O‘rnatilgan tizimlarda qurilmalar drayveri

O‘ZBEKISTON RESPUBLIKASI AXBOROT TEXNOLOGIYALARI VA KOMMUNIKATSIYALARINI RIVOJLANTIRISH VAZIRLIGI MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI

“O‘rnatilgan tizimlarda qurilmalar drayveri”
mavzusidagi mustaqil ish

211-20-guruh talabasi
Berdikulov Shohruh
Toshkent – 2023
O‘rnatilgan tizimlarda qurilmalar drayveri
O’rnatilgan tizim deganda odatda maqsadga mo’ljallangan yoki muayyan o’rnatilgan dastur bilan foydalanishga mo’ljallangan har qanday kompyuter tizimi yoki kompyuter qurilmasi tushuniladi. Odatda, oxirgi foydalanuvchi bunday tizimlarni o’zgartira olmaydi. O’rnatilgan operatsion tizimlar odatda ma’lum bir vazifa yoki funktsiyaga yuqori darajada moslashishga ega. Ular maxsus jihozlarni yoki ma’lum bir dasturni qo’llab-quvvatlash uchun optimallashtirilishi mumkin. Tizim konfiguratsiyasi blokirovka qilinishi va sinchkovlik bilan tekshirilishi mumkin, shuning uchun ularning ishlab chiqaruvchilari xarajatlar darajasini boshqarish va ixtisoslashtirilgan vazifalar uchun optimallashtirilgan juda ishonchli qurilmalarni ishlab chiqarish imkoniyatiga ega. Natijada, xavfsizlik tizimining buzilish ehtimoli har qachongidan ham yuqori. Afsuski, o’zlashtirilib olingan usullar, texnologiyalar va protseduralar tahdidlarni boshqarish va xavfsizlik buzilishlariga javob berish zamonaviy dinamik va taqsimlangan tarmoq muhitida barqaror va hayotiy himoya strategiyalarini amalga oshirishga imkon bermaydi. Himoyalash vositalariga misli ko’rilmagan investitsiyalarga qaramay, bo’shliqlar hamma joyda, shu jumladan rasmiy muvofiqlik rasmiy ravishda ta’minlangan joylarda ham mavjud. Bularning barchasi zamonaviy tarmoqlarning samarali ishlashi uchun yangi rahbarlar, yangi fikrlash, yangi vositalar va yangi jarayonlar kerak degan xulosaga olib keladi. Ba’zi tashkilotlar uchun bu axborot xavfsizligini boshqarishning korporativ markazini (Security Operations Center, SOC) yaratish yoki uning imkoniyatlarini kengaytirish uchun rag’batlantiruvchi omil bo’ladi, boshqalari xavfsizlikni ta’minlash va boshqariladigan xizmatlarni etkazib berish bilan shug’ullanishni afzal ko’rishadi (Boshqariladigan xizmat ko’rsatuvchi provayder, MSP). Ma’lumotni boshqarish, to’plash, saqlash, o’zgartirish va tahlil qilish uchun raqamli tizimlar (CS) hozirgi kunda inson faoliyatining barcha sohalarida (ishlab chiqarish, tadqiqot, hayot, ofis, transport vositalari) qo’llaniladi. Shu munosabat bilan, markaziy isitish tizimining narxini, o’lchamini, energiya sarfini kamaytirish va qo’shimcha uskunalarni talab qilish tobora ortib bormoqda.


1. O’rnatilgan tizim tushunchasi 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’rnatilgan 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. O’quvchi 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. O’rnatilgan qurilmalarning ba’zi qurilmalarida juda yuqori sifatli va ishonchli uskunalar bilan jihozlangan. Misol uchun, avtomobil motori kontrolerlarining harakat vaqtida tutashib ketishi yoki nozik tibbiyot asboblariningn jarrohlik vaqtidagi nuqsonlari juda jiddiy oqibatlrga olib keladi. Biroq, bu yerda 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 aslidao’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. 2. O’rnatilgan tizimlarni loyihalashtirish Muhandislik sistemalari nuqtayi nazaridan o’rnatilgan tizimlar arxitekturasi loyihasini tuzishda bir necha modeli mavjud bo’lib, bu modellarga o’rnatilgan tizim loyihasi siklini ifodalashda murojat etiladi. Bu modellarning ko’pchilik qismi quyida keltirilgan rivojlantirish modellari kombinatsiyasiga asoslangan: Big-bang modeli, bu modelning muhimlik jihati shundaki, bunda rejalashtirish va jarayonni oldindan va sistema rivojlanish davrida amalgam oshirish shart emas. Sode - and-fix modeli, bu modelda mahsulot resurslari ko’rsatib o’tiladi, ammo rivojlanish boshlanguncha rasmiy jarayonlarda ko’rsatilishi shart emas. Waterfall modeli, bunda rivojlanishning bosqichma-bosqich amalgam oshishjarayoni ko’rsatilib, natijalar keyingi bosqichlarga zamin yaratadi. Spiral modeli, bu modelda rivojlanish jarayoni turli bosqichda amalgam oshiriladi va erishilgan fikr-mulohazalar jarayon mobaynida birlashtiriladi. Kuyidagi 1.1-rasmdagi model O’rnatilgan Tizimlar Loyihasi va Lifestyle Model Rivojlantirish modeli hisoblanadi. Bu model Waterfall va Spiral modellari kombinatsiyasiga asoslangan. Qachonki muvaffaqiyatli proektlarinvestitsiyalashtirilganda va analiz qilinganda, yillar davomida ishga oid detal, ma’lumotlar yig’iladi va yaroqsiz yoki texnik yoki resurs jihatdan muammoli proektlar ajratiladi. Xulosa qilish mumkinki, muvaffaqiyatli proektlarda kamida bitta yaroqsiz proektlarda uchramaydigan umumiy faktor mavjud bo’ladi. 3. O’rnatilgan tizimlarni sinflanishi Uzoq masofada joylashgan boshqariladigan ob’ektlarni boshqarish uchun mo’ljallangan xisoblash tizimlar sinflari axborot-boshqaruvchi tizimlar (ABT) deb nomlanardi. Kompyuter tarmoqlari paydo bo’lishi bilan tarmoq yoki taqsimlangan ABTlarni qurish imkoniyati vujudga keldi.Integral mikrosxemalar va mikroprotsessorlar paydo bo’lishi ABTni boshqariladigan ob’ektlarga yaqinlashtirish yoki unga EXMni o’rnatish imkonini berdi. Shunday qilib birinchi o’rnatilgan tizimlari (Embedded System) paydo bo’ldi. Bora-bora element bazasi arzonlanishi va uni integrallanishi darajasi ko’tarilishi va xisoblash qurilmalarini ishonchliligi oshishi bilan EXMni boshqariladigan ob’ektni turli joylariga o’rnatish va barcha xisoblash tugunlarini umumiy nazorat tarmoqiga birlashtirilish imkonlari vujudga keldi. Rivojlanish protsessida elementlar kichiklashishi va boshqariladigan ob’ektlar bilan birlashishi bilan kiberfizik nomini olgan (CPS, Cyber Physical System) tizimlari paydo bo’ldilar. Boshqariladigan ob’ektlariga xisoblash tizimi kiritilish darajasiga ko’ra quyidagi tizimlarni ajratish mumkin: Axborot-boshqaruvchi tizimlar (ABT). Taqsimlanganaxborot-boshqaruvchi tizimlar (TABT). O’rnatilgan tizimlar (Embedded System, ES). Tarmoqli o’rnatilgan tizimlar (Networked Embedded System, NES). Kiber fizik tizimlari (Cyber Physical System, CPS). Texnika rivojlanishiga ko’ra boshqaruvchi kompyuter tizimlarini sinflarini belgilash evolyutsiyasi amalga oshrilildi: axborot-boshqaruvchidan o’rnatilgan tizimlarga, o’rnatilgandan tarmoqli o’rnatilganga, tarmoqli o’rnatilgandan kiberfizik tizimlariga. Zamonaviy kiberfizik tizimlari juda yaqindan boshqariladigan ob’ektlari bilan integrallashtirilgan. Kiberfizik tizim(CyberPhysicalSystem, (CPS)- nazorat va boshqarish ob’ekti bilan bir vazifani bajaruvchi o’zaro munosabatlari fizik vositalariga ega (elektrik, ximik, optik, mexanik, biologik va x.k.) maxsus xisoblovchi tizim.Kiberfizik tizimni xisoblash platformasi asosida xarqanday kompьyuter qurilmasi qo’llanilishi mumkin. O’rnatilgan tizimlar (Embedded System, ES) tushunchasini ko’pgina aniqlanishi mavjud: O’rnatilgan xisoblash tizimlari (O’XT) - nazorat va boshqarish ob’ekti bilan bir vazifani bajaruvchi va u bilan umumiy konstruktsiyali maxsus (zakazlangan) xisoblash tizimlari(XT). O’rnatilgan xisoblash tizimlari -ma’lum bir funktsiyalar yig’indisini bajaruvchi maxsus axborot-boshqaruvchi tizimlar (ABT). O’rnatilgan xisoblash tizimlari-asosiy funktsiyasi kompyuter funktsiyasi bo’lmagan ammo kompyuterni element sifatida qo’llovchi xarqanday tizim. Masalan: DVD-proigrivatel, svetoforli ob’ekt, bankomat va x.k. Kichik kompyuterli (laptop) yoki katta universal kompyuterli (mainframe computer) ammo personal kompyuter bo’lmagan xisoblash tizimni xam o’rnatilgan tizim deb xisoblash mumkin. O’rnatilgan xisoblash tizimi-umumiy qo’llaniladigan kompyuter bo’lmagan dasturlanovchi kompyuterni o’z ichiga ko’shuvchi qurilma. O’rnatilgan xisoblash tizimlari -stol kompyuteri bo’lmagan xarqanday amaliy xisoblash tizimi. O’rnatilgan tizim -boshqariladigan qurilmaga xisoblash elementi to’liq o’rnatiladigan maxsus tizim. Universal kompьyuterga ko’ra, o’rnatilgan tizim konkret talabli bir yoki bir necha oldindan belgilangan masalalarni bajaradi. O’rnatilgan xisoblash tizimlari quyidagicha tasniflanadi: qo’llanish/tayinlanish doirasi bo’yicha; axborot va boshqarish funktsiyalarini turli o’zaro munosabatlari bo’yicha (tizim axborot yig’uvchi yoki avtomatik boshqaruvchi); 4. O’rnatilgan tizimlarni boshqarish dasturiy ta’minotini SN ATMega128A platasida sozlash Kompyuter tarmoqlarining rivojlanishi taqsimlangan axborot boshqaruv tizimlarinini rivojlanishiga sabab bo’ldi. Integral mikrosxemalarining rivojlanishi boshqaruv obyektlarining mikroprotsessorlarini (MP) ish jarayonini o’zgarishiga sabab bo’ldi. Yangi texnologiyalar kiritish sharoitida mutaxassislar oldida texnologiya jarayonlarini o’rnatish tarkibiy qismlarining qo’llanilishi, zamonaviy texnologiyalar asosida tarmoq yaratish kabi masalalar tadqiqoti dolzarblashdi. Xususan, mikrokontrollerlar asosida dasturiy boshqariladigan qurilmalarni yaratish dolzarb masalalardan hisoblanadi. Buning uchun qurilmalarga dastur yaratish jarayonini amalga oshirish zarur bo’ladi. Foydalanilayotgan platada asosiy modulli mikrokontroller ATmega128 bo’lib hisoblanadi. Bundan tashqari, platada turli periferiya qurilmalari, kuchlanish stabilizatori va yordamchi qurilmalar mavjud.

4.1-rasm SN ATMega128A platasining umumiy ko’rinishi
Kontroller modul platasi to’g’irlagich va kuchlanish stabilizatori bilan jihozlangan. Kirish kuchlanishi 6-15 V. Plata manbaga ulanishi bilan mos svetodiodlar yonadi. Mikrokontrollerni ISP va JTAG interfeysi orqali dasturlash mumkin. MK chiqishlari multipleksorga ulangan bo’lib, uning vazifasi mikrokontrollerning chiqishlarini kerakli funksiyalar uchun ulashga kerak bo’ladi. Mikrokontroller ATmega128 ikkita ketma-ket interfeys bilan jihozlangan bo’lib, signallari RS-232 pog’onasiga MAX232 o’zgartirgich bilan o’zgartirilgan. Plataga qo’shimcha xotira - 4 Mb Atmel AT45DB041B Flash-xotira o’rnatilgan. Xotira mikrokontroller bilan SPI interfeys orqali ulangan va uni ma’lumotlarni saqlash uchun foydalaniladi. Qurilma modullarini boshqarish uchun mikrokontroller kiritish chiqarish portalirini moslashtirish kerak bo’ladi.