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एम्बेडेड सिस्टम (या एकीकृत सिस्टम) विशेष कंप्यूटिंग सिस्टम हैं जो एक बड़े डिवाइस के भीतर विशिष्ट कार्य करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। इनमें पूर्वनिर्धारित कार्य या कार्यों के सेट के लिए समर्पित हार्डवेयर और सॉफ़्टवेयर शामिल होते हैं, अक्सर वास्तविक समय की आवश्यकताओं और सीमित संसाधनों के साथ।

इन प्रणालियों का उपयोग आमतौर पर IoT (इंटरनेट ऑफ थिंग्स) में किया जाता है, जिसका उद्देश्य इन प्रणालियों या उपकरणों को इंटरनेट के साथ एकीकृत करना है।

आज, हमारे पास विभिन्न प्रकार के एम्बेडेड सिस्टम हैं, जिनमें शामिल हैं:

• स्मार्ट उपकरण (जैसे माइक्रोवेव और रेफ्रिजरेटर)
• ऑटोमोबाइल (जैसे इंजन नियंत्रण प्रणाली और एबीएस ब्रेक)
• चिकित्सा उपकरण (जैसे हृदय मॉनिटर और इंसुलिन पंप)
• औद्योगिक उपकरण (जैसे रोबोट निर्माण)
• संचार उपकरण (जैसे राउटर और मॉडेम)

जैसा कि हम देख सकते हैं, हमारे दैनिक जीवन में कई एम्बेडेड सिस्टम हैं। इन प्रणालियों में सॉफ़्टवेयर भी शामिल है, जैसा कि एंबेडेड सिस्टम की परिभाषा में दर्शाया गया है; यह सॉफ़्टवेयर विभिन्न प्रोग्रामिंग भाषाओं का उपयोग करके विकसित किया गया है।

यहां इन प्रणालियों में सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली भाषाओं की एक सूची दी गई है:

1. सी: अपनी दक्षता, प्रत्यक्ष हार्डवेयर नियंत्रण और निम्न-स्तरीय प्रोग्रामिंग के लिए समर्थन के कारण एम्बेडेड सिस्टम में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली भाषा।
लाभ: सटीक मेमोरी नियंत्रण, उच्च प्रदर्शन, हार्डवेयर-विशिष्ट पुस्तकालयों तक पहुंच।

2. पायथन: हालांकि निम्न-स्तरीय भाषा नहीं है, इसका उपयोग एम्बेडेड सिस्टम के प्रोटोटाइप और रास्पबेरी पाई जैसे अधिक सक्षम उपकरणों पर उच्च-स्तरीय अनुप्रयोगों में किया जाता है।
लाभ: उपयोग में आसानी, कोड की पठनीयता और पुस्तकालयों की एक विस्तृत श्रृंखला।
नुकसान: हार्डवेयर पर कम नियंत्रण और प्रदर्शन और संसाधन उपयोग के मामले में कम कुशल।

3. सी: ऑब्जेक्ट-ओरिएंटेड प्रोग्रामिंग के समर्थन के साथ सी का एक विस्तार, अधिक जटिल परियोजनाओं में उपयोग किया जाता है जिनके लिए मॉड्यूलरिटी और अमूर्तता की आवश्यकता होती है।
लाभ: अधिक दक्षता का त्याग किए बिना अधिक संगठित और स्केलेबल सिस्टम की अनुमति देता है।

4. असेंबली: एक निम्न-स्तरीय भाषा का उपयोग सीधे हार्डवेयर पर प्रोग्राम करने के लिए किया जाता है, जो संसाधनों पर पूर्ण नियंत्रण की अनुमति देता है।
लाभ: अत्यधिक प्रदर्शन और मेमोरी उपयोग अनुकूलन के लिए आदर्श, लेकिन इसे बनाए रखना और विकसित करना मुश्किल है।
नुकसान: अत्यधिक हार्डवेयर-निर्भर, जो विभिन्न प्लेटफार्मों के बीच पोर्टेबिलिटी को चुनौतीपूर्ण बनाता है।

5. एडा: महत्वपूर्ण प्रणालियों की ओर उन्मुख एक भाषा, विशेष रूप से एम्बेडेड सिस्टम में उपयोग की जाती है जिसके लिए उच्च विश्वसनीयता और सुरक्षा की आवश्यकता होती है (उदाहरण के लिए, विमानन और सैन्य प्रणालियों में)।
लाभ: मजबूत प्रकार की जाँच और मजबूत त्रुटि पहचान तंत्र।
सिस्टम विकास के उद्देश्य से अन्य भाषाएँ भी हैं, जैसे जावा, रस्ट और जावास्क्रिप्ट। जैसा कि हमने देखा, एम्बेडेड सिस्टम में उपयोग की जाने वाली भाषाएँ वे हैं जो हार्डवेयर और बाह्य उपकरणों में हेरफेर की सुविधा प्रदान करती हैं।

इन प्रणालियों के व्यावहारिक अनुप्रयोग क्या हैं?

ये प्रणालियाँ हमारे जीवन में मौजूद हैं; हम कह सकते हैं कि वे उस हवा की तरह हैं जिसमें हम आज सांस लेते हैं, ऑटोमोबाइल से लेकर डेटा प्रोसेसिंग तक। कुछ क्षेत्रों और उपयोग के उदाहरणों में शामिल हैं:

1. ऑटोमोटिव

• इंजन नियंत्रण इकाई (ईसीयू): दक्षता में सुधार, उत्सर्जन को कम करने और सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए इंजन संचालन को नियंत्रित करता है।
• एयरबैग: एंबेडेड सिस्टम टकराव का पता लगाने और एक सेकंड के भीतर एयरबैग तैनात करने के लिए जिम्मेदार हैं।

2. उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स

• स्मार्टफोन: एंबेडेड सिस्टम सेंसर, कैमरा, नेटवर्क कनेक्शन और बुनियादी डिवाइस फ़ंक्शन को नियंत्रित करते हैं।
• स्मार्ट टीवी: छवियों को प्रोसेस करें, एप्लिकेशन चलाएं, इंटरनेट से कनेक्ट करें और मीडिया चलाएं।

3. IoT डिवाइस (इंटरनेट ऑफ़ थिंग्स)

• होम ऑटोमेशन: तापमान सेंसर, स्मार्ट लाइटिंग, ताले और थर्मोस्टैट दूर से नियंत्रित होते हैं।
• पहनने योग्य वस्तुएं: स्मार्टवॉच, फिटनेस बैंड और अन्य उपकरण जो स्वास्थ्य और शारीरिक गतिविधि की निगरानी करते हैं।
• स्मार्ट शहर: ट्रैफिक सेंसर, स्मार्ट स्ट्रीट लाइटिंग और वायु गुणवत्ता निगरानी।

ऐसे अन्य क्षेत्र भी हैं जहां इन प्रणालियों का उपयोग किया जाता है; यह महज़ उसका सारांश है कि हम बाज़ार में क्या पा सकते हैं।

क्या एंबेडेड सिस्टम के बारे में सीखना उचित है?

ज्ञान प्राप्त करना और इस क्षेत्र में शामिल होना निश्चित रूप से सार्थक है, लेकिन यह उन लोगों के लिए अधिक उपयुक्त है जो हार्डवेयर से परिचित हैं और अधिक गहराई से समझना चाहते हैं कि उपकरणों से परे वास्तव में क्या होता है। डिजिटल सिस्टम, रजिस्टर, माइक्रोप्रोसेसर, माइक्रोकंट्रोलर और अच्छे इलेक्ट्रॉनिक्स का ज्ञान इस प्रक्रिया के लिए मौलिक होगा।

शुरुआत के लिए एक अच्छा सुझाव सी सीखना होगा, लेकिन यदि आप पहले से ही पायथन जैसी भाषा से आते हैं, तो रास्पबेरी पाई के साथ एम्बेडेड सिस्टम के बारे में सीखने से आधुनिक दुनिया में विभिन्न सुरुचिपूर्ण और सटीक चीजें बनाने में काफी सुविधा होगी।