Mavzu: O'rnatilgan tizimlar datchiklari va sensorlari bilan ishlash

Dasturiy qismi.

int ledPin = 13;

int switchPin = 2;
int value = 0;
void setup() {
pinMode(ledPin, OUTPUT);
pinMode(switchPin, INPUT);
}
void loop()
{
value = digitalRead(switchPin);
if (HIGH == value) {
digitalWrite(ledPin, HIGH);
} else {
digitalWrite(ledPin, LOW);
}
}
Fotoelement va diodlampalarda tasodifiy nur hosil qilish bunda biz oddiy sevitafor chiroqlarni temir yo’l chiroqlarni hosil qilishimiz va maxsus effekt
yaratish.



15-rasm.
Bu holatlar uchun bizaga Fotoelement va diodlampalar kerak bo’ladi.

16-rasm.
Endi, Arduino va Fotoelement va diodlampalar Arduino doskasi yordamida bog’lanib olishingiz kerak bo’ladi. Arduino va Fotoelement va diodlampalarni ko’rib turganingizdagidek qilib ulab olishingiz kerak bo’ladi.

17-rasm.
Huddi shu ko’rinishda ulanganidan so’ng Arduinoga USBni esa kompyuterga ulash kerak bo’ladi.

O’rnatilgan tizim-bu amaliy kompyuter tizimi bo’lib, u boshqa turdagi kompyuter tizimlaridan, ya’ni shaxsiy kompyuterlar (PC) yoki superkompyuterlardan farq qiladi. Biroq, siz “o’rnatyilgan tizim” tushunchasini tushunishda ba’zi qiyinchiliklarga uchrashingiz mumkin, chunki u texnologiyadagi o’zgarishlar va turli xildagi kompyuter qurilmalari va dasturiy qismlari narxlari sezilarli tushish natijasida doimiy ravishda mukammallashib boradi. Yaqin yillarda o’rnatilgan tizimning an’anaviy turlari doirasi ancha kengaydi. Kitobxon yaqin kelajakda bu tizimga duch kelishi mumkinligi sababli, tizim haqida mulohaza qilishni va bugungi kunda ular qanchalik to’g’ri ishlashi yoki kamchiliklarini tushunishi juda muhim hamda ular xususida onliravishda muhokama yurita olishi kerak. Quyida o’rnatilgan tizimning bir necha umumiy xususiyatlri haqida fikr yuritiladi:

O’rnatilgan tizimlar qurilmalar va dasturiy ta’minotining keng qo’llanishi jihatdan shaxsiy kompyuterlarga (PC) qaraganda ancha chegaralangan. Bu hol o’rnatilgan tizimlarining muhim yo’nalishlari uchun to’g’riligini saqlamoqda. Qurilmalar cheklanganligi to’rt jihatdan kamchiliklarga ega, ular ish sifatini yaxshilash, is’temol kuchi, xotira va qurilma keng tarqalishidagi kamchiliklardir. Dasturiy ta’minotdagi kamchiliklar jihatdan o’rnatilgan tizimlar shaxsiy kompyuterlarga ancha yaqin, ya’ni tatbiqlar kam, ko’lami past tatbiqlar, operatsion tizim yo’qligi yoki cheklangan tizimlar. Biroq bu ta’riflar boshqaruv kengashi nazarida qisman to’g’ri va shaxsiy kompyuterlardagi dasturiy ta’minotning avvalgi va bugungi avlodi ancha mukammal o’rnayilgan tizim loyihalariga qayta joylanmoqda.O’rnatilgan tizimlar faqat maxsus vazifalarni bajarish uchun loyihalashtirilgan. Ko’plab o’rnatilgan qurilmalar asosan bir xususiy vazifa uchun ishlab chiqilgan. Biroq, biz bugun ko’rishimiz mumkinki ayrim qurilmalar, masalan shaxsiy ma’lumotlar bazasi yordamchisi (PDA) gibrid telefon kameralari bir necha turdagi funksiyalarni bajarish uchun islab chiqarilgan.shuningdek, so’ngi raqamli TV lar ikkitomonlama amallarni bajarishga moslashgan, ya’ni ko’plab turdagi “TV”larga bog’liq bo’lmagan umumiy, lekin muhim bo’lgan amallarni bajaradi, xususan e-mail, internetdan foydalanish va ko’plab o’yinlar.O’rnatilgan tizim shunday kompyuter tizimidirki, unda boshqa kompyuter tizimlaridan ko’ra yuqori sifatli va ishonchli qurilmalar talab etiladi. Misol uchun, avtomobil motori kontrolerlarining harakat vaqtida tutashib ketishi yoki nozik tibbiyot asboblarining jarrohlik vaqtidagi nuqsonlari juda jiddiy oqibatlarga olib keladi. O’rnatilgan qurilmalarning ba’zi qurilmalarida juda yuqori sifatli va ishonchli uskunalar bilan jihozlangan. Biroq, bu erda ham shunday o’rnatilgan qurilmalar bo’lib, masalan TV, o’yinlar, kamera telefonlar kabi, ularda noqulayliklar mavjud bo’lib, lekin ular hayotga xavf soladigan holatlarni vujudga keltimaydi.Ba’zi o’rnatilgan tizimlar deb nom olgan qurilmalar, misol uchun PDA yoki web bloknotlar, aslida o’rnatilgan qurilma emas. Kompyuter tizimlari sohada ba’zi bahsli holatlar uchraydi va an’anviy tizimlarning hammasi ham aslida o’rnatilgan tizim emas. Biroz tushunildiki, ancha mukammalroq loyihalarning o’rnatilgan tizim sifatida shakllanishi, masalan PDAning, nanotexnologik bozor va sotuv jarayoniga ko’proq bog’liq ekan muhandislarga qaraganda. Haqiqatda soha muhandislari o’rnatilgan tizim jarayonidagi faoliyatiga qarab o’zaro bo’lingan, hatto bu loyihachilar joriy tizimlar borasida birgalikda muhokamalashishsada, an’anaviy o’rnatilgan tizim rivojlanishda davom etadimi yo’qmi yoki sanoat jarayonida yakunda boshqalar tomonidan boshqariladimi. Hozirda sanoatni ta’minlaydigan kompyuter tizimlari ko’lami mavjud emasligi sababli an’anaviy o’rnatilgan tizimlar va umumiy maqsadli shaxsiy kompyuterlar orasidagi raqobat sustlashdi. Bu kitob o’rnatilgan tizim evolyutsion ko’rinishini asoslab ko’rsatib beradi,qaysiki bu turdagi kompyuter tizim loyihalarini o’z ichiga olgan.
Elektronik qurilmalarning har bir muhandislik bozoridagi segmenti o’rnatilgan tizim sifatida sinflanib boradi (1.1 jadval), qisqa qilib aytganda, ”kompyuter tizimlari turlari” xususiy xarakteristikaga ega bo’lib, mazkur holatini keng ko’lamdagi o’rnatilgan tizimlarda ham saqlaydi, ya’ni bu jarayonni izohlaydigan yagona ta’rif mavjud emas.

1.1 jadval

Bozor	O’rnatilgan tizim
Avtomatika	O’t oldirish sistemasi

O’rnatilgan tizim-bu amaliy kompyuter tizimi bo’lib, u boshqa turdagi kompyuter tizimlaridan, ya’ni shaxsiy kompyuterlar (PC) yoki superkompyuterlardan farq qiladi. Biroq, siz “o’rnatyilgan tizim” tushunchasini tushunishda ba’zi qiyinchiliklarga uchrashingiz mumkin, chunki u texnologiyadagi o’zgarishlar va turli xildagi kompyuter qurilmalari va dasturiy qismlari narxlari sezilarli tushish natijasida doimiy ravishda mukammallashib boradi. Yaqin yillarda o’rnatilgan tizimning an’anaviy turlari doirasi ancha kengaydi. Quyida o’rnatilgan tizimning bir necha umumiy xususiyatlri haqida fikr yuritiladi:
O’rnatilgan tizimlar qurilmalar va dasturiy ta’minotining keng qo’llanishi jihatdan shaxsiy kompyuterlarga (PC) qaraganda ancha chegaralangan. Bu hol o’rnatilgan tizimlarining muhim yo’nalishlari uchun to’g’riligini saqlamoqda. Qurilmalar cheklanganligi to’rt jihatdan kamchiliklarga ega, ular ish sifatini yaxshilash, is’temol kuchi, xotira va qurilma keng tarqalishidagi kamchiliklardir. Dasturiy ta’minotdagi kamchiliklar jihatdan o’rnatilgan tizimlar shaxsiy kompyuterlarga ancha yaqin, ya’ni tatbiqlar kam, ko’lami past tatbiqlar, operatsion tizim yo’qligi yoki cheklangan tizimlar. Biroq bu ta’riflar boshqaruv kengashi nazarida qisman to’g’ri va shaxsiy kompyuterlardagi dasturiy ta’minotning avvalgi va bugungi avlodi ancha mukammal o’rnayilgan tizim loyihalariga qayta joylanmoqda.O’rnatilgan tizimlar faqat maxsus vazifalarni bajarish uchun loyihalashtirilgan. Ko’plab o’rnatilgan qurilmalar asosan bir xususiy vazifa uchun ishlab chiqilgan. Biroq, biz bugun ko’rishimiz mumkinki ayrim qurilmalar, masalan shaxsiy ma’lumotlar bazasi yordamchisi (PDA) gibrid telefon kameralari bir necha turdagi funksiyalarni bajarish uchun islab chiqarilgan.shuningdek, so’ngi raqamli TV lar ikkitomonlama amallarni bajarishga moslashgan, ya’ni ko’plab turdagi “TV”larga bog’liq bo’lmagan umumiy, lekin muhim bo’lgan amallarni bajaradi, xususan e-mail, internetdan foydalanish va ko’plab o’yinlar. O’rnatilgan tizim shunday kompyuter tizimidirki, unda boshqa kompyuter tizimlaridan ko’ra yuqori sifatli va ishonchli qurilmalar talab etiladi. Misol uchun, avtomobil motori kontrolerlarining harakat vaqtida tutashib ketishi yoki nozik tibbiyot asboblarining jarrohlik vaqtidagi nuqsonlari juda jiddiy oqibatlarga olib keladi. O’rnatilgan qurilmalarning ba’zi qurilmalarida juda yuqori sifatli va ishonchli uskunalar bilan jihozlangan. Biroq, bu erda ham shunday o’rnatilgan qurilmalar bo’lib, masalan TV, o’yinlar, kamera telefonlar kabi, ularda noqulayliklar mavjud bo’lib, lekin ular hayotga xavf soladigan holatlarni vujudga keltimaydi. Ba’zi o’rnatilgan tizimlar deb nom olgan qurilmalar, misol uchun PDA yoki web bloknotlar, aslida o’rnatilgan qurilma emas. Kompyuter tizimlari sohada ba’zi bahsli holatlar uchraydi va an’anviy tizimlarning hammasi ham aslida o’rnatilgan tizim emas. Biroz tushunildiki, ancha mukammalroq loyihalarning o’rnatilgan tizim sifatida shakllanishi, masalan PDAning, nanotexnologik bozor va sotuv jarayoniga ko’proq bog’liq ekan muhandislarga qaraganda. Haqiqatda soha muhandislari o’rnatilgan tizim jarayonidagi faoliyatiga qarab o’zaro bo’lingan, hatto bu loyihachilar joriy tizimlar borasida birgalikda muhokamalashishsada, an’anaviy o’rnatilgan tizim rivojlanishda davom etadimi yo’qmi yoki sanoat jarayonida yakunda boshqalar tomonidan boshqariladimi. Hozirda sanoatni ta’minlaydigan kompyuter tizimlari ko’lami mavjud emasligi sababli an’anaviy o’rnatilgan tizimlar va umumiy maqsadli shaxsiy kompyuterlar orasidagi raqobat sustlashdi.
O’rnatilgan tizimlarning tadbiq etishni chegaralari juda keng. Unga uy taymeridagi sodda qurilmalardan katta territoriyada joylashgan muhim ob’ektlarni boshqaruvchi murakkab taqsimlangan ierarxik tizimlar kiradilar¹:

• 
  Telekommunikatsiya tizimlari, tarmok uskunalari (kommutatorlar, marshrutizatorlar, ADSL modemlar va x.k.);
  
• 
  Maishiy elektronika (uyali telefonlar, KPK, o’yin konsollari, raqamli fotoapparatlar, elektrchayniklar, mikroto’lqinlipechlar, idish tovoq yuvuvchi mashinalar va boshqalar);
  
• 
  zamonaviy meditsina va sport qurilmalari;
  
• 
  Transportavtomatikasi( avtomobil vaaviatsiya tizimlari), shaxar yo’l xarakatini boshqaruvchi tizimlari ;
  
• 
  telemexanika tizimlari (tashqi yoritishni boshqarish tizimlari, elektroquvvatni va boshqa energomanbaalarni nazorat va xisoblash tizimlari, energoob’ektlarni boshqarish va monitoring tizimlari);
  

monitoring,navigatsiya, kuzatish tizimlari, xarbiy va kosmik qo’llanishdagi bort
tizimlari;
sensor tizimlari texnologiyalari asosidagi «Aqlli uy» («intellektual bino») .
O’XT loyixalashda ishlab chiqaruvchi tayyyor va yangi tuziladigan echimlarni bir-biri bilan o’zaro munosabatiga bog’liq bo’lmagan maxsus xisoblash tizimni yaratadi. Uning taxlil doirasiga tizimni barcha darajalari kiradi. Bu jarayonda loyixalovchi mavjud bo’lgan kuchli va qulay instrumental vositalari bo’lgan operatsion muxitiga ilovalar tuzish emas barki turli keskin chegaralanishlar sharoitlarida yangi maxsuslashtirilgan o’rnatilgan tizimlarini yaratishi kerak.
Albatta O’XT yaratishdagi masalalar qismini shablon usullari bilan echishladi(ayniksa tayyor tizimni rivojlantirish yoki shaklini o’zgartirishda). Ammo bu xolatda xam sifatli xisoblash platformasi, kuchli maxsuslashtirilgan asboblarni qo’llash va maxsulotni puxta testlashni talab etiladi.
Shablon echimlar chegaralariga kirmaydigan O’XT yaratish masalalari usullari va loyixalash vositalari doimiy takomillashtirishni talab qiladilar.
Real vaqt tizimi – xodisaga garantiyalangan ta’sirlanish vaqtli xisoblash tizimi. Real vaqt tizimi (RVT) –chiqish ta’sirini tuzilish vaqti muxim bo’lgan barcha xisoblash tizimi. Masalan: upravlenie texnologik jarayonni boshqarish, o’rnatilgan xisoblash tizimlari, kassalik savdo tizimlari va x.k.
Axborot (InformationTechnology)tizimlarinireal vaqt tizimlaridan (real-time) printsipial farqi «chiqish-kirish ta’sirlanish» parametrini talqin etishda: «The right answer late is wrong» («Kech berilgan to’g’ri javob q noto’g’ri javob»).
O’rnatilgan tizimlar xususiyatlariga ishonchlilik, xavfsizlik va kafolatlangan ta’sirlanish vaqtini ta’minlash zaruriyati aloqador bo’ladi.garantiyalangan ta’sirlanish vaqtini ta’minlanish odatda real vaqtda ishlash deb ataladi.
O’XTboshqarish ob’ekti xaqida ma’lumotni datchiklar yordamida oladi va unga javoban boshqarish ta’sir ishlab chiqadi va bog’lanish qurilma yordamida ob’ektga uzatadi. Boshqarish ob’ektdan olingan axborot va o’rnatilgan tizimdan boshqarish signali berilguncha o’tadigan vaqt ta’sirlanish vaqti deb ataladi.
Real vaqtdagi tizim tezkor bo’lishi shart emas. Real vaqtdagi tizim boshqarish signallarni ishonchli vaqt oraliqdagi keladigan axborotga javoban uzatish kerak.
Ta’sirlanish vaqtini bajarilmaslik darajasini oqibati zaruriyati darajasi bo’yicha real vaqtdagi tizimlarini ikki guruxi ajratiladi :

• 
  yumshoqreal vaqt tizimi;
  
• 
  qattiq real vaqt tizimi.Yumshoq real vaqt tizimi (softreal-timesystem) – vaqt kechikishlari o’rtacha miqdorlari bilan o’rnatiladilar.Qattiq real vaqt tizimi - vaqt chegaralanishlari bajarilmasligi tizimni biror maqsadga qaratilgan funktsiyani falokatli natijalarga olib keladigan real vaqt tizimi.
  

“Qattiq” real vaqt tizimlarida, tashqi ta’sir va hodisalarga ma’lum vaqt intervalida javob berolmasligi tizimning ishlashining to’la rad etilishiga va qo’yilgan muammoni echilmasligiga olib kelishi mumkin. “Yumshoq” real vaqt tizimlariga esa, “qattiq” tizimlar sirasiga kirmaydigan barcha tizimlar kiradi va ular o’rtacha olinganda tayinlangan muddatga eng yomon ish sharoitlarida biror bir natijaga erishish imkonini beradi.
“Yumshoq” real vaqt tizimlari har doim ham qo’yilgan muammoni echib ulgurmasligi mumkin, bu esa butun tizimning rad etishiga olib keladi. Real vaqt tizimlarida vazifani bajarishning ma’lum yo’naltiruvchi muddatini kiritish zarurati tug’iladi.
“Qattiq” real vaqt tizimlarida vazifa (muammo) nima bo’lishidan qat’iy nazar qo’yilgan muddatga bajarilishi shart. “Yumshoq” real vaqt tizimlarida esa berilgan vaqt intervalida bajarilishi maqbul hisoblanadi. Berilgan yo’naltirilgan muddatdan vazifani rejalashtiruvchi sifatida foydalaniladi, undan vazifani ishga tushirishda maqsad ustivorligini o’rnatishda, hamda jarayonlar ishini rejalashtirishda foydalaniladi va “dedlayn” – “oxirgi muddat” deb ataladi.
“Qattiq” real vaqt tizimning asosiy belgilari (RVOT):
- tashqi hodisalarga kafolatlangan javob vaqti (uskunadan uzilish);
- jarayonlarni boshqarishning aniqlangan tizim ostinining mavjudligi (past ustivorli maqsadlarning yuqori ustivorli maqsadlarni siqib chiqarmaslik tamoyili);
- tashqi hodisalarga hozirjavoblik yoki maksimal javob berish vaqtiga qo’yiladigan qattiq talablar (apparat uzilishi bo’yicha kechikish o’nlab mikrosekundlardan va maqsadlar mantini qayta ulash bo’yicha kechikish esa yuzlab mikrosekundlardan oshmasligi kerak );
RVOT uchun quyidagi talablarning bajarilishi zarur:
- Operatsion tizim (OT) ko’pmaqsadli bo’lishi lozim va chiqib chiqarishga yo’l qo’yish imkoni mavjudligi;
- OT oqimlarni bajarishni rejalashtirishda ustivorlik mexanizmiga ega bo’lishi lozim;
- OT bashorat qilinadigan sinxronlashtirish mexanizmlari orqali ishlashi lozim;
- OT ustivorliklarning irsiy mexanizmini ta’minlashi lozim;
- OT ning hulqi bashorat qilinadigan bo’lishi lozim (uzilishlarni qayta ishlash kechikishlari, maqsadlarni qayta ulash kechikishlari, drayverlarning kechikishuvs va boshqalar). Bu esa tizimning barcha ish yuklamasi stsenariylariga hozirjavobligini bildiradi.