжутлигида тайёр операцион тизимга илова яратиш масаласи билан шуғулланмайди, турли қиррали қаттиқ чекланган шароитда янги маҳсуслаштирилган ўрнатиладиган тизимни яратиш устида иш олиб боради.
Шубҳасиз, ўрнатиладиган ҳисоблаш тизимларини (ЎХТ) яратиш соҳасидаги масалаларнинг бир қисмини андозалардан фойдаланиш ҳисобига ҳал қилинади, айниқса агарда тайёр тизимларни ривожлантириш ёки модификация қилиш ҳақида гап кетганда. Лекин шу ҳолатда ҳам сифатли ҳисоблаш платформасини ишлатиш, қувватли маҳсуслаштирилган воситалардан фойдаланиш ва махсулотни тестлаш талаб этилади. ЎХТ яратиш масаласи у ёки бу сабабга кўра андоза ечимларига тўғри келмаса, лойиҳалаштиришнинг усул ва воситаларини доимий равишда ривожлантириб бориш талаб этилади.
1.1-чизмада ўрнатилган тизимларнинг асосий татбиқ соҳалари келтирилган.

1.1-чизма. Ўрнатилган тизимларнинг татбиқ соҳалари