Кіріспе

Компьютерлік операциялық жүйенің түрі

Кіріктірілген операциялық жүйе (EOS) – нақты кіріктірілген компьютерлік жүйелер үшін арнайы жасалған операциялық жүйе. Бұл жүйелердің мақсаты – белгілі бір міндеттерді орындау үшін функционалдық мүмкіндіктерін және сенімділігін арттыру. Егер қолданылатын көп тапсырмалы әдіс тапсырмаларды уақтылы орындауға мүмкіндік берсе, мұндай операциялық жүйе нақты уақыт операциялық жүйесі (RTOS) деп танылуы мүмкін.

Шолу

Енгізілген операциялық жүйелер камералар мен ұялы телефондар сияқты тұтынушы электроникасының ажырамас бөлігі болып табылады. Бұған қоса, олар автомобиль электроникасын қамтамасыз етеді, круиздік бақылау және навигация сияқты функцияларға көмектеседі. Сонымен қатар, олар зауыттық автоматтандыру инфрақұрылымы үшін маңызды. Күнделікті қолданыстағы ЕОЖ-ға офистік автоматтандыру құрылғылары, мысалы, кескіштер, фотокөшіру аппараттары және сымсыз желілік нүктелер жатады. Үйді автоматтандыру жүйелері, қауіпсіздік жүйелері де ЕОЖ-ға тәуелді.

Дизайн

Еншілес жүйелер процессордан және сәйкес бағдарламалық жасақтамадан тұрады. Еншілес бағдарламалық қамтамасыз ету орындалатын файлдарды сақтау және жұмыс істеу кезінде уақытша деректерді өңдеу үшін жадты қажет етеді. Еншілес жүйелер әдетте ROM және RAM-ды негізгі жад компоненттері ретінде пайдаланады. Функционалдық үшін еншілес жүйелерге кіріс және шығыс интерфейстері қажет. Еншілес аппараттық конфигурациялар көбінесе бірегей болып келеді және қолданбаға қарай өзгеріп отырады. Еншілес жүйелердің аппараттық ресурстарының шектеулілігін ескере отырып, операциялық жүйелер тар ауқымда, аппараттық шектеулер ішінде оңтайлы жұмыс істеуді қамтамасыз ету үшін нақты қолданбаларға бейімделеді. Аппараттықты ұйымдастырып, басқаратын еншілес операциялық жүйенің таңдалуы көбінесе қосымша қажетті еншілес аппараттық компоненттерді анықтайды. Бағдарламалық жасақтаманы жасаушылар орталық процессордың (CPU) толық өңдеу қуатын пайдалану үшін маңызды кодты ассемблер тілінде жаза алады. Ассемблер тілі машинаға тиімді болғандықтан, детерминистік жүйелерде жылдамдықты арттыра алады, бірақ тасымалдану мүмкіндігін және техникалық қызмет көрсетуді қиындатады. Көбінесе еншілес операциялық жүйелер C сияқты портативті бағдарламалау тілдерінде жазылады.

Ертедегі кіріктірілген операциялық жүйелер

Нақты уақыт көп тапсырмалы ядро тұжырымы 1970-ші жылдардың соңында пайда болды. 1980-ші жылдары кіріктірілген жүйелердің қолданбаларының күрделілігі артқан сайын, нақты уақыт көп тапсырмалы ядролары бар операциялық жүйелер кіріктірілген әзірлеменің өзгеретін талаптарына сай болу үшін күресті. Бұл көп тапсырмалы ядроның желілік байланыс, файлдық жүйе басқару, әзірлеу және түзету мүмкіндіктерін қамтитын толыққанды Операциялық жүйеге (RTOS) эволюциясына әкелді. Бүгінде RTOS – жаһандық индустрия. 1981 жылы Ready System әлемдегі алғашқы коммерциялық кіріктірілген нақты уақыт ядросы – VRTX32-ні жасады. 1993 жылы бірігуден кейін Ready System және Кремний алқабындағы Microtec Research компаниялары VRTXmc негізінде екі жаңа RTOS ядросын – VRTX32 және VRTXsa-ны әзірледі. Сонымен қатар, VRTX интеграцияланған әзірлеу ортасы Spectra енгізілді. 1996 жылы Microsoft өзінің кіріктірілген операциялық жүйесі WinCE-ті шығарды, ол x86, ARM, SH4 және MIPS сияқты әртүрлі процессор архитектураларын қолдады. WinCE қазірде қолданыстан шығып, 2018 жылы негізгі қолдауы тоқтатылды. OS 9 және VxWorks танымал кіріктірілген операциялық жүйелер болып табылады.

Заманауи кіріктірілген операциялық жүйелер

Қазіргі заттар интернеті (IoT) ландшафтында кіріктірілген құрылғылар кең таралған, көліктер ғана жүздеген сенсорларды пайдаланады. IoT жүйелері, дәстүрлі кіріктірілген жүйелерден өзгеше, төмен қуат тұтынуын, күшейтілген қауіпсіздік пен сенімділікті, сондай-ақ желіні қалыптастыру қабілетін талап етеді. Коммуникациялық қабат әртүрлі протоколдарды түрлендіруді қамтамасыз етуі керек, ал қолданбалық қабат интернет арқылы бұлттық есептеу мүмкіндіктерін ұсынуы керек.

Қазіргі заманғы кіріктірілген операциялық жүйелер

Нәтижесінде, бірнеше жаңа кіріктірілген операциялық жүйелер кең таралды, мысалы, кіріктірілген Linux түрлері (OpenWrt, Zeroshell, Android, LineageOS, LEDE, LibreCMC), OpenHarmony, Oniro OS, HarmonyOS, NetBSD, PX5 RTOS, ThreadX, FreeRTOS және тағы да басқалары.

Linux-қа негізделген жобалар

Linux-қа негізделген көптеген жобалар, құралдар жиынтығы және фреймворктер әртүрлі кіріктірілген жүйелерде жұмыс істейтін операциялық жүйелерді жасау үшін әзірленді. Олардың ішінде OpenEmbedded, BusyBox, uClibc, musl libc және Buildroot есімдері белгілі.