Что такое встроенная ОС (операционная система)?

Операционные системы управляют аппаратной частью компьютера. Они управляют ресурсами, предоставляют пользователям оборудование для разработки приложений и выполняют код.

Но не все операционные системы одинаковы.

В то время как настольные операционные системы, такие как Windows, повсюду, другие операционные системы скрыты от нашего взгляда. Большинство людей даже не знают, что они существуют.

Речь идет о встроенных операционных системах.

Давайте посмотрим, что такое встроенная ОС и чем она отличается от не встроенной ОС?

Что такое встроенная ОС?

Встроенная операционная система — это часть программного обеспечения, предназначенная для управления встроенной системой.

Встроенная система представляет собой комбинацию аппаратного и программного обеспечения, используемого для выполнения узкоспециализированной задачи. Например, рассмотрим пример современного смарт-телевизора. Микропроцессор и связанное с ним оборудование внутри телевизора управляются встроенной ОС.

Таким образом, встроенная ОС контролирует аппаратные ресурсы встроенной системы и позволяет выполнять код на оборудовании. Код, который запускает встроенная ОС, выполняет фиксированные задачи, такие как управление устройствами Интернета вещей (IoT).

Как работает встроенная ОС?

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

Давайте возьмем пример встроенной ОС, работающей внутри камеры дверного звонка, такой как Ring. Встроенная ОС, управляющая аппаратным обеспечением камеры, выполняет этот код, который позволяет камере выполнять свою работу.

От подключение к сети Wi-Fi для обнаружения движения и записи видео встроенная ОС отвечает за управление аппаратными ресурсами, чтобы все это стало возможным.

На самом высоком уровне всякий раз, когда устройство со встроенной системой включается, загружается встроенная ОС, питающая устройство. На этом этапе загрузки весь код, необходимый для работы встроенной системы, включая ОС, также загружается и готовится к выполнению.

Следовательно, в отличие от настольной ОС, встроенной ОС не нужно загружать код из памяти каждый раз, когда ей нужно выполнить функцию.

Типы встроенных ОС

Встроенные ОС адаптированы для удовлетворения потребностей систем, в которых они будут использоваться. В то время как одни встроенные операционные системы контролируют системы, которые повторяют только одну задачу, другие встроенные операционные системы управляют системами, которые выполняют несколько задач одновременно.

В целом встроенные операционные системы делятся на многозадачность, в реальном времени, а также одиночная петля.

Многозадачность

Многозадачная встроенная ОС — это ОС, управляющая встроенной системой, которая должна выполнять несколько задач. Задачи могут выполняться одновременно, если микропроцессор, используемый во встроенной системе, способен на это, или они могут быть запланированы для выполнения в соответствии с алгоритмом планирования.

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

В режиме реального времени

Встроенная ОС реального времени — это та, которая работает в условиях жестких временных ограничений. Такая встроенная ОС должна получать и обрабатывать входные данные за отведенное время, иначе система выйдет из строя.

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

Один цикл

Встроенная ОС с одним циклом — это тип ОС, который многократно выполняет одну и ту же функцию. Единственная задача такой встроенной ОС — принимать входные данные и производить выходные данные в цикле.

Типичным примером встроенной ОС с одним контуром является ОС, используемая в светильниках с датчиками движения. Датчики движения обнаруживают движение, и встроенная система включает свет при обнаружении движения.

Встроенный против. Невстроенная ОС: в чем разница?

Самая большая разница между встроенной ОС и обычной ОС заключается в наборе приложений, которые запускает операционная система. В случае встроенной ОС набор приложений фиксированный. Аппаратное обеспечение встроенной системы предназначено для запуска этого конкретного набора приложений.

С другой стороны, невстроенные 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 ОС. Аппаратное обеспечение, на котором работает невстроенная ОС, также в некоторой степени настраивается.

Более того, встроенная ОС является специализированной. Другими словами, разные встроенные системы имеют разные встроенные ОС. С другой стороны, невстроенные ОС 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 как конечный продукт.

Невстроенные операционные системы сами контролируют конечный продукт.

Распространенное использование встроенной ОС

Встроенные операционные системы окружают нас повсюду. Некоторые распространенные примеры встроенных ОС:

• Устройства Интернета вещей, такие как умные лампочки и интеллектуальные датчики температуры и т. д.
• Автомобили для климат-контроля и обслуживания.
• Навигационные системы самолетов.
• GPS-трекеры и фитнес-трекеры.

Это всего лишь несколько примеров встроенных ОС. В общем, каждый микроконтроллер имеет встроенную ОС, которая работает за кулисами.

Встроенные ОС имеют решающее значение для работы окружающих нас технологий

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

Итак, если вы хотите более глубоко оценить встроенные ОС, инвестируйте в умный домашний гаджет. Например, умный замок — это отличный и простой способ начать интегрировать интеллектуальные повседневные технологии в свою жизнь.

Как разблокировать телефон Android через Wi-Fi с помощью Smart Lock

Читать далее

Об авторе