5-ma’ruza. O‘rnatilgan tizimlarga kirish. Reja

1.2. O‘rnatilgan tizimlarning turlari va ularning joriy etilishi.
Hisoblash vositalarining rivojlanish jarayonida va element asosining yanada kichiklashishi sharofati bilan hamda boshqariluvchi ob’ekt bilan birikib ketish natijasida kiberfizik tizim (CPS, Cyber Physical Sysrem) deb nomlanuvchi tizimlar paydo bo‘ldi. CPS tizimlar mexanik, optik, kimyoviy va biologik tizimlar bilan chuqur birlashib ketishi bilan harakterlanadi. Demak, hisoblash tizimlarining boshqariluvchi ob’ektga singish darajasiga bog‘liq holda quydagilarga ajratish mumkin:
- Axborot boshqaruv tizimlari (ABT).
- Taqsimlangan axborot-boshqaruv tizimlari (TABT).
- O‘rnatilgan tizimlar (O‘T, Embedded Sysrem, ES).
- Tarmoqli o‘rnatilgan tizimlar (TO‘T, Networked Embedded System, ES).
- Kiberfizik tizimlar (KT, Cyber Physical System, CPS).
Oxirgi vaqtda hisoblash texnikasi sohasidagi rivojlanish natijasida o‘rnatilgan tizim atamasining ma’nosi yetarli darajada kuchli o‘zgardi. Texnikaning rivojlanishi bilan boshqaruvchi kompyuter tizimining sinfini belgilashda evolyusiya sodir bo‘ldi: axborot-boshqaruv tizimidan o‘rnatilgan tizimga, o‘rnatilgan tizimdan tarmoqli o‘rnatilgan tizimga, tarmoqli o‘rnatilgan tizimdan kiberfizik tizimgacha rivojlandi. Rivojlanish jarayonida hisoblash tizimi bilan boshqariladigan ob’eketni sekin-asta birlashuvi sodir bo‘la boshladi. Agarda birinchi axborot boshqaruv tizimlari amaliy jihatdan boshqaruv ob’ekti bilan bog‘lanmagan tizim ko‘rinishiga ega bo‘lgan bo‘lsa, hozirgi zamon kiberfizik tizimlari boshqariluvchi ob’ektga juda ham chuqur singib ketgan (integratsiyalashgan).
Kiberfizik tizimlar(Cyber Physical System (CPS)) – bu bitta vazifani bajaruvchi, boshqariluvchi va nazorat qilinuvchi ob’ekt bilan jismoniy muloqat qilish vositalariga (elektr, kimyoviy, optik, mexanik, biologik va boshqalar) ega bo‘lgan maxsuslashtirilgan hisoblash tizimidir. Kiberfizik tizimlarini joriy etish uchun hisoblash platforma vazifasi sifatida xoxlagan kompyuterli vositalar ishlatilishi mumkin (masalan, shaxsiy kompyuter).
“O‘rnatilgan tizim” atamasining turli talqinlari mavjud, ulardan ba’zilarini keltiramiz [9]:
O‘rnatilgan hisoblash tizimi – ma’lum vazifalar to‘plamini bajarish uchun mo‘ljallangan maxsus axborot-boshqaruv tizimi (ABT).
Shaxsiy kompyuter bo‘lmagan, kichik kompyuter bo‘lmagan yoki katta universal kompyuter bo‘lmagan har qanday hisoblash tizimi o‘rnatilgan hisoblash tizimi deb atalishi mumkin.
O‘rnatilgan hisoblash tizimi – bu qurilma tarkibida dasturlanuvchi kompyuteri bor tizim bo‘lib, shu bilan birga u kompyuter umumiy foydalanishlar uchun mo‘ljallanmagan bo‘lishi kerak.
O‘rnatilgan hisoblash tizimi – amaliy jihatidan har qanday hisoblash tizimi bo‘lishi mumkin, lekin u stol usti kompyuteri bo‘lmasligi kerak. Birinchi zamonaviy real vaqtda hisoblash tizimi 1960-yillarda Apollon dasturi uchun Massachusets texnologiya instituti doktori Charlz Stark Draper tomonidan ishlab chiqilgan. Apollon-Yo‘naltiruvchi kompyuteri (Apollo Guidance Computer) edi. Apollon boshqaruv kompyuteri avtomatik ravishda ma’lumotlarni yig‘ish va Apollon buyruq moduli va oy moduli uchun muhim hisob-kitoblarni bajarish uchun mo‘ljallangan.(1.1.-rasm).
1971 yilda Intel firmasi tomonidan birinchi mikroprotsessor Intel 4004 chiqariladi, unga qo‘llab-quvvatlash chiplari va tashqi xotira kerak edi.
1978 yilda Milliy mashinasozlik sanoati assotsiatsiyasi dasturlashtiriladigan mikrokontrollerlar uchun standart ishlab chiqargan.

1.1.-rasm. Apollo Guidance Computer.

1980-yillarning boshlariga kelib xotira, kirish va chiqish tizimining komponentlari protsessor bilan bir xil chipga birlashtirilib, mikrokontroller loyihalash yo‘lga qo‘yilgan. Keyinchalik o‘rnatilgan mikrokontrollerli tizimlar iste’molchilarning kundalik hayotining barcha sohalariga, kredit karta, uyali telefonlardan tortib to svetoforlar va termostatlargacha kiritildi.

Bugungi kunda siz tinglayotgan musiqa parametrlarini yoki ko‘rayotgan tasvirni erkin tanlash imkoniyatisiz zamonaviy multimediya elektron uskunalarini tasavvur qilish qiyin. Bu esa ushbu qurilmalarning ishlashini boshqaruvchi va ularning ichida joylashgan mikroprotsessorlardan foydalanish orqali amalga oshiriladi. Kompyuter tizimlari murakkab raqamli tizimlar sifatida birinchi bo‘lib hisoblash jarayonlarini ma’lum algoritmga muvofiq avtomatlashtirish uchun ishlatilgan. Biroq, avtomatlashtirish nafaqat hisoblash jarayonlariga tegishli bo‘lishi mumkin.