Dispositivo de computador - Computer appliance
Um dispositivo de computador é um computador com software ou firmware projetado especificamente para fornecer um recurso de computação específico. Esses dispositivos tornaram-se conhecidos como eletrodomésticos devido à semelhança de funções ou gerenciamento com os eletrodomésticos , que geralmente são fechados e lacrados e não podem ser reparados pelo usuário ou proprietário. O hardware e o software são fornecidos como um produto integrado e podem até ser pré-configurados antes da entrega ao cliente, para fornecer uma solução pronta para uso para uma aplicação específica. Ao contrário dos computadores de uso geral , os dispositivos geralmente não são projetados para permitir que os clientes alterem o software e o sistema operacional subjacente , ou para reconfigurar o hardware de forma flexível.
Outra forma de dispositivo é o dispositivo virtual , que tem funcionalidade semelhante a um dispositivo de hardware dedicado, mas é distribuído como uma imagem de máquina virtual de software para um dispositivo equipado com hipervisor .
Visão geral
Tradicionalmente, os aplicativos de software são executados em um sistema operacional de uso geral , que usa os recursos de hardware do computador (principalmente memória, armazenamento em disco, capacidade de processamento e largura de banda de rede) para atender às necessidades de computação do usuário. O principal problema com o modelo tradicional está relacionado à complexidade. É complexo integrar o sistema operacional e os aplicativos a uma plataforma de hardware e, posteriormente, oferecer suporte.
Ao restringir fortemente as variações de hardware e software, o dispositivo se torna facilmente implantável e pode ser usado sem um conhecimento de TI tão amplo (ou profundo). Além disso, quando surgem problemas e erros, a equipe de apoio raramente precisa explorá-los profundamente para entender o assunto por completo. A equipe precisa apenas de treinamento no software de gerenciamento de dispositivo para ser capaz de resolver a maioria dos problemas.
Em todas as formas do modelo de dispositivo de computador, os clientes se beneficiam de operações fáceis. O dispositivo possui exatamente uma combinação de hardware, sistema operacional e software aplicativo, que vem pré-instalado de fábrica. Isso evita que os clientes precisem realizar um trabalho de integração complexo e simplifica drasticamente a solução de problemas. Na verdade, essa característica de "operação chave na mão" é o benefício que os clientes buscam ao comprar eletrodomésticos.
Para ser considerado um dispositivo, o dispositivo (hardware) precisa ser integrado ao software e ambos são fornecidos como um pacote. Isso distingue dispositivos de soluções "caseiras" ou soluções que exigem implementações complexas por integradores ou revendedores de valor agregado (VARs).
A abordagem do dispositivo ajuda a desacoplar os vários sistemas e aplicativos, por exemplo, no data center. Uma vez que um recurso é desacoplado, em teoria ele também pode ser centralizado para ser compartilhado entre vários sistemas, gerenciados e otimizados de forma centralizada, tudo sem a necessidade de alterações em nenhum outro sistema.
Compensações da abordagem de dispositivo de computador
A principal desvantagem de implantar um dispositivo de computador é que, uma vez que são projetados para fornecer um recurso específico, na maioria das vezes incluem um sistema operacional personalizado rodando em hardware especializado, nenhum dos quais provavelmente é compatível com os outros sistemas previamente implantados. Os clientes perdem flexibilidade.
Pode-se acreditar que um sistema operacional integrado proprietário, ou sistema operacional dentro de um aplicativo, pode tornar o dispositivo muito mais seguro contra ataques cibernéticos comuns. No entanto, o oposto é verdadeiro. A segurança por obscuridade é uma decisão de segurança insatisfatória e os dispositivos costumam ser afetados por problemas de segurança, conforme evidenciado pela proliferação de dispositivos IoT .
Tipos de aparelhos
A variedade de dispositivos de computador reflete a ampla gama de recursos de computação que eles fornecem aos aplicativos. Alguns exemplos:
- Aparelhos de armazenamento
- fornecem grandes quantidades de armazenamento e funcionalidade adicional de nível superior (ex: espelhamento de disco e distribuição de dados ) para vários sistemas conectados usando o paradigma de computador de redes de área de armazenamento local transparente .
- Aparelhos de rede
- são roteadores de propósito geral que fornecem proteção de firewall , Transport Layer Security (TLS), mensagens , acesso a protocolos de rede especializados (como o ebXML Message Service) e multiplexação de largura de banda para os vários sistemas que eles fazem o front-end.
- Dispositivos de backup e recuperação de desastres
- dispositivos de computador que são software de backup integrado e destinos de backup, às vezes com hipervisores para oferecer suporte a DR local de servidores protegidos. Eles geralmente são um portal para uma solução DRaaS completa.
- Dispositivos de firewall e segurança
- aparelhos de computador projetados para proteger redes de computadores contra tráfego indesejado.
- Dispositivos de gateway IIoT e MES
- Dispositivos de computador que são projetados para traduzir dados bidirecionalmente entre sistemas de controle e sistemas corporativos. Aplicativos de firmware integrados e proprietários em execução no dispositivo usam conexões ponto a ponto para traduzir dados entre dispositivos de campo em seus protocolos de automação nativos e sistemas MES por meio de APIs , ODBC ou interfaces RESTful .
- Aparelhos anti-spam
- para e-mail spam
- Aparelhos de software
- um aplicativo de software que pode ser combinado apenas com o sistema operacional (JeOS) suficiente para ser executado em hardware padrão da indústria ou em uma máquina virtual. Em essência, a distribuição de software ou firmware que está executando um dispositivo de computador.
- Aparelhos de máquina virtual
- consistem em um sistema operacional integrado "estilo hipervisor" em execução no hardware do dispositivo. A camada de hipervisor corresponde ao hardware do dispositivo e não pode ser alterada pelo cliente, mas o cliente pode carregar outros sistemas operacionais e aplicativos no dispositivo na forma de máquinas virtuais.
Aparelhos de consumo
Além de sua implantação em data centers, muitos dispositivos de computador são usados diretamente pelo público em geral. Esses incluem:
- Gravador de vídeo digital
- Portal residencial
- Armazenamento conectado à rede (NAS)
- Console de videogame
Os usos do consumidor enfatizam a necessidade de um aparelho ter fácil instalação, configuração e operação, sendo necessário pouco ou nenhum conhecimento técnico.
Eletrodomésticos em automação industrial
O mundo da automação industrial é rico em eletrodomésticos. Esses aparelhos foram reforçados para resistir a temperaturas e vibrações extremas. Esses dispositivos também são altamente configuráveis, permitindo a personalização para atender a uma ampla variedade de aplicações. Os principais benefícios de um aparelho em automação são:
- Tempo de inatividade reduzido - um dispositivo com falha é normalmente substituído por uma substituição COTS " comercial de prateleira " e sua tarefa é recarregada de forma rápida e fácil a partir de um backup.
- Altamente escalonável - os aparelhos são normalmente soluções direcionadas para uma área de uma planta ou processo. Conforme os requisitos mudam, a escalabilidade é obtida por meio da instalação de outro dispositivo. Os conceitos de automação são facilmente replicados em toda a empresa, padronizando os dispositivos para executar as tarefas necessárias, em oposição ao desenvolvimento de esquemas de automação personalizados para cada tarefa.
- Baixo TCO ( custo total de propriedade ) - os aparelhos são desenvolvidos, testados e suportados por fornecedores de produtos de automação e passam por um nível muito mais amplo de testes de qualidade do que soluções de automação personalizadas. O uso de dispositivos em automação reduz o nível de teste necessário em cada aplicação individual.
- Tempo de design reduzido - os aparelhos executam funções específicas e, embora sejam altamente configuráveis, geralmente são autodocumentados. Isso permite que soluções baseadas em dispositivos sejam transferidas de engenheiro para engenheiro com a necessidade mínima de treinamento e documentação.
Tipos de aparelhos de automação:
- PLC (controlador lógico programável) - controladores lógicos programáveis são dispositivos normalmente usados para controle discreto e oferecem uma ampla gama de opções de entrada e saída. Eles são configurados por meio de linguagens de programação padronizadas, como IEC-1131.
- SLC (controlador de loop único) - os controladores de loop único são aparelhos que monitoram uma variável de entrada e alteram uma saída de controle (variável manipulada) para manter a variável de entrada em um ponto de ajuste.
- PAC (controlador de automação programável) - controladores de automação programáveis são aparelhos que incorporam propriedades de PLCs e SLCs, permitindo a integração de controle analógico e discreto.
- Gateway universal - um dispositivo de gateway universal tem a capacidade de se comunicar com uma variedade de dispositivos por meio de seus respectivos protocolos de comunicação e afetará as transações de dados entre eles. Isso é cada vez mais importante à medida que a manufatura se esforça para melhorar a agilidade, qualidade, taxas de produção, custos de produção e reduzir o tempo de inatividade por meio de comunicações M2M ( máquina a máquina ) aprimoradas .
- EATMs (Enterprise Appliance Transaction Modules) - Módulos de transação de dispositivo corporativo são dispositivos que afetam as transações de dados de sistemas de automação de chão de fábrica para sistemas de negócios corporativos. Eles se comunicam com o equipamento do chão de fábrica por meio de vários protocolos de automação do fornecedor e se comunicam com os sistemas de negócios por meio de protocolos de comunicação de banco de dados, como JMS ( Java Message Service ) e SQL ( Structured Query Language ).
Estrutura interna
Existem vários padrões de design adotados por fornecedores de dispositivos de computador, alguns dos quais são mostrados a seguir. Uma vez que todo o conceito de um dispositivo se baseia em manter tais detalhes de implementação longe do usuário final, é difícil combinar esses padrões com dispositivos específicos, especialmente porque eles podem e mudam sem afetar os recursos externos ou o desempenho.
- Chip especial - o fornecedor constrói um ASIC , sem nenhum "software" ou sistema operacional separado. O dispositivo tem uma interface limitada, geralmente console de terminal ou baseada na web, para permitir alguma configuração básica pela equipe de TI. O fabricante geralmente fornece alguma maneira de acessar mecanismos de configuração mais profundos. O Vega 3 Java Compute Appliance da Azul Systems é um exemplo; modificações especiais de hardware no chip permitem o dimensionamento do aplicativo Java.
- Kernel de software especial - o fornecedor usa ou cria um computador de uso geral e projeta um novo sistema operacional que integra o aplicativo ao sistema operacional. O IOS da Cisco é um exemplo; o sistema operacional do tipo Unix possui funções de firewall e comandos de configuração de rede / firewall integrados a ele. Às vezes, o dispositivo também é lacrado, de modo que o consumidor não tem acesso para reinstalar o sistema operacional ou substituí-lo por outro sistema operacional. O consumidor também pode estar restrito a um pequeno grupo de comandos de configuração, enquanto as funções mais detalhadas e de nível inferior do sistema operacional estão disponíveis apenas para o fornecedor. Quanto mais essa abordagem "bloqueada" é realizada, mais perto esse tipo de dispositivo chega de parecer um dispositivo ASIC.
- Aplicativo especializado - são usados computadores de prateleira e sistemas operacionais, mas a interface do usuário e a "caixa" são projetadas para que o usuário não possa acessar nada no computador, exceto a interface do aplicativo que o fornecedor criou. Como a arquitetura de computação subjacente está bloqueada e essencialmente invisível, torna-se difícil discernir se o dispositivo realmente funciona em cima de hardware e sistemas operacionais de uso geral. O Linux, e o BSD em um grau menor, tornou-se o sistema operacional escolhido para esse tipo de aparelho. Recentemente, o termo dispositivo de software também foi usado para descrever essa combinação de caixa preta pré-embalada.
- Dispositivo virtual - aqui, o próprio hardware desapareceu completamente e se tornou um assim chamado dispositivo virtual (também conhecido como dispositivo de software virtual) usando qualquer uma das várias tecnologias de máquina virtual . Dentro dessa máquina virtual está essencialmente a mesma pilha de software mais o sistema operacional como na alternativa de "aplicativo especializado".
Às vezes, essas técnicas são misturadas. Por exemplo, um dispositivo VPN pode conter um firewall de software de acesso limitado em execução no Linux, com ASIC de criptografia para acelerar o acesso VPN.
Alguns aparelhos de computador usam armazenamento de estado sólido , enquanto outros usam um disco rígido para carregar um sistema operacional. Novamente, os dois métodos podem ser misturados - um servidor de impressão ASIC pode permitir um disco rígido opcional para enfileiramento de trabalhos ou um dispositivo baseado em Linux pode codificar Linux no firmware , de forma que um disco rígido não seja necessário para carregar o sistema operacional.
Veja também
- Sistema de navegação automotivo
- Computação verde
- Aceleraçao do hardware
- Aparelho de informação
- Dispositivos Linux
- Assistente digital pessoal (PDA)
- Conecte o computador
- Smartphone
- Aparelho de software
- Middlebox