Che cos'è un sistema operativo integrato (sistema operativo)?

I sistemi operativi controllano l'hardware di un computer. Gestiscono le risorse, espongono l'hardware agli utenti per lo sviluppo di applicazioni ed eseguono il codice.

Ma non tutti i sistemi operativi sono creati uguali.

Laddove i sistemi operativi desktop come Windows sono ovunque, altri sistemi operativi sono nascosti alla nostra vista. La maggior parte delle persone non sa nemmeno che esistono.

Stiamo parlando di sistemi operativi embedded.

Vediamo cos'è un sistema operativo incorporato e in che modo è diverso da un sistema operativo non incorporato?

Che cos'è un sistema operativo incorporato?

Un sistema operativo embedded è un software che ha lo scopo di controllare un sistema embedded.

Un sistema embedded è una combinazione di hardware e software utilizzato per eseguire un'attività altamente specializzata. Si consideri ad esempio l'esempio di una moderna smart TV. Il microprocessore e l'hardware associato all'interno del televisore sono controllati da un sistema operativo integrato.

Pertanto, un sistema operativo integrato controlla le risorse hardware di un sistema integrato e consente l'esecuzione del codice sull'hardware. Il codice eseguito da un sistema operativo incorporato esegue attività fisse come il controllo dei dispositivi Internet of Things (IoT).

Come funziona un sistema operativo integrato?

Un sistema operativo incorporato funziona come un normale sistema operativo con alcune differenze chiave. Poiché un sistema operativo incorporato viene utilizzato per gestire un sistema con molte meno risorse rispetto a un sistema operativo desktop completo, è altamente efficiente ed esegue solo un insieme fisso di funzioni.

Prendiamo l'esempio di un sistema operativo incorporato che funziona all'interno di una videocamera del campanello come Ring. Il sistema operativo incorporato che controlla l'hardware della fotocamera esegue quel codice che consente alla fotocamera di svolgere il proprio lavoro.

Da connessione alla rete Wi-Fi per rilevare il movimento e registrare video, il sistema operativo integrato è responsabile della gestione delle risorse hardware per rendere tutto possibile.

Al livello più alto, ogni volta che un dispositivo con un sistema integrato viene acceso, il sistema operativo integrato che alimenta il dispositivo si avvia. Durante questa fase di avvio, tutto il codice che il sistema embedded richiede per funzionare, incluso il sistema operativo, viene caricato e preparato per l'esecuzione.

Pertanto, a differenza di un sistema operativo desktop, un sistema operativo incorporato non ha bisogno di caricare il codice dalla memoria ogni volta che deve eseguire una funzione.

Tipi di sistemi operativi integrati

I sistemi operativi incorporati sono personalizzati per soddisfare le esigenze dei sistemi in cui verranno utilizzati. Laddove alcuni sistemi operativi incorporati controllano sistemi che eseguono solo un'attività ripetuta, altri sistemi operativi incorporati gestiscono sistemi che eseguono più attività alla volta.

In generale, i sistemi operativi embedded sono suddivisi in multitasking, tempo reale, e anello singolo.

Multitasking

Un sistema operativo integrato multitasking è un sistema operativo che controlla un sistema integrato che deve eseguire più attività. Le attività possono essere eseguite simultaneamente se il microprocessore utilizzato nel sistema integrato è in grado di farlo, oppure possono essere pianificate per l'esecuzione in base all'algoritmo di pianificazione.

Un esempio di sistema operativo integrato multitasking è il sistema operativo utilizzato nei dispositivi Internet of Things come gli altoparlanti intelligenti. Gli altoparlanti intelligenti non devono solo emettere musica, ma anche connettersi a Internet e cercare musica.

Tempo reale

Un sistema operativo incorporato in tempo reale è uno che funziona con vincoli di tempo rigorosi. Un tale sistema operativo incorporato deve ricevere ed elaborare gli input nel tempo assegnato o il sistema si guasta.

Si consideri l'esempio di un sistema di frenata di emergenza nelle automobili. Non appena il sistema rileva che una collisione è imminente, il sistema operativo integrato attiva il sistema di frenatura. Se il sistema operativo non avvia i freni in tempo, può verificarsi una collisione con gravi conseguenze.

Ciclo unico

Un sistema operativo integrato a ciclo singolo è un tipo di sistema operativo che esegue ripetutamente una singola funzione. L'unico compito di un tale sistema operativo incorporato è prendere l'input e produrre un output, in un ciclo.

Un esempio comune di sistema operativo integrato a loop singolo è il sistema operativo utilizzato nelle luci di rilevamento del movimento. Le luci di rilevamento del movimento rilevano il movimento e il sistema integrato accende le luci se viene rilevato un movimento.

Incorporato vs. Sistema operativo non incorporato: qual è la differenza?

La più grande differenza tra un sistema operativo incorporato e un sistema operativo non incorporato è il set di applicazioni eseguito dal sistema operativo. Nel caso di un sistema operativo incorporato, il set di applicazioni è fisso. L'hardware del sistema integrato è progettato per eseguire quel set di applicazioni specifico.

D'altra parte, i sistemi operativi non incorporati amano Windows e macOS sono progettati per fornire accesso hardware alle applicazioni utente. Gli utenti possono installare qualsiasi app che desiderano purché sia ​​progettata per essere eseguita sul sistema operativo. Anche l'hardware su cui gira un sistema operativo non integrato è personalizzabile in una certa misura.

Inoltre, un sistema operativo incorporato è specializzato. In altre parole, diversi sistemi embedded hanno diversi sistemi operativi embedded. I sistemi operativi non incorporati, d'altra parte, sono generici e supportano una varietà di configurazioni hardware.

In genere, un sistema controllato da un sistema operativo incorporato fa spesso parte di un sistema più grande. Ad esempio, un sistema integrato utilizzato per misurare la temperatura di una stanza funziona come parte di un sistema di climatizzazione più grande o del prodotto finale.

I sistemi operativi non incorporati controllano il prodotto finale stesso.

Usi comuni di un sistema operativo incorporato

I sistemi operativi embedded sono ovunque intorno a noi. Alcuni esempi comuni di sistemi operativi incorporati sono quelli utilizzati in:

• Dispositivi Internet delle cose come lampadine intelligenti e sensori di temperatura intelligenti ecc.
• Vetture per climatizzazione e manutenzione.
• Sistemi di navigazione in aereo.
• Localizzatori GPS e fitness tracker.

Questi sono solo alcuni esempi di sistemi operativi incorporati. In generale, ogni microcontrollore ha un sistema operativo incorporato che esegue le cose dietro le quinte.

I sistemi operativi incorporati sono fondamentali per il funzionamento delle tecnologie che ci circondano

La maggior parte di noi non si rende conto dell'impatto che i sistemi operativi incorporati hanno sulle nostre vite. Dai sensori integrati di fumo e temperatura all'interno delle nostre case al funzionamento delle apparecchiature mediche, i sistemi operativi integrati sono fondamentali per il funzionamento delle tecnologie che ci circondano.

Quindi, se desideri un apprezzamento più approfondito dei sistemi operativi incorporati, investi in un gadget per la casa intelligente. Ad esempio, un lucchetto intelligente è un modo fantastico e semplice per iniziare a integrare la tecnologia intelligente di tutti i giorni nella tua vita.

Come sbloccare il tuo telefono Android tramite Wi-Fi con Smart Lock

Leggi Avanti

Circa l'autore