Gömülü yazılım, donanım cihazlarının ve sistemlerinin işlevselliğini kontrol eden, izleyen ve yöneten özel bir yazılım türüdür. PC'lerde ve mobil cihazlarda çalışan genel amaçlı bilgisayar yazılımlarının aksine, gömülü yazılım sınırlı, özel bir şekilde çalışır ve kontrol ettiği donanımın ayrılmaz bir parçasıdır.
Gömülü Yazılımın Doğuşu ve Evrimi
Gömülü sistem kavramı ve ilgili yazılımların kökeni 1960'lara kadar uzanmaktadır. MIT'de Charles Stark Draper tarafından tasarlanan ve Apollo'nun aya iniş görevlerinde kullanılan Apollo Rehberlik Bilgisayarı, ilk gömülü sistem olarak kabul ediliyor. Gömülü yazılım, 1971'de Intel mühendisi Ted Hoff'un ilk mikroişlemci olan Intel 4004'ü üretmesiyle büyük bir sıçrama yaparak gömülü sistemlerin dağıtımında büyük bir artış sağladı. Gömülü yazılımın ilk sözü, mikrodenetleyici uygulamalarındaki artışla aynı zamana denk gelen 1980'lerin ortalarında teknik literatürde görülmeye başladı.
Gömülü Yazılıma Derin Bir Bakış
Gömülü yazılım, ev aletlerinden, tıbbi ekipmanlara, endüstriyel kontrolörlerden otomobillere ve uçağa kadar çok çeşitli sistemlerin ayrılmaz bir parçasıdır. Belirli bir görevi veya görevleri daha büyük bir sistem içinde, genellikle gerçek zamanlı bilgi işlem kısıtlamalarıyla gerçekleştirmek üzere tasarlanmıştır. 'Gömülü' olduğundan güvenilirlik, verimlilik ve kompaktlık açısından katı gereksinimlere sahiptir.
Bir bilgisayarda çeşitli uygulamaların çalıştırılmasına olanak tanıyan geleneksel masaüstü uygulamalarının aksine, gömülü yazılım uygulamaları genellikle tekil bir işleve sahiptir. Cihaza güç verildiği anda çalışırlar ve cihazın tüm kaynaklarını tekellerine alırlar.
Yazılım genellikle C, C++ veya Python gibi üst düzey dillerde yazılır, ancak montaj dili yine de hız veya gerçek zamanlı yanıtlar için kullanılabilir. Tipik olarak yazılım, hedef gömülü aygıtta çalıştırılmak üzere farklı bir sistemde (ana bilgisayar) çapraz derlenir.
Gömülü Yazılımın Arkasındaki Dişliler
Gömülü yazılım, çevresel aygıtların yanı sıra gömülü sistemler, mikroişlemciler veya mikrodenetleyiciler ile sinerji içinde çalışır. Yazılımı bir mikroişlemci veya mikrodenetleyici çalıştırır ve sensörler, aktüatörler ve iletişim arayüzleri gibi çevre birimleri aracılığıyla fiziksel dünyayla etkileşime girer.
Yazılım, oluşturulması sırasında kodlanan önceden belirlenmiş bir işlem sırasını takip eder. Karmaşıklığa bağlı olarak, gerçek zamanlı bir işletim sistemi (RTOS) kullanabilir veya bir işletim sistemi olmadan tamamen çalışabilir.
Gömülü Yazılımın Temel Özellikleri
Gömülü yazılım, onu diğer yazılım türlerinden ayıran birkaç kritik özellik sergiler:
-
Gerçek Zamanlı Çalışma: Çoğu gömülü sistemin gerçek zamanlı gereksinimleri vardır. Yazılımın olaylara veya girdilere sabit bir süre içinde yanıt vermesi gerekir.
-
Kararlılık ve Güvenilirlik: Çoğunlukla kritik işlevleri yerine getirdiklerinden uzun süre arızasız çalışmaları gerekir.
-
Bellek Verimliliği: Gömülü sistemler genellikle sınırlı belleğe sahiptir ve yazılımın kaynakları tasarruflu kullanmasını gerektirir.
-
Güç verimliliği: Çoğu gömülü sistem pille çalışır ve verimli güç kullanımı gerektirir.
-
Özel İşlevsellik: Gömülü yazılım, genel amaçlı yazılımlardan farklı olarak belirli görevleri gerçekleştirmek üzere tasarlanmıştır.
Gömülü Yazılım Türleri
Gömülü yazılımlar çeşitli yönlere göre geniş bir şekilde sınıflandırılabilir. İşte tablo halinde bir gösterim:
| İşlevselliğe Dayalı | Karmaşıklığa Dayalı | Performansa Dayalı |
|---|---|---|
| Kontrol Yazılımı | Basit (Tek Görev) | Gerçek zamanlı |
| İzleme Yazılımı | Orta (Çoklu görev) | Gerçek zamanlı olmayan |
| Veri İşleme Yazılımı | Karmaşık (RTOS tabanlı) | – |
Gömülü Yazılımın Kullanımı, Sorunları ve Çözümleri
Gömülü yazılımın günlük kullanım aletlerinden, eğlence sistemlerine, tıbbi ekipmanlara, endüstriyel otomasyona, ulaşım sistemlerine, telekomünikasyona, kritik havacılık uygulamalarına kadar çok sayıda uygulaması vardır.
Ancak gömülü yazılımın tasarlanması ve uygulanması, sınırlı kaynaklar, donanım bağımlılıkları, gerçek zamanlı gereksinimler ve katı emniyet ve güvenlik standartları dahil olmak üzere birçok zorluğu beraberinde getirir. Bunları azaltmak için mühendisler dikkatli sistem tasarımı, etkili algoritmalar, titiz testler ve doğrulama süreçleri gibi stratejiler kullanır.
Benzer Terimlerle Karşılaştırmalar
| Terim | Tanım |
|---|---|
| Firmware | ROM veya flash bellek gibi kalıcı bellekte saklanan bir tür gömülü yazılım. Bir cihazın belirli donanımı için düşük seviyeli kontrol sağlar. |
| Gerçek Zamanlı Sistem Yazılımı | Belirli bir süre içerisinde belirli bir yeteneği garanti eden yazılım. Çoğu kritik gömülü sistem bunu kullanır. |
| Sistem yazılımı | Bilgisayar donanımının yönetilmesinden ve kontrol edilmesinden, uygulama yazılımının etkinleştirilmesinden sorumlu yazılım. İşletim sistemlerini, aygıt sürücülerini ve yardımcı programları içerir. Hem genel amaçlı hem de gömülü olabildiği için gömülü yazılımdan daha geniş kapsamlıdır. |
Gömülü Yazılımın Gelecek Perspektifleri ve Teknolojileri
Gömülü yazılımın geleceği, IoT (Nesnelerin İnterneti), Yapay Zeka ve Makine Öğrenimi, Siber Fiziksel Sistemler ve Uç Bilgi İşlem gibi trendler tarafından şekilleniyor. Bu alanlardaki ilerlemeler giderek daha akıllı, otonom ve bağlantılı gömülü sistemlerin ortaya çıkmasına yol açacaktır.
Proxy Sunucuları ve Gömülü Yazılım
Proxy sunucuları gömülü sistemlerle çeşitli şekillerde etkileşime girebilir. Gömülü cihazların internete güvenli bir şekilde bağlanmasına yardımcı olabilir, onları harici ağlara doğrudan maruz kalmaktan koruyabilir, trafiği yük dengeleyebilir ve daha hızlı alım için verileri önbelleğe alabilir. Sonuç olarak, gömülü yazılımın, genellikle ağ programlama ve siber güvenlik unsurlarını içeren, bu hususları ele alacak şekilde tasarlanması gerekir.
