تطوير البرمجيات المضمنة المخصصة

يُشار إلى البرمجيات المضمنة في نظام أو جهاز أكبر والمسؤولة عن إدارة عملياته على أنها برمجيات مضمنة. عادةً لا يمكن للمستخدم الوصول إليه بسهولة ولكنه ضروري للتشغيل السلس للجهاز. تعد المعدات الطبية والسيارات والإلكترونيات الاستهلاكية من بعض المنتجات التي تستخدم البرمجيات المضمنة.

يُعرف مهندس البرمجيات الذي يركز على إنشاء البرمجيات وتنفيذها لأجهزة معينة بأنه مطور البرمجيات المضمنة. يقومون بإنشاء كود كمبيوتر يدير عمليات الآلات المختلفة، بما في ذلك السيارات والأجهزة المنزلية والتكنولوجيا الطبية والإلكترونيات الاستهلاكية. يمكنهم تحسين أداء النظام وضمان عمل المعدات بشكل صحيح بفضل خبرتهم في الأجهزة والبرمجة.

يتضمن تطوير البرمجيات المضمنة كتابة تعليمات برمجية مخصصة خصيصًا لإدارة عمليات أحد مكونات الأجهزة. يستلزم هذا النوع من البرمجيات إنشاء نظام تشغيل مضمن يمكن تشغيله على الأجهزة وإنشاء رمز الجهاز باستخدام لغات البرمجة مثل C وC++. تتضمن عملية التطوير أيضًا الاختبار وتصحيح الأخطاء والتحسين لضمان عمل البرمجيات بشكل موثوق وفعال. غالبًا ما تكون هناك حاجة إلى نظام تشغيل في الوقت الفعلي لتطوير البرمجيات المضمنة لضمان قدرة الجهاز على الاستجابة بسرعة وبشكل موثوق للأحداث الخارجية.

يتم استخدام الذكاء الاصطناعي بشكل متكرر في الأنظمة المضمنة لإضافة قدرات متطورة وتعزيز الكفاءة. يستخدم الذكاء الاصطناعي المضمن تقنيات التعلم الآلي والتعلم العميق لإنشاء برمجيات يمكنها تقديم ذكاء استباقي وتفاعلي اعتمادًا على البيانات التي يجمعها الجهاز. تسمح البيانات المجمعة للأجهزة بالتكيف مع البيئات المتغيرة، وتحسين الأداء، وحتى التعرف على سلوك المستخدم. ومن أمثلة تطبيقات الذكاء الاصطناعي المضمنة التعرف على الصوت وتحديد الأشياء والملاحة المستقلة في الروبوتات والطائرات بدون طيار.

في حين يتم استخدام التعلم الآلي والتعلم العميق في كل من الذكاء الاصطناعي والذكاء الاصطناعي المضمن، إلا أن هناك فرقًا كبيرًا بين الاثنين. من ناحية أخرى، يشير الذكاء الاصطناعي المضمن إلى البرمجيات المضمنة مباشرة في جهاز، مثل الروبوت أو جهاز منزلي ذكي، على عكس الذكاء الاصطناعي، الذي يستخدم غالبًا لوصف البرمجيات التي تعمل على أجهزة كمبيوتر عالية الأداء في السحابة أو الخوادم. نظرًا لأنه يحتاج إلى التحسين ليناسب قيود الأجهزة والذاكرة الخاصة بالجهاز، فإن الذكاء الاصطناعي المضمن يتطلب نهجًا مختلفًا للتطوير. علاوة على ذلك، كثيرًا ما يتم تضمين معالجة البيانات في الوقت الفعلي من أجهزة الاستشعار في الذكاء الاصطناعي المضمن، مما يستلزم خوارزميات وتقنيات متخصصة لضمان التشغيل الدقيق والفعال.

يمكن تقسيم الأنظمة المضمنة إلى مجموعات حسب استخدامها وقدراتها. تشمل هذه الفئات الأنظمة المضمنة المتصلة بالشبكة، والتي ترتبط بأجهزة أو أنظمة أخرى وتتبادل البيانات من خلال الشبكة، والأنظمة المضمنة المستقلة، وهي أجهزة قائمة بذاتها مع اتصال ضئيل أو معدوم؛ الأنظمة المضمنة في الوقت الحقيقي، والتي يجب أن تستجيب للأحداث الخارجية ضمن قيود زمنية صارمة، والأنظمة المحمولة المضمنة، والتي تم إنشاؤها لتكون محمولة وتعمل على البطاريات. يمكن لجميع هذه الأنواع من الأنظمة المضمنة الاستفادة من الخبرة التي يمكن أن يقدمها مطور البرمجيات في إنشاء نظام يناسب الاحتياجات الخاصة لكل أداة أو تطبيق.