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組み込みシステム (または統合システム) は、より大きなデバイス内で特定の機能を実行するように設計された特殊なコンピューティング システムです。これらは、事前定義されたタスクまたは一連のタスク専用のハードウェアとソフトウェアで構成され、多くの場合、リアルタイム要件と限られたリソースを伴います。

これらのシステムは、これらのシステムやデバイスをインターネットと統合することを目的とした IoT (モノのインターネット) で一般的に使用されています。

現在、次のようなさまざまな組み込みシステムがあります。

• スマート家電 (電子レンジや冷蔵庫など)
• 自動車 (エンジン制御システムや ABS ブレーキなど)
• 医療機器（心臓モニターやインスリンポンプなど）
• 産業用機器（製造ロボットなど）
• 通信デバイス (ルーターやモデムなど)

ご覧のとおり、私たちの日常生活には多くの組み込みシステムが存在します。 組み込みシステムの定義に示されているように、これらのシステムにはソフトウェアも含まれます。このソフトウェアはさまざまなプログラミング言語を使用して開発されています。

これらのシステムで最も一般的に使用される言語のリストは次のとおりです:

1. C: その効率性、直接ハードウェア制御、低レベル プログラミングのサポートにより、組み込みシステムで最も広く使用されている言語です。
利点: 正確なメモリ制御、高いパフォーマンス、ハードウェア固有のライブラリへのアクセス。

2. Python: 低レベル言語ではありませんが、組み込みシステムのプロトタイピングや、Raspberry Pi などのより高機能なデバイス上の高レベル アプリケーションで使用されます。
利点: 使いやすさ、コードの読みやすさ、幅広いライブラリ。
短所: ハードウェアの制御が低下し、パフォーマンスとリソースの使用効率が低下します。

3. C : オブジェクト指向プログラミングをサポートする C の拡張機能。モジュール性と抽象化を必要とするより複雑なプロジェクトで使用されます。
利点: 効率をあまり犠牲にすることなく、より組織化されたスケーラブルなシステムが可能になります。

4.アセンブリ: ハードウェアに直接プログラムするために使用される低レベル言語で、リソースの絶対的な制御を可能にします。
利点: 極端なパフォーマンスとメモリ使用量の最適化には理想的ですが、維持と開発が困難です。
短所: ハードウェアへの依存度が高いため、異なるプラットフォーム間の移植性が困難になります。

5. Ada: 重要なシステム向けの言語で、特に高い信頼性とセキュリティを必要とする組み込みシステム (航空システムや軍事システムなど) で使用されます。
利点: 強力な型チェックと堅牢なエラー検出メカニズム。
Java、Rust、JavaScript など、システム開発を目的とした言語は他にもあります。これまで見てきたように、組み込みシステムで使用される言語は、ハードウェアと周辺機器の操作を容易にする言語です。

これらのシステムの実際の応用例は何ですか?

これらのシステムは私たちの生活の中に存在します。自動車からデータ処理に至るまで、それらは私たちが今日呼吸する空気のようなものであると言えます。いくつかの分野と使用例は次のとおりです:

1.自動車

• エンジン コントロール ユニット (ECU): 効率を向上させ、排出ガスを削減し、安全性を確保するためにエンジンの動作を制御します。
• エアバッグ: 組み込みシステムは、衝突を検出し、数分の一秒でエアバッグを展開します。

2.家電

• スマートフォン: 組み込みシステムは、センサー、カメラ、ネットワーク接続、および基本的なデバイス機能を制御します。
• スマート TV: 画像の処理、アプリケーションの実行、インターネットへの接続、メディアの再生を行います。

3. IoT デバイス (モノのインターネット)

• ホーム オートメーション: 温度センサー、スマート照明、ロック、サーモスタットをリモートで制御します。
• ウェアラブル: 健康や身体活動を監視するスマートウォッチ、フィットネス バンド、その他のデバイス。
• スマートシティ: 交通センサー、スマート街路照明、大気質モニタリング。

これらのシステムが使用されている領域は他にもあります。これは市場で見つけられるものの単なる概要です。

組み込みシステムについて学ぶ価値はありますか?

知識を得てこの分野に携わることは間違いなく価値がありますが、ハードウェアに精通していて、デバイスの向こうで実際に何が起こっているのかをより深く理解したい人に適しています。デジタル システム、レジスタ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、優れた電子機器に関する知識がこのプロセスの基礎となります。

C を学ぶことをお勧めしますが、すでに Python などの言語を学習している場合は、Raspberry Pi を使用して組み込みシステムについて学ぶと、現代のさまざまなエレガントで正確なものを作成するのが大幅に容易になります。