Sistem terbenam (embedded system) ialah komputer yang dibina ke dalam peranti lebih besar untuk menjalankan satu fungsi khusus. Komputer serba guna (general-purpose computer) seperti komputer riba boleh menjalankan banyak program berbeza. Soalan “bincangkan” tentang sistem terbenam mengharapkan anda memberi satu hujah, menerangkannya, dan mengaitkannya dengan peranti dalam soalan.
Pelajaran ini menggunakan perkakasan dan pemprosesan serta peranan perisian dalam peranan sistem pengendalian dan aplikasi.
Apakah yang menjadikan sesuatu sistem terbenam?
- Ia mempunyai satu tugas tetap, atau sebilangan kecil tugas berkaitan.
- Programnya disimpan secara kekal dalam memori di dalam peranti, dan pengguna tidak memasang program baharu.
- Ia mempunyai antara muka pengguna yang ringkas: butang, paparan kecil atau tiada langsung.
- Ia dibina di dalam mesin, seperti periuk nasi, kereta atau penggera keselamatan.
Apakah kekangan yang dihadapinya?
| Kekangan | Maksudnya | Kesan pada reka bentuk |
|---|---|---|
| Kos | Produk mesti murah dibuat | Pemproses ringkas, memori kecil |
| Saiz | Litar mesti muat di dalam peranti | Perkakasan padat |
| Kuasa | Sesetengahnya menggunakan bateri atau mesti menggunakan sedikit elektrik | Pemproses dan program yang cekap |
| Memori | Biasanya kecil | Program mesti pendek dan cekap |
| Masa | Sesetengahnya mesti bertindak balas dalam masa tetap | Tindak balas pantas dan boleh diramal |
| Naik taraf | Program disimpan dalam peranti | Kemas kini sukar atau mustahil |
Contoh berlangkah: periuk nasi
Bincangkan mengapa periuk nasi dikawal oleh sistem terbenam dan bukan komputer serba guna.
Langkah 1, nyatakan tugasnya. Periuk nasi mempunyai satu fungsi khusus: membaca penderia suhu, menghidupkan atau mematikan pemanas, dan memberi isyarat apabila nasi sudah masak.
Langkah 2, kaitkan dengan kekangan.
- Kos: periuk nasi ialah perkakas berharga rendah, jadi pemproses kecil yang murah mencukupi, manakala komputer penuh akan menjadikannya terlalu mahal.
- Memori: program pendek dan tetap, jadi hanya sedikit memori diperlukan.
- Kuasa dan saiz: ia menggunakan sedikit elektrik dan litar muat di sebelah plat pemanas.
Langkah 3, berikan kompromi. Kelebihannya ialah peranti murah, boleh dipercayai dan bermula serta-merta. Kelemahannya ialah ia tidak boleh menjalankan program lain dan programnya sukar dikemas kini. Jika periuk kemudian memerlukan mod masakan baharu, pengilang mungkin terpaksa membina model baharu.
Langkah 4, buat kesimpulan dalam satu ayat. Sistem terbenam khusus ialah pilihan yang munasabah kerana tugasnya tetap, bajetnya kecil dan tiada program tambahan diperlukan.
Kesilapan yang perlu diawasi
Jawapan yang salah: “Sistem terbenam ialah komputer kecil seperti telefon.”
Telefon pintar ialah komputer serba guna, kerana pengguna memasang banyak aplikasi. Sistem terbenam ditakrif oleh tugas khususnya di dalam peranti yang lebih besar, bukan oleh saiznya.
Kesilapan kedua yang lazim ialah menyenaraikan kekangan tanpa mengaplikasikannya. “Memori terhad” mendapat lebih sedikit markah daripada “memori terhad, jadi program periuk nasi mesti pendek dan hanya boleh melakukan kawalan masakan”.
Semak sendiri
1. Nyatakan dua perbezaan antara sistem terbenam dan komputer serba guna.
Tunjukkan jawapan
Sistem terbenam melakukan satu tugas khusus, manakala komputer serba guna menjalankan banyak program. Program sistem terbenam disimpan secara kekal dan jarang diubah, manakala komputer serba guna membenarkan pengguna memasang perisian baharu.
2. Pengawal lampu isyarat ialah sistem terbenam. Berikan satu kekangan dan terangkan untuk peranti ini.
Tunjukkan jawapan
Masa: lampu mesti bertukar pada saat yang betul setiap kitaran tanpa kelewatan, kerana pertukaran lewat boleh menyebabkan kemalangan. Maka pengawal memerlukan tindak balas yang boleh dipercayai dan boleh diramal.
3. Berikan satu kelebihan dan satu kelemahan menggunakan sistem terbenam dalam mesin basuh.
Tunjukkan jawapan
Kelebihan: ia murah dan boleh dipercayai kerana hanya perlu menjalankan program basuhan. Kelemahan: ia tidak boleh menjalankan perisian lain dan sukar dikemas kini, jadi ciri basuhan baharu mungkin memerlukan perkakasan baharu.
Ke mana pelajaran ini menuju seterusnya
Anda kini telah merangkumi setiap bahagian modul. Cuba set latihan perisian dan sistem, dan gunakan log kesilapan dan baris ujian semula untuk menjejak jawapan salah.
Jika anda mahu bantuan menukar fakta ringkas menjadi perenggan perbincangan, itulah yang dilatih guru kami dalam tuisyen Computer Science dalam talian satu dengan satu.