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Eingebettete Systeme (oder integrierte Systeme) sind spezialisierte Computersysteme, die darauf ausgelegt sind, bestimmte Funktionen innerhalb eines größeren Geräts auszuführen. Sie bestehen aus Hardware und Software, die einer vordefinierten Aufgabe oder einem Satz von Aufgaben gewidmet sind, oft mit Echtzeitanforderungen und begrenzten Ressourcen.

Diese Systeme werden häufig im IoT (Internet der Dinge) verwendet, das darauf abzielt, diese Systeme oder Geräte mit dem Internet zu integrieren.

Heute verfügen wir über eine Vielzahl eingebetteter Systeme, darunter:

• Intelligente Geräte (wie Mikrowellen und Kühlschränke)
• Automobile (wie Motorsteuerungssysteme und ABS-Bremsen)
• Medizinische Geräte (wie Herzmonitore und Insulinpumpen)
• Industrieausrüstung (wie Fertigungsroboter)
• Kommunikationsgeräte (wie Router und Modems)

Wie wir sehen können, gibt es in unserem täglichen Leben viele eingebettete Systeme. Zu diesen Systemen gehört auch Software, wie in der Definition von Embedded Systems angegeben; Diese Software wird mit verschiedenen Programmiersprachen entwickelt.

Hier ist eine Liste der am häufigsten verwendeten Sprachen in diesen Systemen:

1. C: Die am weitesten verbreitete Sprache in eingebetteten Systemen aufgrund ihrer Effizienz, direkten Hardwaresteuerung und Unterstützung für Low-Level-Programmierung.
Vorteile: Präzise Speichersteuerung, hohe Leistung, Zugriff auf hardwarespezifische Bibliotheken.

2. Python: Obwohl es sich nicht um eine Low-Level-Sprache handelt, wird sie beim Prototyping eingebetteter Systeme und in High-Level-Anwendungen auf leistungsfähigeren Geräten wie dem Raspberry Pi verwendet.
Vorteile: Benutzerfreundlichkeit, Lesbarkeit des Codes und eine große Auswahl an Bibliotheken.
Nachteile: Weniger Kontrolle über die Hardware und weniger effizient in Bezug auf Leistung und Ressourcennutzung.

3. C: Eine Erweiterung von C mit Unterstützung für objektorientierte Programmierung, die in komplexeren Projekten verwendet wird, die Modularität und Abstraktion erfordern.
Vorteile: Ermöglicht besser organisierte und skalierbare Systeme ohne große Einbußen bei der Effizienz.

4. Assembly: Eine Low-Level-Sprache, die zur direkten Programmierung auf Hardware verwendet wird und die absolute Kontrolle über Ressourcen ermöglicht.
Vorteile: Ideal für extreme Leistungs- und Speichernutzungsoptimierungen, aber schwierig zu warten und zu entwickeln.
Nachteile: Stark hardwareabhängig, was die Portabilität zwischen verschiedenen Plattformen erschwert.

5. Ada: Eine auf kritische Systeme ausgerichtete Sprache, die insbesondere in eingebetteten Systemen verwendet wird, die eine hohe Zuverlässigkeit und Sicherheit erfordern (z. B. in Luftfahrt- und Militärsystemen).
Vorteile: Starke Typprüfung und robuste Fehlererkennungsmechanismen.
Es gibt andere Sprachen, die auf die Systementwicklung abzielen, wie Java, Rust und JavaScript. Wie wir gesehen haben, werden in eingebetteten Systemen Sprachen verwendet, die die Manipulation von Hardware und Peripheriegeräten erleichtern.

Was sind die praktischen Anwendungen dieser Systeme?

Diese Systeme sind in unserem Leben vorhanden; Wir können sagen, dass sie wie die Luft sind, die wir heute atmen, vom Automobil bis zur Datenverarbeitung. Einige Bereiche und Anwendungsbeispiele sind:

1. Automobil

• Motorsteuergerät (ECU): Steuert den Motorbetrieb, um die Effizienz zu verbessern, Emissionen zu reduzieren und die Sicherheit zu gewährleisten.
• Airbags: Eingebettete Systeme sind dafür verantwortlich, Kollisionen zu erkennen und Airbags in Sekundenbruchteilen auszulösen.

2. Unterhaltungselektronik

• Smartphones: Eingebettete Systeme steuern Sensoren, Kameras, Netzwerkverbindungen und grundlegende Gerätefunktionen.
• Smart-TVs: Bilder verarbeiten, Anwendungen ausführen, eine Verbindung zum Internet herstellen und Medien abspielen.

3. IoT-Geräte (Internet der Dinge)

• Hausautomation: Temperatursensoren, intelligente Beleuchtung, Schlösser und Thermostate ferngesteuert.
• Wearables: Smartwatches, Fitnessbänder und andere Geräte, die Gesundheit und körperliche Aktivität überwachen.
• Intelligente Städte: Verkehrssensoren, intelligente Straßenbeleuchtung und Luftqualitätsüberwachung.

Es gibt andere Bereiche, in denen diese Systeme verwendet werden; Dies ist nur eine Zusammenfassung dessen, was wir auf dem Markt finden können.

Lohnt es sich, etwas über eingebettete Systeme zu lernen?

Es lohnt sich auf jeden Fall, sich Wissen anzueignen und sich in diesem Bereich zu engagieren, aber es eignet sich eher für diejenigen, die sich mit Hardware auskennen und tiefer verstehen wollen, was wirklich hinter den Geräten passiert. Kenntnisse in digitalen Systemen, Registern, Mikroprozessoren, Mikrocontrollern und guter Elektronik sind für diesen Prozess von grundlegender Bedeutung.

Ein guter Vorschlag für den Anfang wäre, C zu lernen, aber wenn Sie bereits eine Sprache wie Python beherrschen, würde das Erlernen eingebetteter Systeme mit Raspberry Pi die Erstellung verschiedener eleganter und präziser Dinge in der modernen Welt erheblich erleichtern.