Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья про аппаратное устройство с интегрированным программным обеспечением (прошивкой). Информацию о программном обеспечении с операционной системой (JeOS), достаточным для работы на оборудовании или на виртуальной машине, см. В разделе « Программное обеспечение» .
«Сетевое устройство» перенаправляется сюда. Информацию об ИТ-компании см. На сайте Network Appliance, Inc.
Cobalt Qube 3 - компьютерный сервер (2002, снято с производства)

Компьютер устройство представляет собой компьютер с программным обеспечением или встроенным программным обеспечением , который специально предназначен для обеспечения конкретных вычислительных ресурсов. Такие устройства стали известны как бытовые приборы из-за схожести функций или управления с бытовыми приборами , которые, как правило, закрыты и опечатаны и не подлежат обслуживанию пользователем или владельцем. Аппаратное и программное обеспечение поставляется как интегрированный продукт и даже может быть предварительно настроен перед доставкой клиенту, чтобы предоставить готовое решение для конкретного приложения. В отличие от компьютеров общего назначения , устройства, как правило, не предназначены для того, чтобы клиенты могли изменять программное обеспечение и лежащие в его основе.операционная система или гибко перенастраивать оборудование.

Другой формой устройства является виртуальное устройство , функциональность которого аналогична выделенному аппаратному устройству, но распространяется как программный образ виртуальной машины для устройства с гипервизором .

Обзор [ править ]

Традиционно программные приложения выполняются поверх операционной системы общего назначения , которая использует аппаратные ресурсы компьютера (в первую очередь память, дисковое хранилище, вычислительную мощность и пропускную способность сети) для удовлетворения вычислительных потребностей пользователя. Основная проблема традиционной модели связана со сложностью. Сложно интегрировать операционную систему и приложения с аппаратной платформой и сложно поддерживать ее впоследствии.

Благодаря жесткому ограничению вариантов аппаратного и программного обеспечения устройство становится легко развертываемым и может использоваться без каких-либо обширных (или глубоких) знаний в области ИТ. Кроме того, при возникновении проблем и ошибок обслуживающему персоналу очень редко требуется их глубоко изучить, чтобы полностью разобраться в проблеме. Персоналу нужно просто обучиться работе с программным обеспечением для управления устройствами, чтобы решить большинство проблем.

Во всех формах модели компьютерного устройства клиенты получают выгоду от простых операций. Устройство имеет ровно одну комбинацию аппаратного обеспечения, операционной системы и прикладного программного обеспечения, которое было предварительно установлено на заводе. Это избавляет клиентов от необходимости выполнять сложную работу по интеграции и значительно упрощает устранение неполадок. Фактически, эта характеристика «работы под ключ» является движущей силой, которую клиенты ищут при покупке техники.

Чтобы считаться устройством, (аппаратное) устройство должно быть интегрировано с программным обеспечением, и оба они поставляются в виде пакета. [ необходима цитата ] Это отличает устройства от "домашних" решений или решений, требующих сложной реализации интеграторами или торговыми посредниками с добавленной стоимостью (VAR).

Аппаратный подход помогает разделить различные системы и приложения, например, в центре обработки данных. После того, как ресурс отделен, теоретически его можно также централизовать для совместного использования многими системами, централизованного управления и оптимизации, и все это без необходимости внесения изменений в любую другую систему.

Компромиссы подхода компьютерных устройств [ править ]

Основные [ править ] Недостатком развертывания компьютера прибора является то , что , так как они предназначены для обеспечения определенного ресурса, они чаще всего включают в себя индивидуальную операционную систему , работающей над специализированными аппаратными средствами, ни один из которых, вероятно, будут совместимы с другими системами , ранее развернут. Клиенты теряют гибкость.

Можно полагать, что проприетарная встроенная операционная система или операционная система в приложении могут сделать устройство более защищенным от обычных кибератак. Однако все наоборот. Безопасность посредством неизвестности - плохое решение, и устройства часто страдают от проблем с безопасностью, о чем свидетельствует распространение устройств IoT . [1]

Типы бытовой техники [ править ]

Устройство сетевой безопасности Niksun, используемое армией США (2016 г.)

Разнообразие компьютерных устройств отражает широкий спектр вычислительных ресурсов, которые они предоставляют приложениям. Некоторые примеры:

Техника для хранения
предоставляют огромные объемы хранилища и дополнительные функции более высокого уровня (например, зеркальное отображение дисков и чередование данных ) для нескольких подключенных систем с использованием компьютерной парадигмы прозрачных локальных сетей хранения . [2]
Сетевые устройства
представляют собой маршрутизаторы общего назначения [3], которые обеспечивают защиту межсетевого экрана , безопасность транспортного уровня (TLS), обмен сообщениями , доступ к специализированным сетевым протоколам (таким как служба сообщений ebXML ) и мультиплексирование полосы пропускания для нескольких систем, которые они используют. [4]
Устройства резервного копирования и аварийного восстановления
компьютерные устройства, которые объединяют программное обеспечение резервного копирования и цели резервного копирования, иногда с гипервизорами для поддержки локального аварийного восстановления защищенных серверов. Они часто являются шлюзом к полноценному решению DRaaS.
Брандмауэр и устройства безопасности
компьютерные устройства, предназначенные для защиты компьютерных сетей от нежелательного трафика.
Устройства IIoT и MES Gateway
Компьютерные устройства, предназначенные для двунаправленного преобразования данных между системами управления и корпоративными системами. Собственные встроенные микропрограммные приложения, работающие на устройстве, используют двухточечные соединения для трансляции данных между полевыми устройствами в их собственных протоколах автоматизации и системах MES через их интерфейсы API , ODBC или RESTful .
Устройства защиты от спама
за спам в электронной почте
Программные устройства
программное приложение, которое может быть объединено с операционной системой (JeOS), достаточным для его работы на стандартном промышленном оборудовании или на виртуальной машине. По сути, это распространение программного обеспечения или микропрограммное обеспечение, на котором работает компьютерное устройство.
Устройства виртуальных машин
состоят из встроенной операционной системы «в стиле гипервизора», работающей на оборудовании устройства. Уровень гипервизора согласован с оборудованием устройства и не может быть изменен заказчиком, но заказчик может загружать на устройство другие операционные системы и приложения в виде виртуальных машин.

Бытовая техника [ править ]

Беспроводной маршрутизатор Linksys на кабельном модеме Comcast в домашних условиях (2006 г.)

Помимо развертывания в центрах обработки данных, многие компьютерные устройства напрямую используются широкой публикой. К ним относятся: [ необходима ссылка ]

  • Видеокамера
  • Жилой шлюз
  • Сетевое хранилище (NAS)
  • Игровая приставка

Потребители подчеркивают необходимость того, чтобы устройство было простым в установке, настройке и эксплуатации, при этом не требовалось никаких технических знаний.

Приборы в промышленной автоматизации [ править ]

Задняя часть программируемого логического контроллера Siemens (2013 г.)

Мир промышленной автоматизации богат приборами. Эти устройства были усилены, чтобы выдерживать экстремальные температуры и вибрацию. Эти устройства также обладают широкими возможностями настройки, что позволяет настраивать их под самые разные приложения. Ключевые преимущества устройства в автоматизации:

  1. Сокращение времени простоя - вышедшее из строя устройство обычно заменяется готовой коммерческой заменой COTS, и его задача быстро и легко перезагружается из резервной копии.
  2. Высокая масштабируемость - устройства, как правило, представляют собой целевые решения для области завода или процесса. По мере изменения требований масштабируемость достигается за счет установки другого устройства. Концепции автоматизации легко тиражируются на предприятии за счет стандартизации устройств для выполнения необходимых задач, в отличие от разработки индивидуальных схем автоматизации для каждой задачи.
  3. Низкая совокупная стоимость владения (TCO ) - устройства разрабатываются, тестируются и поддерживаются поставщиками продуктов автоматизации и проходят гораздо более широкий уровень тестирования качества, чем индивидуально разработанные решения для автоматизации. Использование устройств в автоматизации снижает уровень тестирования, необходимого для каждого отдельного приложения.
  4. Сокращение времени проектирования - устройства выполняют определенные функции, и, хотя они легко настраиваются, они обычно самодокументируются. Это позволяет передавать решения на основе устройств от инженера к инженеру с минимальной потребностью в обучении и документации.

Типы средств автоматизации: [ необходима цитата ]

  1. PLC (программируемый логический контроллер) - Программируемые логические контроллеры являются приборами, которые обычно используются для дискретного управления и предлагает широкий диапазон входных и выходных параметров. Они настраиваются с помощью стандартных языков программирования, таких как IEC-1131.
  2. SLC (один контроллер контура) - контроллеры одного цикла являются приборами , которые контролируют входные переменные и изменение эффекта на выход управления (управляющий переменным) , чтобы удерживать входную переменные до заданного значения.
  3. PAC (программируемый контроллер автоматизации). Программируемые контроллеры автоматизации - это устройства, которые воплощают в себе свойства как ПЛК, так и SLC, что позволяет интегрировать как аналоговое, так и дискретное управление.
  4. Универсальный шлюз - универсальный шлюз может обмениваться данными с различными устройствами через соответствующие протоколы связи и влиять на транзакции данных между ними. Это становится все более важным, поскольку производство стремится улучшить маневренность, качество, производительность, производственные затраты и сократить время простоя за счет улучшенной связи M2M ( машина-машина ).
  5. EATM (модули транзакций корпоративных устройств ). Модули транзакций корпоративных устройств - это устройства, которые влияют на транзакции данных из систем автоматизации производственного процесса в корпоративные бизнес-системы. Они обмениваются данными с оборудованием производственного цеха через различные протоколы автоматизации от поставщиков, а также с бизнес-системами через протоколы обмена данными с базами данных, такие как JMS ( Java Message Service ) и SQL ( Structured Query Language ).

Внутренняя структура [ править ]

Есть несколько шаблонов проектирования, принятых поставщиками компьютерной техники, некоторые из которых показаны ниже. Поскольку вся концепция устройства основывается на хранении таких деталей реализации вдали от конечного пользователя, трудно сопоставить эти шаблоны с конкретными устройствами, особенно потому, что они могут изменяться и изменяются, не влияя на внешние возможности или производительность.

  1. Специальный чип - производитель строит ASIC без какого-либо отдельного «программного обеспечения» или операционной системы. Устройство имеет ограниченный интерфейс, обычно терминальную консоль или веб-интерфейс, что позволяет ИТ-персоналу выполнять некоторую базовую настройку. Производитель часто предоставляет способ доступа к более глубоким механизмам настройки. Вычислительное устройство Java Vega 3 от Azul Systems является примером; специальные аппаратные модификации чипа позволяют масштабировать Java-приложения.
  2. Специальное программное ядро - поставщик использует или создает компьютер общего назначения и разрабатывает новую операционную систему, которая интегрирует приложение в операционную систему. Cisco IOS является примером; Unix-подобная операционная система имеет встроенные функции межсетевого экрана и команды настройки сети / межсетевого экрана. Иногда устройство также запечатано, поэтому у потребителя нет доступа для переустановки операционной системы или ее замены другой операционной системой. Потребитель также может быть ограничен небольшой группой команд конфигурации, в то время как более подробные и низкоуровневые функции операционной системы доступны только поставщику. Чем больше используется этот «заблокированный» подход, тем ближе этот тип устройства становится похожим на устройство ASIC.
  3. Специализированное приложение - используются стандартные компьютеры и операционные системы, но пользовательский интерфейс и «ящик» спроектированы таким образом, чтобы пользователь не мог получить доступ к чему-либо на компьютере, кроме интерфейса приложения, созданного поставщиком. Поскольку лежащая в основе вычислительная архитектура заблокирована и практически невидима, становится трудно понять, действительно ли устройство функционирует поверх общего оборудования и операционных систем. Linux и, в меньшей степени, BSD стали предпочтительной операционной системой для этого типа устройств. В последнее время термин « программное обеспечение » также используется для описания такой заранее упакованной комбинации «черный ящик».
  4. Виртуальное устройство - здесь само оборудование полностью исчезло и превратилось в так называемое виртуальное устройство (также известное как виртуальное программное обеспечение), использующее любую из множества технологий виртуальных машин . В этой виртуальной машине, по сути, находится тот же стек программного обеспечения плюс операционная система, что и в альтернативном «специализированном приложении».

Иногда эти техники смешиваются. Например, устройство VPN может содержать программный брандмауэр ограниченного доступа, работающий в Linux, с ASIC шифрования для ускорения доступа к VPN.

Некоторые компьютерные устройства используют твердотельное хранилище , в то время как другие используют жесткий диск для загрузки операционной системы. Опять же, эти два метода могут быть смешаны: сервер печати ASIC может разрешить дополнительный жесткий диск для очереди заданий, или устройство на базе Linux может кодировать Linux во встроенном ПО , так что жесткий диск не нужен для загрузки операционной системы. [5]

См. Также [ править ]

  • Автомобильная навигационная система
  • Экологичные вычисления
  • Аппаратное ускорение
  • Информационное устройство
  • Устройства Linux
  • Персональный цифровой помощник (КПК)
  • Подключите компьютер
  • Смартфон
  • Программное обеспечение
  • Средний ящик

Ссылки [ править ]

  1. ^ https://www.businessinsider.com/iot-security-privacy?r=DE&IR=T
  2. ^ Центр SAN данных архивации 2005-05-02 в Wayback Machine - Network World
  3. ^ Маршрутизаторы - About.com
  4. ^ Определение: сетевое устройство - Pcmag.com
  5. ^ Смит, Боб; Хардин, Джон А; Филлипс, Грэм; Пирс, Билл. Проектирование устройств Linux: Практическое руководство по созданию устройств Linux . Пресс без крахмала. стр. xvii. ISBN 1-59327-140-9. Проверено 6 мая 2008 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Комментарии ARC Advisory Group по модулям транзакций корпоративного устройства
  • Вычислительная техника - отчет Monash, декабрь 2006 г.