Tresneria muntatzea eta mantentzea

Zenbaketa sistemak eta unitateak

1 Komunikazio-sistemen sarrera

Hasieratik, gizakiak hainbat modutan komunikatu izan du bere espeziekideekin: ahotsaren bidez hasi zen (duela 100.000 urte inguru dela uste da), nolabaiteko protolengoaiaren bidez, eta ondoren komunikazio-sistema iraunkorrak erabiltzen hasi zen (idazkera).

Guztiok ezagutzen dugu komunikazio-sistemen bilakaera historikoa, eta horien artean honako hauek nabarmendu ditzakegu (erreferentzia):

  • Labar-pinturak: Kobazuloetan edo arroketan egindakoak, ehiza-eszenak, animalia desberdinak, esku-inprimaketak, giza irudiak… ikus daitezke. Aurkitutako pintura batzuek 50.000 urte baino gehiago dituzte. Gertu dugun adibide bat Santimamiñeko kobak dira, orain dela 14.000 eta 9.000 urteen arteko pinturak daukatenak.

  • Kuneiforme idazkera: Egindako lehen idazkera-sistemetako bat da, eta buztin hezeko tauletan egiten zen, landare-enbor batekin grabatuz. Sistema honekin K.a. 3.200 baino lehenagoko tauletan datatu dira, hainbat hizkuntzatan.

  • Hieroglifo idazkera eta papiroa: Egipto zaharrean, hormetan idatziz hasten den ikur bidezko idazkera sortzen da, eta gero papiroa asmatzen dute (zaharrena K.a. 2.500 ingurukoa da), horrela komunikazio-sistema errazagoa eta trukagarriagoa lortuz.

  • Usoen bidezko mezularitza: Mezularitza-usoen erabilera K.a. 1.500 baino lehenagokoa da, eta mende honetan ere erabili izan da zenbait herrialdetan hondamendi naturaletan.

  • Inprenta: Lehen dokumentu inprimatua Txinan egin zen 868. urtean, baina inprenta modernoa Johannes Gutembergek sortu zuen 1440 inguruan. Inprentari esker, dokumentu idatziak azkarrago sortu ziren eta ezagutza idatziaren hedapena bizkortu egin zen.

  • Telegrafoa: XVIII. mendearen erditik eta XIX. mendearen hasieran elektromagnetismoaren inguruko ikerkuntzan aurrerapen handiak izan ziren, eta horrela hasi ziren seinaleak bidaltzeko erabiltzen. 1837an Samuel Morsek telegrafoa patentatu zuen. 1858an Irlanda eta Ternua lotu ziren lehen kable transatlantikoarekin.

  • Telefonoa: Telegrafoaren bilakaera gisa sortu zen, honek soilik seinaleak bidaltzen baitzituen. Antonio Meucci izan zen asmatzailea (nahiz eta normalean Alexander Graham Bell aipatzen den). 1860an ahotsa distantzia handira transmitituz erakustaldi publikoa egin zuen.

Ikus daitekeenez, mendeetan zehar informazioa bidaltzeko eta jasotzeko hainbat komunikazio-sistema erabili izan dira.

1.1 Informazioaren komunikazioa

Ikusi dugunez, informazioaren komunikazio-sistemak ez dira kontu berria, baina zer behar ditu komunikazio-sistema batek?

  • Igorlea: Komunikatu nahi den informazioaren jatorria eta iturria da.

  • Hartzailea: Informazioa jasoko duen norbanakoa da, hau da, hartzailea.

  • Mezua: Igorlearen eta hartzailearen artean transmititu nahi dugun informazioa da.

  • Kodea: Mezua adierazteko erabiltzen diren arauen multzoa da. Igorleak eta hartzaileak kode bera erabili behar dute komunikazioa zuzena izan dadin.

  • Kanal: Mezua bidaliko den euskarri fisikoa da.

  • Seinalea: Informazioa bidaltzeko erabiltzen den osagai fisikoa da.

Komunikazio-sistema bat eta bere osagaiak hobeto ulertzeko, bi adibide jarriko ditugu:

1. adibidea: Ahozko komunikazioa

Adibide honetan bi pertsona daude, bakoitza “Igorle” eta “Hartzaile” gisa identifikatu dute euren burua, eta horrela badakigu nor den komunikazioaren jatorria eta nor helmuga.

Kasu honetan, mezua “Hola” da, eta erabiltzen den kodea “gaztelania” izeneko hizkuntza da. Erabiliko den seinalea ahotsa da, hitz egiten ari direlako, eta mezua bidaltzeko kanala airea da.

Egunero erabiltzen dugun adibide sinplea da.

2. adibidea: Idatzizko komunikazioa mezularitzaren bidez

Aurreko adibidean bezala, bi pertsona daude, bakoitza “Igorle” eta “Hartzaile” gisa identifikatu dute euren burua, baina kasu honetan telefono mugikor baten bidez komunikatuko dira, gure egunerokoan mezularitza-aplikazio edo sare sozialen bidez egiten dugun bezala.

Kontuan hartuta, adibide honetan benetan bi komunikazio-sistema daude nahastuta eta bata bestearen gainean dago:

  • Pertsonen artean: Aurreko adibidearen antzera, igorleak eta hartzaileak komunikatzen ari dira, eta mezua hiru emojiz osatuta dago, barre egiten ari direla adierazten dutenak. Kodea erabiltzen ari diren hizkuntza da, kanala erabilitako programa izango litzateke eta seinalea mugikorra dela esan genezake.

  • Gailuen artean: Kasu honetan, igorlea eta hartzailea erabiltzaile bakoitzaren mugikorra da. Mezua bera da, baina sistema digital batera bihurtuta (adibidez, bitarra). Kanala kasu honetan airea izango litzateke eta seinalea mugikorrak erabiltzen duena, adibidez 5G.

Ikus daitekeenez, komunikazio batek beste komunikazio-sistema baten menpe egon daiteke.

1.1.1 Komunikazioaren eskema

Komunikazioa nola egiten den sinplifikatzeko, honako eskema hau erabil dezakegu:

2 Zenbaketa-sistemak

Sistema informatiko batean erabili nahi dugun informazioa ordenagailuak ulertu dezakeen modu batean adierazita egon behar da.

Ahozko edo idatzizko sistemen kasuan, normalean hizkuntz jakin bat erabiltzea alfabeto ezagun baten bidez. Informatikan, zenbakien zein gainerako informazioaren adierazpenerako zenbaketa-sistema desberdinak erabiltzen dira.

2.1 Sistema hamartarra

Gizakiak, aspaldidanik, sistema hamartarra erabili izan du zenbatzeko sistema gisa, arabiar sistemaren bidez adierazita. Litekeena da sistema hau hartu izana eskuetan hamar hatz ditugulako.

Sistema numeriko hamartarra hamar sinbolo ordenaturen gainean dago oinarrituta (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9), pisuzko posizioetan kokatuta (posizio bakoitzak pisu jakin bat du), eta horien bidez nahi diren kantitateak adierazi daitezke. Hamar sinbolo erabiltzen direlako esaten da 10 oinarria duela.

Beste zenbaketa-sistema batzuekin konbinatzen denean, oinarria adierazi behar da 19(10 forman, hau da, zenbakiaren eskuinean “(10” txiki bat jarriz hamartar oinarrian dagoela adierazteko.

Sistema hamartarraren edozein konbinazio berreketen bidez ere adieraz daiteke, non berrekizuna 10 da eta adierazlearen balioa sinboloa dagoen posizioaren arabera izango da.

Adibide gisa, 146 zenbakia hartuko dugu. Berreketen bidez adierazpena hurrengoa da:

146 = 100 + 40 + 6

146 = 1 × 100 + 4 × 10 + 6 × 1

146 = 1 × 102 + 4 × 101 + 6 × 100

Ikus daitekeenez, adierazitako sinbolo bakoitza hartu eta oinarriarekin (kasuan kasu, 10 oinarriarekin) berreketa jarri dugu; oinarriari posizioan dagoen berretzailea jarri diogu. Eskuineko sinboloak zero berretzailea du, eta ezkerrerantz joan ahala posizio bakoitzean berretzailea bat handitzen da.

2.2 Sistema bitarra

Informatikan sistema garrantzitsuena sistema bitarra da, barne-barnean zirkuitu digitalek erabiltzen duten sistema delako. Sistema honetan bi sinbolo bakarrik erabiltzen dira, “0” eta “1”, beraz, oinarria 2 da. Bi digitu horiei bit deitzen zaie (binary digit-en laburdura).

Sistema bitarra erabiltzen ari garela adierazteko, zenbakiaren ondoan oinarria jarri behar da, adibidez: 101001(2. Ikus daitekeenez, azken sinboloaren ondoren “(2” txiki bat jartzea besterik ez da.

2.3 Sistema hamaseitarra

16 oinarriko sistema bat da, beraz, hamasei sinbolo beharko ditugu, beraz. Horretarako, ezagutzen ditugun zenbaki-sinboloak erabiltzen dira (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) eta hurrengoak adierazteko letrak erabiltzen dira: “A”, “B”, “C”, “D”, “E” eta “F”; horrela, behar ditugun 16 sinboloak lortzen ditugu.

Hau kontuan hartuta, zuzenean adieraz dezakegu A(16 = 10(10 eta E(16 = 14(10 direla.

Informatikan oso ohikoa da sistema hamaseitarra erabiltzea byte-kin lan egiterakoan (8 bit dituen “hitz” bat). Sinbolo hamaseitar bakoitza 4 bit-ekoa da, eta, horregatik, byte bat adierazteko 2 sinbolo hamaseitar behar ditugu.

Era berean, hamaseitar sistema datuen formatuan kodea editatzean edo muntatzaile-programazioan (assembler) ere erabiltzen da.

Beste sistemaetan bezala, oinarria gehitu behar dugu sistema hamaseitarra erabiltzen ari garela adierazteko: F17A(16, FBE1D(16, 1FAB27(16

2.4 Sistema zortzitarra

Ordenagailu zaharretan ohikoa zen sistema zortzitarra erabiltzea. Gaur egun, bitarra eta hamaseitarraren arteko bitarteko sistema gisa erabiltzen da gehiago.

Oraingoan zortzi sinbolo ordenatuetan oinarritzen gara (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7), eta horiek konbinatuz nahi diren kantitateak adieraz daitezke. Zortzi sinbolo erabiltzen direnez, esaten da 8 oinarria duela.

Oinarria adierazteko, “(8” gehitu behar dugu adierazitako zenbakiaren eskuinean, adibidez: 770(8, 175(8

2.5 Zenbaketa-sistemen arteko bihurketak

Orain arte ez gara zenbaketa-sistema desberdinekin topo egin, baina lau ezagutzen ditugunez, jakin behar dugu haien arteko bihurketak egiteko aukera badagoela.

Zenbaketa-sistema desberdinak ulertuta, argi izan behar dugu sinboloen adierazpena berbera izan arren, adierazitako zenbakia edo kantitatea ez dela berdina. Adibidez:

1010(10 ≠ 1010(2 ≠ 1010(16 ≠ 1010(8

Jarraian azalduko dugu ikusitako zenbaketa-sistemen arteko bihurketak nola egiten diren, eta laburbilduz, bihurketa zuzenen taula dago.

2.5.1 Hamartarretik bihurtu

Hamartar zenbaki batetik abiatuta bihurketa desberdinak egiteko modu errazena da zatiketa jarraituak egitea, bihurtu nahi dugun oinarria erabiliz.

… bitarrera

Hamartar zenbakia zati bi egin beharko dugu, eta lortutako hondarrak berriro zati bi.

Adibide gisa 27(10 hamartar zenbakia erabiliko dugu:

Hondarrak ordena alderantzikatuan hartzen ditugu hurrengo baliokidetasuna lortzeko: 27(10 = 11011(2

… hamaseitarrera

Hamartar zenbakia zati 16 egin beharko dugu, eta lortutako hondarrak berriro zati 16. Zatidura edo hondarra 10 eta 15 artean dagoenean, dagokion letraz aldatu beharko da.

Hondarrak ordena alderantzikatuan hartzen ditugu hurrengo baliokidetasuna lortzeko: 195(10 = C3(16

… zortzitarrera

Aurrekoen antzera, zatiketa jarraituak egingo ditugu:

Hondarrak ordena alderantzikatuan hartzen ditugu hurrengo baliokidetasuna lortzeko: 98(10 = 142(8

2.5.2 Bitarratik bihurtu

… hamartarrera

Bitarreko zenbaki-sistema posizionala da, non digitu binario bakoitzak (bit-ek) bere posizio erlatiboan oinarritutako balio bat dauka: LSB (Least Significant Bit = bit esanguratsuena, eskuinean dagoena eta balio txikiena duena).

Edozein zenbaki bitar bere baliokide hamartarrera bihur daiteke. Bit bakoitzaren balioa oinarriarekin (2) biderkatu egingo dugu eta posizioa berretzailea izango da (eskuineko bit-ek 0 izango da). Adibide gisa, hartu 11011(2 zenbaki bitarra:

11011(2

1 × 24 + 1 × 23 + 0 × 22 + 1 × 21 + 1 × 20

16 + 8 + 0 + 2 + 1 = 27(10

Zenbaki guztien biderketa (eta egindako berreketa) egin ondoren, guztien batuketa egin beharko dugu emaitza lortzeko.

Kontuan izan ere MSB (Most Significant Bit = bit esanguratsuena, ezkerrean dagoena, balio handiena duena) 24 balioa duela, bosgarren bita izan arren. Hau LSB (Least Significant Bit, bit esanguratsuena, eskuinean dagoena) lehen bita delako eta 20 balioa duela delako eta.

… zortzitarrera

Zenbaki bitar bat zortzitarrera bihurtzeko 3 digituren taldeetan bilduko dira digituak eskuinetik hasita. Bit hirukote bakoitza bere zortzitar baliokidearekin ordezkatu egin beharko dugu.

Ezkerrean bit “bakarti” bat geratuko balitz (3ko talde bat osatu gabe), “0” batzuk jar daitezke ezkerrean.

Adibide gisa hartu 1100101001001(2 zenbaki bitarra zortzitarrera bihurtzeko, honela egingo dugu:

001  100  101  001  001(2 = 14511(8

… hamaseitarrera

Aurreko kasuaren antzekoa, baina kasu honetan 4 biteko taldeetan bildu behar dira. Aurreko adibide berbera erabiliko dugu 1100101001001(2 :

0001  1001  0100  1001(2 = 1949(16

2.5.3 Hamaseitarratik bihurtu

… bitarrera

Hamaseitarratik bitarrera bihurtzeko, hamaseitar sinbolo bakoitza 4 biteko sekuentziara bihurtuko dugu.

F17A(16 = 1111  0001  0111  1010(2

1A4F(16 = 0001  1010  0100  111(2

… hamartarrera

Aurreko hamartarrera bihurketak egin dugun moduan, 16ren berreturekin ere egin daiteke, baina konplexuagoa izango litzateke.

Baina modu errazena lehenengo bitarrera bihurtzea da, goian ikusi dugun moduan, eta ondoren bitarra hamartarrera bihurtzea, aurretik ikusi dugun bezala.

… zortzitarrera

Lehenengo bitarrera bihurtu eta gero zortzitarrera.

2.5.4 Zortzitarratik bihurtu

… bitarrera

Zortzitar digitu bakoitzak bere 3 biteko adierazpenera bihurtzen da:

167(8 = 001  110  111(2

253(8 = 010  101  011(2

Ezkerreko zeroak kendu daitezke, balioa aldatzen ez delako.

… hamartarra

Bi modutan egin daiteke. Lehena 8ren berreketak egitea (bitarra hamartarrera bihurtu bezala, baina oinarria aldatuz):

157(8 = 1 × 82 + 5 × 81 + 7 × 80=

1 × 64 + 5 × 8 + 7 × 1=

64 + 40 + 7 = 111(10

157(8 = 111(10

Zenbaki handiekin 8ren berreketak egitea apur bat zaila denez, lehenengo bitarrera bihurtu, goian ikusi dugun moduan, eta ondoren bitarra hamartarrera bihurtzea izango litzateke alternatiba.

… hamaseitarrera

Modu errazena hurrengoa da: lehenengo bitarrera bihurtzea, goian ikusi dugun bezala, eta ondoren bitarra hamaseitarrera bihurtzea, aurretik ikasi dugun moduan.

2.6 Bihurtzeak egiaztatzea

Windows sistemako kalkulagailua erabil dezakegu bihurketak ondo egiten ari garen egiaztatzeko. Arazoa da lehenespenez hamartar sistema soilik erabiltzen duela. Ikasi ditugun zenbaki-sistemak erabiltzeko, “Programatzailea” bertsioa erabili behar da.

Behin “Programatzailea” moduan dagoela, zein den aukeratuta dagoen zenbaki-sistema begiratu behar dugu. Zenbaki bat idazten dugunean, gainontzeko aukeretan bihurketak automatikoki ikusiko ditugu.

3 Informazio digitalaren unitateak

Informazio digitala biltegiratzean, gorde nahi dugun objektuaren tamaina eta gorde nahi dugun tokiko espazio librea ezagutzea garrantzitsua da.

Hamartarrean, Nazioarteko Unitate Sistema erabiltzen ohituta gaude, eta neurtu nahi dugun magnitudearen arabera, aurrez ezarritako aurrizkiak erabiltzen ditugu. Adibidez, distantzia neurtzeko metroa erabiltzen dugu, eta horrela geratuko litzateke:

  • Sin prefijo : metro, una unidad.

  • deka-metro: 101 metro

  • hekto-metro: 102 metro

  • kilo-metro: 103 metro

  • mega-metro: 106 metro

  • giga-metro: 109 metro

  • ...

Hamartarrean 10 oinarria erabiltzen dugu, eta beraz, aurrizki bakoitzarekin adierazten duen berretzailea aldatzen dugu. Unitate txikietan berretzailea 1 gehituz aldatzen da, baina kantitate jakin batetik aurrera (kilo-), kantitatea 1000z biderkatuz aldatzen da (103).

3.1 Sistema bitarra

Informatikan informazioa formatu bitarrean gordetzen da, eta unitate txikiena bit da, binary digit hitzaren laburdura. Bit bakoitza unitate bakarra da, eta bi egoera soilik onartzen ditu: 0 edo 1. Adierazteko letra xehea (b) erabiltzen da, beraz, 10b 10 bit dira.

3.1.1 Multiploak

Hamartarrean bezala, kantitatea handitzen dugun heinean, aurrizkiak erabiltzen dira zein kantitatez ari garen jakitea errazteko.

Jarraian erabilienak diren neurriak azaltzen dituen taula bat dago:

Izena Simbolo Kopurua
Bit b 20 = 1
Nibble 4b
Byte B 8b
Kibibyte KiB 210 = 1024 B
Mebibyte MiB 220 = 1024 KiB
Gibibyte GiB 230 = 1024 MiB
Tebibyte TiB 240 = 1024 GiB
Pebibyte PiB 250 = 1024 TiB
Exbibyte EiB 260 = 1024 PiB

Hau da unitateak izendatzeko modu zuzena informatikan hitz egiten dugunean, baina ohikoa da sistema hamartarreko aurrizkiak erabiltzea.

3.2 Erabilerak

Aurreko neurriak erabiltzerakoan, zer neurtu nahi dugun bereizi behar da, ez baita beti berdin egingo.

  • Biltegiratzea: Biltegiratze-kantitate bat adierazi nahi dugunean (disko gogor bat, USB pendrive bat, RAM, ...), Byte eta bere multiploak erabiltzen dira, aurretik ikusitako aurrizkiak erabiliz.

  • Transmisioa: Datuen transferentzia-tasari buruz hitz egiten dugunean “bit-tasa” terminoa erabiltzen da (ingelesez bitrate), eta horrek denbora-unitate bakoitzean transmititzen diren bit kopurua adierazten du. Gaur egun, normalean kbps (edo kb/s, kilobit segundoko), Mbps (Mb/s, megabit segundoko), ... erabiltzen dira. Byte segundoko bihurtzeko, “8”-z zatitu behar da.

Datuen transmisioa “bit segundoko” adierazten da

Hardware

4 Sistema Informatikoak

4.1 Sarrera

Informatika zientziaren arlo bat da, hainbat diziplina teoriko (adibidez, algoritmoen sorrera, konputazioaren teoria, informazioaren teoria, …) eta diziplina praktiko (hardwarearen diseinua, softwarearen inplementazioa) hartzen dituena. Normalean, informatika deitzen diogu datuak eta informazioa formatu digitalean erabiltzeko, gordetzeko edo prozesatzeko jarduerari.

Sistema informatiko bat datuak formatu digitalean gordetzeko eta prozesatzeko aukera ematen diguna da, datu horiek informazioan bihurtzeko. Normalean, sistema informatiko bat ordenagailuekin (konputagailuekin) lotzen dugu, eta horiek egunerokoan erabil ditzakegun hainbat osagai dituzte.

4.2 Informatikaren/konputazioaren historia laburra

Erabiltzen ohituta gauden ordenagailuak, eta informatika bezala ezagutzen duguna, hainbat ideia eta aurrerapenen bilakaera baino ez da. Informatikan erabiltzen diren istorian zehar: logika, algebra, mekanika, elektronika, material berrien sorrera, …

Horregatik, ezin dugu informatika azken hamarkadetan gertatu denarekin bakarrik ulertu, baizik eta mende batzuk atzera joan behar gara. Jarraian, wikipedia orrian agertzen den zerrenda luzeago baten laburpen txiki bat daukagu.

1623
Lehen kalkulagailu mekanikoa.
1666
Lehen kalkulagailua sortu zen gurpil eta engranajeen bidez.
1801
Txartel zulatuen erabileraren bidez, ehungailu baten mekanismoa kontrolatzen da marrazkiak eta diseinuak egiteko. Bideoa.
1837
Charles Babbagek makina analitikoa deskribatzen du. Ordenagailu moderno baten helburu orokorreko diseinua da.
1843
Ada Augusta Lovelace txartel zulatuak egokitzeko ideia proposatu zuen, Babbage-ren motorrak eragiketa batzuk errepika zitzan. Iradokizun horregatik, batzuek Lady Lovelace lehen programatzailea dela uste dute.

1854
George Boolek bere Boole Algebra argitaratu zuen. Boole Algebra garatu izanagatik, askok Boole informatikaren teoriaren aita dela uste dute.
1912
Leonardo Torres Quevedok xake amaierak jokatzeko gai zen automata bat eraiki zuen (dorre eta errege erregearen aurka), “Ajedrecista” izenekoa.
El ajedrecista. Iturria: Wikipedia
1919
AEBetako asmatzaileek, W. H. Eccles eta F. W. Jordanek, lehen multibibradore edo bistable zirkuitua garatu zuten (flip-flop elektronikan). Flip-flop-ak bi egoera egonkor izan zitzaketen zirkuitu elektronikoak diseinatzea ahalbidetu zuen, eta horrela “0” egoera bat bezala eta bestea “1” bezala adieraziz. Hau izan zen bit bitarraren biltegiratze eta prozesuaren oinarria, gaur egungo ordenagailuek erabiltzen duten egitura.
1924
Walther Bothek ate logiko AND bat eraiki zuen esperimentu fisikoetan erabiltzeko, eta horregatik Nobel Saria jaso zuen 1954an.
1936
Alan Turingek Turing makina deskribatu zuen, algoritmoaren kontzeptua formalizatu zuena.
1938
Konrad Zusek lehen ordenagailu elektromekanikoa amaitu zuen, nahiz eta %100 eraginkorra ez izan, Z1 izenekoa.
1944
Ingalaterran Colossus ordenagailuak eraiki zituzten (Colossus Mark I eta Colossus Mark 2), Bigarren Mundu Gerran alemaniarren komunikazioak deszifratzeko helburuarekin.
1945
John Von Neumannek “First Draft of a report on the EDVAC” idatzi zuen, programa biltegiratuaren kontzeptua erabiliz ordenagailu baten diseinu logikoa deskribatzen duen lehen dokumentua. Gaur egun Von Neumann arkitektura bezala ezagutzen da.
1946

Pennsylvaniako Unibertsitatean ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator) eraiki zuten, lehen helburu orokorreko ordenagailu elektronikoa izan zena.

ENIAC. Iturria: Wikipedia
1951
A-0 Sistema Grace Murray Hopperek asmatu zuen. Ordenagailu elektroniko baterako garatutako lehen konpilatzailea izan zen.
1958
Ordenagailuen bigarren belaunaldia hasten da, transistore zirkuituak erabiltzen hasi ziren, balbula termoioniko ordezkatuz.

1960ko hamarkadatik aurrera, aurrerapenak bizkortu egin ziren, eta urtero sistema berriak sortzen ziren ezagutzen zena eboluzionatzeko.

1964
IBM 360 agertzeak ordenagailuen hirugarren belaunaldiaren hasiera markatu zuen. Zirkuitu integratuen plakak hasi ziren erabiltzen.
1969
ARPANET izenez ezagutuko denaren lehen zirriborroa argitaratu zen (egungo Interneten aitzindaria).
1970
Intel-ek lehen memoria dinamiko RAM sortu zuen.
1971
Intel-ek lehen prozesadore komertziala eta aldi berean lehen mikroprozesadore txipa aurkeztu zuen, Intel 4004.
1971
Ray Tomlinson-ek lehenengo programa sortu zuen posta-elektronikoa bidaltzeko.
1972
Unix berridaztea erabaki zen, oraingoan C lengoaia erabiliz.
1974
Ethernet sistema sortu zen LAN sareko ordenagailuak kable bakar baten bidez konektatzeko.
1981
IBM PC merkaturatu zen, arrakasta komertziala izan zuen, konputazio pertsonalaren arloan iraultza ekarri zuen eta estandar berriak definitu zituen.
1981
TCP/IP protokoloa definitu zen. Gaur egun Interneten nabigatzeko erabiltzen dugu.
1983
Richard Stallmanek publiko egiten du GNU proiektua, Unix motako lehen sistema eragile librea sortzeko helburuarekin.

1986
SQL lengoaia ANSI-k estandarizatzen du.
1990
Tim Berners-Leek hipertextua asmatzen du World Wide Web (www) sortzeko, Internetekin elkarreragiteko modu berri bat.
1991
Linus Torvaldsek Linux garatzen hasten da, Unix-ekin bateragarria den sistema eragile baten kernel-a (nukleoa).

1991
Objektuetan oinarritutako programazioa ezagun egiten hasten da.
1995
MySQL-en lehen bertsioa agertzen da.
1995
Apache zerbitzariaren garapena hasten da.
1997
IEEE-k lehen WLAN estandarra sortzen du eta 802.11 izena ematen dio. WiFi-rako lehen protokoloa.

Gaur egun arte beste une garrantzitsu batzuk gehitu ahal izango lirateke, baina aurretik esan bezala, laburpen txiki bat aukeratu da.

4.3 Sistema informatiko baten osagaiak

Sistema informatiko baten barruan hainbat osagai bereiz ditzakegu:

  • Hardware: Ordenagailuaren parte den guztia da, fisikoki ukitu daitekeena. Hau da: teklatua, sagua, monitorea, plaka nagusia, prozesadorea, memoria, disko gogorra, kableak, eta abar. Informazioa automatikoki tratatzeko beharrezko “makineria” da.

  • Softwarea: Elementu logikoa da, “ukiezina” den guztia. Hardwarea kudeatzeko aukera ematen duten programa eta datu multzoa da, bere funtzionamendua kontrolatu eta koordinatuz nahi diren atazak burutzeko.

5 Hardware

Aurreko atalean aipatu den bezala, hardwarea ordenagailuaren parte den guztia da, fisikoki ukitu daitekeena. Ordenagailu baten barruan hainbat osagai bereizi daitezke, bakoitzak funtzio desberdin bat betetzen du eta aurrerago zehaztuko ditugu.

Baliteke osagai horietako batzuk ezagutzea, baina garrantzitsua da ordenagailu modernoen arkitekturaren jatorria eta sorrera ulertzea.

5.1 Von Neumann arkitektura

Lehen ordenagailu elektromekanikoak helburu bakarrerako diseinatzen ziren, “diseinatuta” zeuden zeregin bat egiteko. Adibide ezagun bat Bombe izan daiteke, Enigma nazien sistema kriptografikoak deszifratzeko gai zen makina elektromekanikoa. The Imitation Game

Batzuk “berprogramatu” zitezkeen, baina horretarako osagaiak berriz konektatu behar ziren, egin nahi zenaren azterketa baten ondoren. ENIAC programatzeko eta funtzionamendua lortzeko hiru aste behar izan zitezkeen.

Konputazio unibertsaleko makinen eta programa biltegiratuaren kontzeptua jada existitzen zen maila teorikoan 1930eko hamarkadaren erdialdetik aurrera (Alan Turingek idatzia).

Matematikari eta fisikari John von Neumannek, beste lankide batzuekin batera, 1945ean ordenagailu arkitektura baterako diseinua deskribatu zuen. Bertan honako osagai hauek deskribatzen dira, guztiak elkarrekin konektatuta sistemaren bus baten bidez, komunikazio-kanal gisa jarduten duena:

Arquitectura Von Neumann. Iturria: wikipedia

  • Prozesu Unitate Zentrala (CPU, ingelesezko siglak), eta honek, bere aldetik, honakoak ditu:

    • Unitate aritmetiko-logikoa (ALU, ingelesez): Zirkuitu digital bat da, eragiketa aritmetikoak (batuketa, kenketa, biderketa,…) eta eragiketa logikoak (AND, OR, X-OR,…) egiten dituena argumentuen balioen artean.

    • Prozesadorearen erregistroak: Abiadura handiko eta edukiera txikiko memoria, CPUan integratua, programaren exekuzioan erabiltzen diren datuak gordetzeko:

      • Programa-kontagailua

      • Akumuladorea

      • Instrukzio-erregistroa

    • Kontrol-unitatea: Bere funtzioa memoria nagusian dauden instrukzioak bilatzea da, dekodifikatzea eta exekutatzea, horretarako prozesu-unitatea erabiliz.

  • Memoria nagusia: Exekutatzen ari den programaren instrukzioak eta datuak gordetzen diren sistema da. Zelulatan banatuta dago, bakoitza helbide bakar batekin identifikatzen dena.

  • Sarrera/Irteera sistemak: Informazioa transferitzen dute sarrera eta/edo irteera periferikoen artean, ekipamenduaren gaitasunak zabaltzeko.

Gaur egun, ordenagailuak eboluzionatu egin dira, baina arkitektura bera mantentzen da, nahiz eta konplexuagoa izan.

Von Neumann Arkitekturaren simulazio bat hemen ikus dezakegu

5.2 Oinarrizko osagaiak

Ordenagailu moderno bat hainbat osagaiz osatuta dago, bakoitzak funtzio zehatz bat betetzen du. Era berean, azken helburua lortzeko beharrezkoak diren azpiosagai integratuak ere izan ditzake.

Ordenagailu moderno baten beharrezko osagaiak zehaztuko ditugu.

5.2.1 Txartel nagusia

Txartel/Plaka nagusia (motherboard ingelesez ezaguna) zirkuitu inprimatuko txartela bat da, elementu elektronikoak (erresistentziak, kondentsadoreak, erregulatzaileak …) dituena, eta bertara konektatzen dira ordenagailua osatzen duten gainerako osagaiak. Horregatik, ordenagailua muntatzeko funtsezko zatia da, plaka nagusirik gabe gainerako osagaiak ezin direlako elkarrekin komunikatu.

5.2.1.1 Txartel nagusiaren formatuak

Plaka nagusiek tamaina bateragarria izan behar dute muntatuko diren kutxekin, eta horregatik tamaina estandarizatu desberdinak daude. Tamaina bakoitzak zehazten du zein osagai eta konektore non muntatuko diren, baita kutxan eusteko torlojuen zuloak ere.

Formatu desberdinei buruz gehiago jakin nahi badugu, Wikipedia atalean tamaina desberdinak konparatzen dira.

5.2.1.2 Plaka nagusiaren konektoreak

Aipatu dugun bezala, plaka nagusira konektatzen dira ordenagailua osatzen duten gainerako osagaiak, eta horregatik konektore desberdinak izango ditu:

  • Mikroprozesadorearen socket-a: Socket izenez ere ezaguna. Mikroprozesadorea konektatzen den lekua da, soldatu gabe, eta horrela ordezkatu daiteke. Plaka nagusia eta mikroprozesadorea konektatzen dituzten konexioen kopurua teknologia aurreratu ahala handitu da. Gaur egun 1700-1800 konektore dauzka etxeko prozedoreentzat.

    Prozesadore motaren eta modeloaren arabera, socket-a kontaktu kopuruan eta motan aldatuko da. Interkonexio mota desberdinak daude:

    • PGA: Ping Grid Array edo pin-matrizea. Prozesadoreak pin batzuk ditu, perpendikularrean, eta socket-eko zuloetan sartzen dira.

      Irudian Socket AM4 ikus daiteke, PGA teknologiarekin, 1331 kontaktu dituena.

    • LGA: Land Grid Array edo kontaktu-matrizea. Kasu honetan prozesadoreak ez du pinik, baizik eta urrezko kontaktu-matrizea. Kontaktuen matrize honek kontaktua egiten du plaka nagusiko socketarekin, eta socketak pin malgu txikiak ditu.

    • BGA: Ball Grid Array edo bola-matrizea. Prozesadoreak estanio bolak ditu, eta berotzean plaka nagusira soldatzen dira. Gaur egun tamaina txikiko osagaietan erabiltzen da, adibidez mugikorretan, RAM moduluetako memoria txipetan, …

  • Elikadura konektoreak: Plaka nagusiak elikadura iturriaren konektore desberdinak izango ditu, tentsio desberdinekin, bertara konektatutako osagaiak elikatzeko.

  • RAM memoria zirrikituak: Gaur egun ohikoa da hainbat zirrikitu izatea RAM memoria konektatzeko. Aurrerago sakonduko dugu RAM memorian.

  • Chipset-a: Chip edo zirkuitu elektroniko multzoa da, ordenagailua osatzen duten osagaien arteko komunikazioa kudeatzen duena, eta plaka nagusian konektatuta daudenak. Gaur egun bi zatitan banatzen dira normalean:

    • Northbridge: Edo iparraldeko zubia. Maiztasun handiagoan lan egiten duten osagaien trafikoa kontrolatzen du. Mikroprozesadorea, RAM memoria eta GPUa (PCI express zirrikitua) konektatzen ditu.

    • Southbridge: Edo hegoaldeko zubia, periferikoak, biltegiratze gailuak, sarrera/irteera portuak (USB, ethernet, …) konektatzen ditu.

    Gaur egun northbridge prozesadorean bertan integratuta dago, eta kasu batzuetan southbridge-aren zatiak ere bai.

  • Hedapen zirrikituak: Hedapen zirrikitu modernoak PCIexpress dira. Datuen komunikaziorako abiadura handiko bus-a da, batez ere txartel grafikoak konektatzeko erabiltzen dena.

    Egia da beste hedapen-txartel batzuk ere konekta daitezkeela, hala nola bideo-harrapatzaileak, sare-txartelak, RAID kontrolatzaileak, …

    Gaur egun konektore bereziak daude (M.2) disko gogorrak konektatzeko.

  • Beste sarrera/irteera konektore batzuk: Plaka nagusian sarrera eta irteera konektore asko daude, eta bakoitzak funtzio desberdinak izango ditu konektore motaren, funtzioaren eta/edo erabiltzen duen komunikazio-protokoloaren arabera.

    Konektore horietako batzuek kanpoko konektorea izango dute (gailua zuzenean konektatu ahal izateko), eta beste batzuek, berriz, egokigailu bat beharko dute (gaur egun USB gehigarri edo “serie” konektorearekin gertatzen den bezala). Adibide batzuk:

    • USB: Gailu desberdinak konektatzeko, hala nola teklatuak, sagua, pendriveak, joko-aginteak, inprimagailuak, … USB (Universal Serial Bus) gaur egun periferikoen komunikazio estandarra da. Plaka nagusietan ere badaude USB-C motako konektoreak.

    • Pantaila konektoreak: VGA, HDMI edo DisplayPort bezalakoak. Plaka nagusia modernoagoa den heinean, konektore horietako bat edo gehiago izango ditu.

    • Sarea: Gaur egun RJ45 konektorea da estandarra, eta ethernet bertsioaren arabera, gutxienez 1Gbit transmisioa emango digu. Plaka nagusiaren modeloaren arabera, haririk gabeko sareetarako konektoreak ere izan ditzake.

    • Audioa: Bai sarrerakoa bai irteerakoa. Normalean jack motako konektoreak erabiltzen dira, baina irteera digitaleko konektoreak ere egon daitezke.

    • Pila: Plaka nagusiek pila bat dute RAM-CMOS informazioa gordetzeko elikadura mantentzeko, hau da, BIOSek sistema abiaraztean erabiltzen duen memoria txiki bat.

    • Haizagailu konektoreak: Mikroprozesadorearen eta kutxaren barruko tenperatura erregulatzeko, plakan hainbat konektore daude, eta horietara konektatzen dira intentsitatea erregulatuko duten airea-laster bat sortzeko.

    • Beste konektore batzuk: Gaur egun gutxiago erabiltzen diren beste portu batzuetarako konektoreak (serie, paralelo, …) eta baita ordenagailua pizteko, reset egiteko, diskoaren funtzionamendua egiaztatzeko konektoreak ere.

Ondoren, plaka nagusi baten diagrama sinplifikatu bat. Iturria: Wikipedia.

5.2.1.3 Plaka nagusiaren adibidea

Jarraian, aurretik ikusitako osagaiak bereiziko dira benetako plaka nagusi batean, mahaigaineko ordenagailu moderno bat sortzeko erabilia:

Placa Base MSI PRO Z690-A. Eskuliburua

  1. Prozesadorearen socket-a.

  2. RAM memoria zirrikituak.

  3. ATX elikadura konektorea.

  4. CPUk behar dituen elikadura gehigarrien konektoreak.

  5. M.2 disko gogorrentzat.

  6. SATA disko gogorrentzat.

  7. Kanpoko konektoreak (jarraian ikusiko dira)

  8. Pila.

  9. PCIexpress zirrikituak, abiadura desberdinetan.

  1. Audioa

  2. Aurreko konektoreak.

  3. USB 3.0

Plaka honen kanpoko konektoreek honako itxura dute:

Placa Base MSI PRO Z690-A. Eskuliburua

Ezkerretik eskuinera, eta goitik behera:

  • BIOS eguneratzeko botoia.

  • BIOS eguneratzeko PS2 eta USB konektorea.

  • DisplayPort eta HDMI

  • USB 2.0 eta 3.2

  • LAN konektorea, USB eta USB-C

  • Audio konektoreak

5.2.2 BIOS/UEFI

BIOS/UEFI firmware interfaze bat da, plaka nagusiko txip batean integratua.

Bere funtzio nagusia ordenagailua abiaraztea da, sistemaren hardware-a egiaztatzea eta abiarazle-kudeatzailea martxan jartzea.

Atal honetan BIOS eta UEFI bateratu dira, funtzio bera betetzen dutelako, nahiz eta bigarrena lehenaren eboluzioa izan.

5.2.2.1 BIOS

Sarrera-irteera sistema basikoa (Basic Input/Output System, edo BIOS, ingelesez) IBMk sortu zuen bere “Personal Computer” ordenagailuetarako. Ondoren, alderantzizko ingeniaritza erabiliz, egiten zituen funtzioak lortu ziren, ekipo bateragarriak bilatuz (PC-compatible deiturikoak), eta horrela de facto estandar bihurtu zen.

Interfaz BIOS. Iturria wikipedia

Interfaze honen bidez hardwarearen hainbat alderdi konfigura zitezkeen, hala nola sistema eragile zaharrek (MS-DOS bezalakoek) erabiltzen zituzten teklatuaren etenak, helbideak, sistema abiarazteko ordena, …

5.2.2.2 UEFI

Unified Extensible Firmware Interface (UEFI edo «firmware interfaz unifikatu eta hedagarria») sistema eragilearen eta plataformaren firmwarearen arteko interfaz publikoa definitzen duen zehaztapena da.

BIOSaren bilakaera gisa har daiteke, eta honako ezaugarri hauek ditu:

  • 2TB baino handiagoak diren partizioetatik abiarazteko aukera ematen du, MBR (master boot record) mugak ezabatuz.
  • Diseinu modularra eta hedagarria.
  • BIOSarekin atzerako bateragarritasuna.
  • Erabiltzailearentzat interfaz grafiko atseginagoa.
Interfaz UEFI placa Asus.

5.2.3 Prozesadorea

Prozesadorea (edo mikroprozesadorea) Von Neumann arkitekturako prozesu unitate zentrala (CPU) da, eta ordenagailuak dituen zirkuitu integratu konplexuena da. “Garuna” bezala har daiteke.

Egiten ditugun programa eta eragiketa guztiak exekutatzeaz arduratzen da, baina soilik makina-hizkuntzako (kode bitarra) instrukzioak exekutatzeko gai da.

Mikroprozesadorea plaka nagusira konektatzen da socket bidez, eta gainetik hozte-sistema bat jartzen zaio, funtzionamenduan sortzen duen beroa xahutzeko.

5.2.3.1 Ezaugarriak

Prozesadore baten ezaugarri nagusiak zehazterakoan, honako hauek nabarmendu ditzakegu:

  • Erlojuaren maiztasuna: Prozesadorearen barruko transistoreek elektrizitate-fluxua ireki eta ixteko (konmutatzeko) gai diren aldien kopurua da. Gaur egun GHz-etan (giga hertz) neurtzen da, non 1GHz = 1.000 milioi ziklo segundoko.

    Normalean, maiztasuna nahasten da segundo bakoitzean exekutatu daitezkeen eragiketa edo instrukzioen kopuruarekin, baina hori ez da guztiz zuzena.

    Era berean, maiztasun handiagoa izateak ez du esan nahi prozesadorea beste bat baino hobea izango denik (duela urte batzuk 4GHz-ko prozesadoreak bazeuden).

  • Helbide-busa: Honek zehazten du zuzenean zenbat memoria helbidera dezakegun. 32 bitekin 2³², hau da, 4GB helbidera daitezke. 64 bitekin, prozesadore modernoetan, 16 exabyte RAM-era irits gaitezke (2⁶⁴).

  • Datu-busa: Instrukzio bakar batean kudeatu dezakeen datu handiena da.

  • Cache memoria: Prozesadorearen barruan dagoen memoria da, askoz azkarragoa baina askoz txikiagoa RAMarekin alderatuta. Gaur egungo prozesadoreek cache mailaren arabera MB gutxi batzuk dituzte. Adibidez, Intel Core i5-12400 modeloak 7,5MB L2 cache dauka.

  • Tentsioa: Prozesadoreak funtzionatzeko elikadura elektrikoa behar du. Normalean, tentsio handiagoarekin erlojuaren maiztasun handiagoa lor daiteke.

  • Core kopurua: Gaur egungo mikroprozesadoreek ez dute CPU bakarra barruan (2006ra arte ohikoa zen bezala), baizik eta hainbat izan ditzakete, “core” izenekoak.

    Gaur egun, core motaren arabera ere bereiz daitezke, batzuk eraginkortasun handiagoa lortzeko diseinatuta baitaude eta beste batzuk lan-karga handiagoa jasateko.

  • Multiharia/Hyperthreading: Prozesadore fisiko bakar batean bi prozesadore logiko simulatzea da. Horri esker, prestatuta dauden programak exekutatu daitezke eta errendimendua hobetu.

Beste ezaugarri tekniko batzuk ere badaude, eta horiek ere garrantzitsuak dira. Prozesadorea nola diseinatuta dagoen, hau da, barne-arkitektura deritzona, ere desberdina izan daiteke. Gaur egun bi arkitektura nagusi aurki ditzakegu:

  • CISC: Complex Instruction Set Computer (instrukzio multzo konplexua duen ordenagailua), instrukzio multzo zabala du eta memoria edo erregistroetako operandoen arteko eragiketa konplexuak egiteko aukera ematen du.

    CISC arkitektura lehen prozesadore-lerroari dagokio. Arkitektura honetan oinarritzen dira gaur egungo ordenagailu pertsonalen prozesadore gehienak: AMD, X86_64.

  • RISC: Reduced Instruction Set Computer (instrukzio multzo murriztua duen ordenagailua), CPU diseinuaren filosofia bat da, instrukzio multzo txiki eta sinpleak erabiltzea lehenesten duena, exekutatzeko denbora gutxiago behar dutelako.

    Gaur egun, arkitektura hau batez ere ARM prozesadoreetan aurki daiteke, mugikorretan erabiltzen direnak (Apple A15, baita mahaigaineko Apple Sillicon prozesadoreetan ere), Qualcomm Snapdragon, …

5.2.3.2 Errendimendua

Aurreko ezaugarri guztiak ikusita, ezin dugu prozesadore bat bestea baino hobea den ala ez zehaztu soilik bere ezaugarriei begiratuta eta “zenbat eta gehiago, orduan eta hobe” pentsatuta. Adibidez:

  • Intel Pentium 4: 2,80GHz erloju-maiztasuna

  • Intel Core 2 Duo E8200: 2,66GHz erloju-maiztasuna

  • Intel i5-11400: Oinarrizko erloju-maiztasuna 2,60GHz

  • Lehen bien arteko konparaketa

  • Azken bien arteko konparaketa: 1 eta 2.

“Zenbat eta gehiago, orduan eta hobe” ideiarekin ez da beti eia prozesadorearen ezaugarriei dagokienez

Horregatik daude errendimendu-probak, ingelesez benchmark izenez ezagunak.

Errendimendu-proba hauek programa baten bidez exekutatzen dira, beti eragiketa berdinak egingo dituena, eta behar duen denbora neurtuko du, beste zehaztapen batzuekin batera lortutako emaitzari puntuazio bat emanez.

Horrela, benchmark programa bera bi prozesadore desberdinetan erabiltzen badugu, puntuazio desberdinak lortuko ditugu. Adibidez, Geekbench gaur egun oso ezaguna da plataforma anitzetan:

5.2.4 Hozte-sistema

Prozesadoreak beroa sortzen du funtzionamenduan, eta horrek bere funtzionamenduan eragiten duenez, tenperatura egokian mantendu behar da. Horregatik, hozte-sistema bat erabili behar da.

Hozte-sistemak bi atal ditu:

  • Disipagailua: Prozesadorearekin kontaktuan dago eta termodinamikaren zero printzipioaren arabera beroa transferitzen dio.

  • Tenperatura-jaitsiera sistema: Disipagailuak jasotzen duen beroa murrizten saiatzen da, prozesadorea hoztu dadin. Honako sistemak bereiz ditzakegu:

    • Airezkoa: Haizagailuak erabiliz.

    • Ur-autokontainatua eta airezkoa: Itxita dagoen ur-zirkuitu bat da, erradiadore batetik igarotzen dena eta haizagailuek hozten dutena. Sistema itxia saltzen dute, beraz ez da ezer egin behar likidoarekin.

    • Hoztze likidoa: Osagai bereziak erabiltzen dira CPUarekin (eta GPUarekin) kontaktua egiteko, eta zirkuitu itxi bat egin behar da, likido hozgarri bat eta ponpa batekin.

      Disipagailua haizagailuarekin eta ur-autokontainatutako hozte-sistemarekin.

5.2.5 RAM memoria

Ausazko sarbideko memoria (Random Access Memory, RAM) epe laburreko memoria da, exekutatzen ari diren programak gordetzeko.

Programa bat exekutatzen denean, bere instrukzio guztiak RAM-era kargatzen dira, baita manipulatuko dituen datu guztiak ere.

Memoria lastergarria (volátil) da, hau da, elektrizitatea jasotzeari uzten dionean informazioa galtzen da, adibidez ordenagailua itzaltzean edo berrabiaraztean.

“Ausazko sarbideko” deitzen zaie, edozein posiziotan irakurri edo idatzi daitekeelako denbora berdinean, ez da beharrezkoa ordena jakin bat jarraitzea.

Historiaren zehar, RAM memoriak hainbat forma hartu ditu:

iturria: Wikipedia

  • Zirkuitu integratuak baino lehen, matrize metaliko bat zen, elektromagnetismoz funtzionatzen zuena. Argazkia.

  • Zirkuitu integratuak iritsi zirenean, plakan soldatzen ziren edo oinarri txikietan jartzen ziren.

  • Sistema modularra egiteko, SIPP (Single In-line Pin Package) formatura pasa zen. Txartel bakarrean memoria-modulu batzuk integratzen ziren, baina pinak hauskor ziren.

  • Eboluzio gisa, SIMM (single In-line Memory Module) formatua iritsi zen, pinak izan beharrean, moduluko bi aldeetan kontaktuak zituen.

  • Gaur egun DIMM (Dual In-line Memory Module) formatua erabiltzen dugu eta bere bertsio txikitua SO-DIMM ordenagailu eramangarrietarako.

Gaur egun, ausazko sarbideko memoria dinamikoa erabiltzen dugu, interfaze sinkronoa duena (SDRAM), eta datuak bi kanal desberdinetatik transferitzeko gai dena ziklo bakar batean (DDR, double data rate).

Ondoren, formatu fisikoak nola aldatu diren ikus daiteke.

Iturria: Wikipedia
Iturria: Wikipedia

Wikipedian DDR-tik DDR5-era arteko eboluzioa ikus daiteke, datu tekniko guztiekin: erabilitako tentsioa, pin kopurua, banda-zabalera MB/s-etan…

5.2.6 Datuen biltegiratze-gailuak

Datuen biltegiratze-gailuek datuak aldi baterako edo betiko irakurri edo grabatzeko aukera ematen digute. Formatu, tamaina, teknologia, sarbide mota, … arabera bereiz daitezke.

Biltegiratze-teknologiaren arabera, honako hauek bereiz ditzakegu:

  • Gailu magnetikoak: Materialen propietate magnetikoak erabiltzen dira datu digitalak euskarrian grabatzeko. Adibideak:

    • Zinta magnetikoko unitateak: Informatikan ez ezik, musika kaseteetan ere erabili izan dira.

    • Disketea: Floppy disk izenez ere ezaguna, plastikozko kutxa batean disko mehe bat du. Gehien erabilitako tamainak 8”, 5 ¼” eta 3½” izan ziren.

    • Disko gogorrak: Geroago sakonduko dugu horietan.

  • Gailu optikoak: Laser baten bidez datuak irakurtzeko eta idazteko erabiltzen den disko mota bat da. Informatikan ohikoenak CD, DVD eta Blu-Ray izan dira.

  • Egoera solidoko unitatea: SSD (solid state drive) izenez ezagunak, memoria flash erabiltzen dute datuak modu iraunkorrean gordetzeko.

Datuen sarbidearen arabera, honako hauek bereiz daitezke:

  • Sarbide jarraia: Datu jakin bat irakurtzeko, hasieratik erregistroz erregistro irakurri behar da nahi dugun datura iritsi arte.

  • Sarbide ausazkoa (aleatorio): Datu jakin bat irakurtzeko, zuzenean sar daiteke, gainerako datuetatik pasatu gabe.

“Disko gogor” izenekoetan zentratuko gara, gaur egun gehien erabiltzen direnak:

5.2.6.1 HDD disko gogorrak

Disko gogorren unitateek (HDD, hard disk drive) grabazio magnetikoko sistema erabiltzen dute fitxategi digitalak gordetzeko eta berreskuratzeko.

Plater batzuk dituzte, guztiak ardatz berean biratzen diren aluminiozkoak, eta buru batzuek gainazala zeharkatzen dute beso batzuen gainean.

Buru horiek arduratzen dira plateraren gainazala magnetizatzeaz idazketan, edo gainazala irakurtzeaz egoera magnetikoa zein den jakiteko eta horrela gordetako datuak ezagutzeko.

Iturria: Wikipedia

Informazioa plateretan gordetzean, goiko irudian agertzen den egitura jarraitzen da, non:

  1. Diskoaren pista bat da.

  2. Sektore geometriko bat da.

  3. Pista bateko sektore bat da.

  4. Sektoreen multzo bat da.

HDD batean kontuan hartu beharreko ezaugarriak:

  • Sarbide-denbora ertaina: Burua nahi den pista eta sektorean kokatzeko behar duen batez besteko denbora.

  • Irakurketa/idazketa-denbora: Diskoak informazioa irakurri edo idazteko behar duen batez besteko denbora: irakurri edo idatzi nahi den informazioaren kantitatearen, bloke-tamaina, buru kopurua, bira-denbora eta pista bakoitzeko sektore kopuruaren araberakoa da.

  • Biraketa-abiadura: Plateren biraketa-abiadura. Oro har, abiadura handiagoa izanik, datu-transferentzia handiagoa izango da, baina baita zarata eta bero gehiago ere. RPM-etan neurtzen da (birak/minutu). Disko motaren arabera, 5.400RPM (eramangarrietan) eta 15.000RPM (zerbitzarietan) artean egon daiteke.

Disko gogorrek zati mekanikoak dituztenez, kontuz ibili behar da garraiatzean (geldituta egon arren) eta mugimenduarekin, kolpe batek barneko osagairen bat hautsi baitezake.

HDD disko gogorrak kolpeen aurrean ahulak dira, barneko osagai mugikorren ondorioz

5.2.6.2 SSD

Solid state drive izenez ezagunak, flash memoriak erabiltzen dituzte datuak gordetzeko, plateren ordez, eta ez dutenez zati mugikorrik, kolpeen aurrean erresistenteagoak dira.

Datuak gordetzeko teknologiaren hobekuntzari eta zati mugikorrik ez izateari esker, ez dute zaratarik sortzen, arinagoak dira, datuetarako sarbide-denbora txikiagoa da, eta horrek guztiak datu-transferentzia handiagoa ematen du HDDekin alderatuta.

Ezkerraldean: 2,5” SSD baten barrualdea. Eskubian: M.2 konektorea duen SSD.

Gaur egun, unitate mota hau erabiltzeko modurik ohikoena 2,5” formatuan edo mSATA edo m.2 izenarekin ezagutzen den formatuan da.

5.2.6.3 NVMe

Memoria ez-lastergarriko host kontrolatzailearen interfazaren zehaztapena (NVMHCIS, ingelesez non-volatile memory host controller interface specification) PCI Express (PCIe) busaren bidez konektatzen da. Normalean NVMe izenez ezagutzen da.

Gailu mota hauek, aurrekoak bezala, FLASH teknologia erabiltzen dute datuak gordetzeko. PCI Express busera konektatuta daudenez eta sarbidearen zehaztapena hutsetik sortu zenez (FLASH memoriaren teknologia modernoa eta CPUen paralelismoa aprobetxatzeko), aurreko belaunaldiek baino errendimendu askoz handiagoa lortzen dute.

Ezkerraldean: PCIe txartel formatuan NVMe. Eskubian: M.2 konektorea duen NVMe.

Lehen unitateek hedapen-txartel formatuan zuten eta zuzenean PCIexpress zirrikituan konektatzen ziren, baina gaur egun M.2 konektoreak daude instalatzeko.

5.2.6.4 HDD, SSD eta NVMe konparaketa

Hurrengo taulan ikus daitezke biltegiratze-unitate mota desberdinen oinarrizko ezaugarri batzuk.

HDD SSD SSD (M.2) NVMe (PCIe 3.0) NVMe (PCIe 4.0)
Konektorea SATA SATA M.2 M.2 M.2
Irakurketa abiadura 150MB/s 560 MB/s 560 MB/s 3500 MB/s 7000 MB/s
Idazketa abiadura 120MB/s 510 MB/s 520 MB/s 3000 MB/s 5300 MB/s
Prezioa TB-ko Bajo Medio Medio Alto Alto

Kontuan izan abiadurak unitatearen teknologiaren eta erabilitako konexioaren araberakoak direla. Gutxi gorabeherako abiadurak dira, eta beraz, gailu bakoitza erosi aurretik bere zehaztapen teknikoak ikusi behar dira.

Irakurketa eta idazketa abiaduretan normalean adierazten dute sekuentziala edo ausazkoa (aleatoria) den. Irakurketa eta idazketa ausazkoetan abiadura txikiagoa da.

Biltegiratze-sistemetarako ere badaude errendimendu-probak, beraz, garrantzitsua da ondo informatzea bat aukeratu aurretik.

5.2.7 Elikadura iturria

Ordenagailu batean elikadura iturria da korronte alternoa hainbat korronte jarraitan bihurtzen duen osagaia, ordenagailuak tentsio desberdinak erabiltzen baititu.

Elikadura iturria aukeratzerakoan kontuan hartu behar dugu:

  • Potentzia: Watt-etan (W) neurtzen da, eta gure ordenagailuko osagaiek duten kontsumoa kontuan hartu behar dugu.

  • Formatu-faktorea: Mahaigaineko ordenagailuetan gaur egun ATX formatua da ohikoena, baina konexio motaren arabera aukeratu daiteke:

    • Kableatu osoa: Elikadura iturriak kable guztiak ditu.

    • Erdi-modularra: Beharrezko kable batzuk jarri edo kendu daitezke, gure beharren arabera.

    • Full-modularra: Kable guztiak jarri edo kendu daitezke, elikadura iturria instalatzea eta kaxa barruko ordena errazteko.

Kableatu osoa, erdi-modularra eta full-modularra duten elikadura iturriak.

5.2.8 GPU/Txartel grafikoa

Gaur egun ohikoa da ordenagailu pertsonaletan txartel grafiko bat izatea, batez ere grafikoen prozesamendu handia behar duten funtzioak egiteko: jokoak, bideo-edizioa, argazki-edizioa, CAD erabilera, …

Bereiz daitezke:

  • Grafiko integratuak: Gaur egun prozesadoreek barneko grafiko-unitate bat izan dezakete, eta ordenagailuaren erabilera eta lan arinetarako (bideoak ikusi, joko zaharrak edo eskakizun gutxikoak) nahikoa izan daiteke.

    Gure prozesadoreak baduen edo ez jakiteko, bere zehaztapen teknikoak begiratu behar dira (adibidez: Intel i7-14700KF ez dauka grafiko-prozesadorerik, baina i7-14700 bai).

  • Grafiko dedikatuak: Hauek dira txartel grafiko izenez ezagutzen direnak, PCI-express zirrikitu batean konektatzen direnak. Honetan zentratuko gara.

Txartel grafikoak gaur egun PCI-Express zirrikitu azkarrenean instalatzen dira eta honako osagaiak dituzte:

  • Grafiko-prozesatzeko unitatea: Edo GPU, CPUaren antzeko prozesadorea da baina grafikoak prozesatzeko diseinatua. Bere helburua da bektore, triangelu, testura, … ahalik eta azkarren prozesatzea.

    Txartel grafikoek bideoaren hardware bidezko kodetze/deskodetzea ere egiten dute, eta horrek denbora murrizten du CPU bidez egitearekin alderatuta.

    Gaur egun, punta-puntako teknologiak argia ahalik eta errealistena simulatzen saiatzen dira, raytracing izeneko teknikaren bidez.

  • VRAM: Edo memoria grafikoa, txipak dira eta informazioa txartel grafikoan gordetzen eta garraiatzen dute. Txartel grafiko dedikatuetan, bere txip propioak dituzte, eta integratuetan, RAM memoria erabiltzen da grafikoetarako.

  • Irteera konektoreak: Txartelaren eta konektatutako monitoreen arteko konexioa egiteko. Gaur egun ohikoenak HDMI eta DisplayPort dira.

Gure prozesadoreak grafiko integratua badu eta aparteko grafiko dedikatua ere bai, ordenagailuaren erabileraren arabera, interesgarria izan daiteke integratua desgaitzea UEFI bidez.

Grafiko integratua eta dedikatua baditugu, interesgarria izan daiteke integratua desgaitzea UEFI bidez.

Txartel grafikoak sortzen dituzten enpresek SDKak ere sortu dituzte (Software Development Kits), hala nola Nvidia CUDA, kalkulu paraleloa egiteko eta kalkulu-potentzia proiektuetan erabiltzeko: machine learning, simulazio zientifikoak, proteinak kalkulatzeko, DNA sekuentziak, …

Txartel grafikoaren prozesamendua zientziari laguntzeko erabil dezakegu, Folding@Home bezalako proiektuekin, banatutako konputazioa erabiliz

5.2.9 Konektore garrantzitsuenak

Plaka baseak dituen konexio mota batzuk orokorrean ikusi baditugu ere, atal honetan sakonduko dugu, atalez atal bereiziz.

5.2.9.1 Konektore grafikoak

Gainerako osagaiekin bezala, gailu grafikoetarako (pantailak) konektoreek ere eboluzioa izan dute, eta batzuk aspalditik dauden arren, gaur egun oraindik erabiltzen dira.

VGA konektorea analogikoa da eta soilik seinale grafikoa bidaltzen du konektatutako gailura. Gaur egun, teknologikoki zaharkitua dela esan daitekeen arren, oraindik ere zerbitzarietan eta gama baxuko proiektoreetan erabiltzen da, kalitate grafiko nahikoa eskaintzen duelako.

DVI konektorea aurrekoaren ordezkoa izan zen, eta VGA-rekin bateragarria izan zitekeen, baina helburua seinale digitalak izatea zen. Konektore mota desberdinak zeuden, garraiatzen zuen seinalearen arabera. Ordenagailu eramangarrietarako “mini” eta “micro” bertsio meheagoak ere egon ziren.

HDMI konektorea gaur egun oso estandarizatua dago, batez ere telebistetan, seinale grafikoa eta audioa bidaltzeko aukera ematen duelako. Konektorea berdina izaten jarraitzen duen arren, bertsio desberdinak daude, datu-transmisio handiagoa ahalbidetzen dutenak (teknologia berrietarako, hala nola HDR, kanal gehiagoko audioa, …).

DisplayPort bideo-estandar elektronikoen elkarteak (VESA) garatutako interfaz digitala da. Lizentziarik gabea da, eta aukeran audio eta datuak (adibidez USB) transmititzeko aukera ematen du.

5.2.9.2 Biltegiratze-gailuen konektoreak

Biltegiratze-gailuetarako, hala nola disko gogorrak, CD-ROMak…, hainbat konektore mota egon dira eta garrantzitsua da ezagutzea.

Parallel-ATA, edo IDE, disko gogorretan eta CD-ROM irakurgailuetan erabiltzen zen konektorea zen, eta kable bakar baten bidez bi gailu konektatu zitezkeen. Horregatik, gailuek “jumper” bat zuten “maisu” edo “esklabo” zela adierazteko.

Disco duro, kable IDE eta jumper. Iturria: wikipedia

Serial-ATA, edo SATA, aurreko konektorearen eboluzioa da. Konektore txikiagoa da baina abiadura handiagoa ahalbidetzen du. Bertsio desberdinak egon dira (guztiak bateragarriak dira), azkena SATA 3 (3.5 azpibertsioa) izanik, 600MB/s arteko abiadura onartzen duena.

M.2, biltegiratze-unitate berriek duten konektorea da, NVMe motako SSDetan batez ere.

5.2.9.3 USB

USB (Universal Serial Bus) gaur egun ordenagailuak eta mota guztietako gailuak konektatzeko erabiltzen den kable, konektore eta protokoloen estandarra da.

90eko hamarkadaren erdialdean sortu zen arren, gehien erabiltzen den konektorea (A motakoa) ia ez da aldatu (atzerako bateragarritasuna bilatuz), baina abiadura bai.

USB konektore desberdinak. Iturria: wikipedia

USB-C espezifikazio berriak konektore berria ekarri zuen, alderantzizkoa (bi norabidetan konekta daiteke), aurreko guztiak ordezkatzeko asmoz. Bi gailuek (host eta guest) konektore bera erabiltzen dute eta kableak unibertsala izatea bilatzen da, erabilitako espezifikazioa kontuan hartuta.

USB-C. Iturria: Wikipedia

Txartel nagusiak hainbat USB A motako konektore soldatuta dituzte, baina plakan bertan ere badira konektore gehiago izateko konexioak (adibidez, kutxak ekartzen dituenak).

Kanpoko konektore hauek kable baten bidez konektatzen dira plaka baseko pinekin, eta protokoloaren arabera forma desberdina izango dute (horregatik garrantzitsua da plaka basearen eskuliburua ikustea).

USB-2 eta USB-3 konektoreak txartel nagusiak (pinak)

5.2.9.4 Sare-konexioak

Ordenagailua sare batera konektatzeko, txartel nagusiek gutxienez konektore bat izaten dute horretarako.

RJ-45 konektorea ordenagailu-sareetan erabiltzen da, kobrezko lau bikote ditu datuak ethernet protokoloaren bidez transmititzeko, geroago ikusiko duguna.

SMA konektorea WiFi antena desmuntagarri batzuetan erabiltzen da, router, plaka base edo PCI txarteletan aurki daitekeena. Konektore hariztatua eta erraz desmuntagarria da.

5.2.9.5 Beste konektore batzuk

PS2 teklatu eta saguak konektatzeko erabiltzen zen USB iritsi aurretik. Normalean bi kolore zituen, morea teklaturako eta berdea saguarentzat, konektorea berdina izan arren, teklatuak alde bietan kolektore irekia behar duelako komunikazio bidirekzionala ahalbidetzeko.

El jack de 3,5mm es el conector más utilizado para audio analógico desde hace muchos años en el ordenador, a pesar de que su aparición (en distinto tamaño) es del año 1878. Hoy en día las placas base tienen distintos conectores para introducir estos jacks dependiendo de si es para altavoces, micrófono, sonido envolvente…

RS232 konektorea (“serie portua” ere deitua), bi ekipoen artean datu bitarrak trukatzeko interfazea da. Hasieran datuak terminal batera bidaltzeko erabiltzen zen, eta gaur egun switch-etan asko erabiltzen da. Gaur egun plaka baseek ez dute kanpoko konektorerik, baina pinak izaten dituzte egokigailu bat gehitzeko.

80ko hamarkadan ordenagailuak ezagun bihurtu zirenetik gaur arte, beste konektore mota asko ere egon dira kontsumorako ordenagailuetan.

Era berean, beste konektore asko ere profesionalen arloan geratu dira (transceiver SFP, SAS disko gogorrentzako konektoreak, …) eta ezinezkoa da guztiak jasotzea.

5.2.9.6 Konektorea, protokoloa eta kableak: ohiko akatsak

Urteetan zehar konektoreen forma fisikoa ia aldatu ez bada ere, atzerako bateragarritasuna bilatuz, transmisio-abiadura handitu egin da.

Adibide batzuk:

  • PCI

  • USB

  • SATA

  • HDMI

  • DisplayPort

Horregatik, garrantzitsua da ulertzea konektorearen formak ez digula beti adierazten zein den gehienezko transmisio-abiadura, eta horregatik plaka basearen edo gailuaren zehaztapen teknikoetara jo behar dugu.

Bestalde, kableekin gauza bera gertatzen da. Ziurtatu behar dugu erabiltzen ditugun kableak gailuak eta plaka baseak onartzen duten gehienezko abiadura transmititzeko gai direla.

Garrantzitsua da erabiltzen dugun osagai eta kable bakoitzaren zehaztapen teknikoak ezagutzea, estuguneak (bottleneck) saihesteko.

5.2.10 Ordenagailuaren kutxa

Ordenagailuaren kutxa, edo txasia, metalezko egitura da, eta bertan sartzen dira (modu ordenatuan, eta torloju bidez finkatuz) orain arte ikusi ditugun osagaiak.

Kutxa ordenagailu instalatuarekin. Iturria: wikipedia

Kutxa mota desberdinak daude, normalean tamainaren arabera aldatzen direnak, beraz, garrantzitsua da kutxa barruan sartu nahi ditugun osagaien arabera egokitzea.

Kontuz kutxa txikiegia erosten baduzu, baliteke plaka basea edo txartel grafikoaren zabalera ez sartzea

Zerbitzariek altuera estandarizatutako kutxak dituzte, “Rack unitatea” (rack unit ingelesez, edo U soilik), eta unitate bakoitza 44,45 milimetrokoa da. Horrela, zerbitzariek altuera finkoa izango dute rack bastidorean instalatzeko.

1U-ko altuerako Dell zerbitzaria

5.3 Ordenagailu baten abiaraztea

Hardwarea instalatuta dagoenean, gure ordenagailuaren abiarazte-sistema nola funtzionatzen duen ulertzea da hurrengo pausoa, Sistema Eragilera iritsi arte.

Abiarazte-sekuentzia hainbat etapatan bana daiteke:

  1. Ekipoko pizteko botoia sakatzen da (edo berrabiaraztu ondoren ekipoa abiarazten da).

  2. BIOS/UEFI kargatzen da eta exekutatzen hasten da.

  3. Power-On Self-Test (POST) exekutatzen da, hardware osagaien egoera egiaztatzen duen sekuentzia. Osagai bat ez badago ondo, plaka baseak soinuak igorriko ditu. Urrats hau huts egiten badu, prozesuak ez du jarraituko.

    Osagai bat huts egiten badu, ohikoa da txartel nagusia tonu bat edo batzuk igortzea (bozgorailu/altavoz txiki bat badu) iraupen desberdinekin

    • Prozesadorea egiaztatzea

    • RAMaren egoera eta instalatutako kantitatea egiaztatzea

    • Bideo-memoriaren egoera egiaztatzea

    • Biltegiratze-gailuetarako sarbide-sistemak hasieratzea (IDE, Serial-ATA, NVMe…).

  4. BIOS/UEFI-k disko gogorren kopurua egiaztatzen du. Abiarazteko lehenetsitako diskoaren partizio-taula egiaztatzen da.

  5. Abiarazle-kudeatzailea exekutatzen da, abiarazgarri gisa markatutako partizio-taulan.

  6. Abiarazle-kudeatzaileak Sistema Eragilea funtzionatzeko behar duen guztia prestatzen du, kargatu eta exekuzioa hari transferitzen dio.

6 Partizioak eta fitxategi-sistemak

Aurreko atalean ikusi dugu biltegiratze-sistemak (diska gogorrak izenez ere ezagunak) hainbat motatako, gaitasuneko eta tamainako gailuak izan daitezkeela…

Sistema Eragilean disko gogor bat erabiltzerakoan, gutxienez bi kontu hartu behar ditugu kontuan:

  • Partizio mota.

  • Fitxategi-sistema.

Sistema Eragilearen arabera, eta instalazioan aukeratutako moduan, aukera gehiago edo gutxiago emango dizkigu aukera hauek hautatzeko, aldatzeko edo pertsonalizatzeko.

Erabaki egokiak hartzeko, gutxienez, honako xehetasun hauek jakin beharko genituzke:

  • Ordenagailuan instalatutako disko gogor kopurua.

  • Bakoitzaren mota (mekanikoa, SSD, NVMe…).

  • Haien tamaina.

  • Ordenagailuak beteko duen funtzioa.

Horrela, instalazioa nola egin nahi dugun aurrez aztertu ahal izango dugu.

6.1 MBR eta GPT partizioak

Disko gogorrak partizio izeneko zatitan banatzen dira. Espazioaren zatiketa logikoak dira, elkarren artean independenteak direnak.

Disko gogorraren partizioaren antzekoa armairu bat litzateke: espazio jakin bat dugu, eta hori “partizio” egiten dugu apal horizontal eta bertikalak gehituz, arropa mota desberdinak modu independentean gordetzeko, konpartimentu bakoitzean.

Disko gogor baten partizio-taula sortzerakoan, honako mota hauen artean aukeratu dezakegu:

  • MBR: Master Boot Record-etik, edo DOS partizio-taula izenez ere ezaguna.

  • GPT: GUID Partition Table-tik, EFI zehaztapenak proposatua, aurrekoa baino modernoagoa.

Hurrengo taulan bi sistema hauen arteko desberdintasun nabarmenenak ikus daitezke, eta GPT-k dituen abantailek sistema sendoagoa egiten dute:

MBR GPT
Partizioaren gehienezko tamaina 2 TB 18 Exabyte
Partizio primario kopurua 4 Mugagabea (Windows-ek 128 onartzen ditu)
Partizio-taula Hasieran Hasieran eta amaieran (babeskopia)
Partizioaren IDa Partizioan gordetzen da GUID identifikatzaile bakarra
Abio anitzeko euskarria Ahula Abio-kudeatzailearen sarrerak partizio bereizi batean daude

Gure disko gogorraren partizio-sistema zein den egiaztatzeko:

  • Windows-en: Disko kudeatzailetik.

  • GNU/Linux-en: GParted, fdisk, …

Jarraian, Windows ordenagailu bateko disko desberdinen pantaila-argazkiak ikus daitezke.

6.2 RAID

RAID (redundant array of independent disks ingelesez) disko independenteen matrize edo talde errepikakorra da, hainbat biltegiratze-unitate erabiliz biltegiratze logiko bakarra sortzeko sistema bati egiten dio erreferentzia. Horrela, sistema eragileak biltegiratze logiko bakarra ikusten du, baina “azpian” hainbat disko erabiltzen dira.

Sortutako talde motaren arabera, datuak banatu edo errepikatu egingo dira taldea osatzen duten unitateen artean.

RAID sistema bat sortzerakoan, bi modutan egin daiteke:

  • Hardware bidezko RAID: RAID sistemaren eragiketak egiteaz eta kudeatzeaz hardware espezializatu bat arduratzen da. Bi azpimota bereiz daitezke:

    • Plaka nagusia: Plaka batzuek RAID sortzeaz arduratzen den kontrolagailu espezializatua dute, UEFI sistematik kudeatu daitekeena.

    • Kontrolagailu-txartel espezializatua: Hau da sistema profesionalena. Diskoak plaka nagusira konektatu ordez, txartel honetara konektatzen dira (normalean SATA bidez eta konektore berezien bidez). Batzuetan bateria propioa dute (zerbitzariak elikadura galtzen badu idazketa kontrolatzeko) eta konfigurazio-menu propioa.

  • Software bidezko RAID: Sistema Eragileak arduratzen da RAID sistema sortzeaz eta kudeatzeaz. Paritatea beharrezkoa bada, CPU-k egingo du, beste prozesuei baliabideak kenduz.

Wikipedian ikus daitekeenez, RAID mota desberdinak daude, eta elkarren artean konbina daitezke, baina jarraian ohikoenak azalduko dira.

6.2.1 RAID 0

RAID 0 sistemak datuak modu berdinean banatzen ditu bi edo disko gehiagoren artean, paritate-informaziorik erabili gabe. RAID 0-k ez du errepikapena ahalbidetzen, beraz, sistemako diskoetako bat hondatzen bada, datu guztiak galduko dira.

Guztizko espazioa = diskoen espazioen batuketa.

Sistema honekin idazketa-abiadura handiagoa lor daiteke, datuak disko guztietan aldi berean idazten direlako.

Iturria: Wikipedia

Ez da gomendagarria RAID 0 erabiltzea datu garrantzitsuak dituzten sistemetan.

6.2.2 RAID 1

RAID 1, ispilu-RAID izenez ere ezaguna, datuen kopia zehatza sortzen du bi edo biltegiratze-sistema gehiagotan.

Oso erabilgarria da datuak babestu nahi ditugunean, nahiz eta diskoen guztizko gaitasuna ez aprobetxatu. Diskoetako bat hondatzen bada, datuak ez dira galduko.

RAID 1 tamaina txikieneko diskoaren tamainara mugatzen da.

Idazketan ez da errendimendua hobetzen, baina irakurketa-denbora murrizten da diskoak aldi berean erabil daitezkeelako.

Iturria: Wikipedia

6.2.3 RAID 5

RAID 5 datuak bloke mailan banatzen dituen sistema da, eta paritatea gehitzen du. Paritatea erabiliz, erroreak zuzendu edo disko bat galtzen bada datuak berreskuratu daitezke.

RAID 5 sistema bat sortzeko gutxienez 3 disko behar dira, eta horietako bat informazioa gordetzeko “erabiltzen ez dena” izango da.

Guztizko bolumena = (n-1)*disko txikienaren tamaina, non “n” RAID 5 osatzen duten disko kopurua den. 3 disko 2TB-ko baditugu, guztizko tamaina = (3-1)*2TB = 4TB izango da.

Disko bat hondatzen bada, datuak mantentzen dira, baina RAID 5 sistemak ez luke bigarren disko baten matxura jasango. Horregatik, hori gertatzen denean, disko hondatua ordezkatu behar da, datuak disko berrian berregin daitezen, paritate-sistemari esker.

Iturria: Wikipedia

6.2.3.1 Spare/erreserba diskoak

RAID 5 desberdin daude, eta hardware kontrolagailu batzuek, baita ere, “hot spare” edo erreserba izeneko diskoak izateko aukera ematen dute.

Disko hauek konektatuta daude (kontrolagailura edo plaka nagusira), baina ez daude RAID taldean. Taldeko diskoetako bat huts egiten duenean eta RAID sistema degradatuta dagoenean sartuko dira taldean.

Horrela, taldean sartzean, RAID-a automatikoki konpontzen hasiko da, sistemaren administratzaileak errorea gertatu dela jakin arte itxaron beharrik gabe.

6.3 Fitxategi-sistemak

Fitxategi-sistemek datuak nola gordetzen eta berreskuratzen diren kontrolatzen dute. Fitxategi-sistemarik gabe, biltegiratze-euskarrian gordetako datuak datu-multzo handi bat izango lirateke, non ezinezkoa litzatekeen datu bat non amaitzen den eta hurrengoa non hasten den jakitea.

Fitxategi-sistemak datuak nola gordetzen diren “ikuspegi logiko” bat eskaintzen digu.

Fitxategi-sistemen funtzio nagusiak hauek dira:

  • Fitxategiei espazioa esleitzea.

  • Espazio librea kudeatzea (beharrezkoa bada berrantolatuz).

  • Programetarako API bat eskaintzea fitxategiak sortu, ezabatu, aldatu eta ixteko.

  • Fitxategietarako sarbidea kudeatzea (baimenak).

  • Sarbide-errendimendua optimizatzea.

6.3.1 Fitxategiak

Fitxategi bat (edo artxibo bat) gailu batean gordetako byte-sekuentzia bat da, izen batez eta normalean luzapen batez identifikatzen dena. Fitxategiak direktorioetan gorde daitezke, eta hauek, aldi berean, beste direktorio batzuetan.

Ingelesez, file eta archive bereizten dira:

  • File: Elkarrekin gordetzen den informazio-multzoa da. Informazio hori nola gordetzen den irakurtzen/ idazten duen programaren diseinuaren araberakoa da.

  • Archive: Artxibo bat fitxategi-multzo bat da, metadata-rekin batera (datuen inguruko informazioa ematen duten datuak). Adibide argiena artxibo konprimituak dira, programak banatzeko artxiboak, …

Fitxategiek izen bat dute identifikatzeko. Fitxategi-sistemaren arabera, honela izan daiteke:

  • Maiuskulak/minuskulak bereizten dituena (case sensitive): Hau da, “hola.txt” eta “HOla.txt” bi fitxategi desberdin dira.

  • Maiuskulak/minuskulak bereizten ez dituena (case insensitive): Ez daude izen bereko bi fitxategi, nahiz eta maiuskulak eta minuskulak desberdinak izan. “hola.txt” eta “HOla.txt” ezin dira direktorio berean egon.

Fitxategiek normalean luzapena dute, izenaren ondoren puntu bat eta normalean 3 hizkiko luzapena. Luzapen hauek fitxategi mota bereizteko balio dute, baina ez dute fitxategiaren edukia zehazten.

Luzapenak ez du fitxategi mota zehazten. Fitxategi bati luzapena aldatzen badiogu, edukia berdina izaten jarraitzen du

Ohiko luzapenen zerrenda txiki bat:

  • Testu eta bulegoko dokumentuak: .txt, .doc, .docx, .xls, .xlsx, .ppt, .pptx, .odt, .odp, .ods, .pdf …

  • Multimedia, irudi, audio, bideo fitxategiak: .png, .jpg, .jpeg, .tiff, .ps, .bmp, .svg, .gif, .mp3, .mp4, .avi, .mpg, .mpeg, .mkv, …

  • Artxibo konprimituak: .zip, .bz2, .gz, .gzip, .7z, .rar, .r00, …

  • Programazio fitxategiak: .c, .java, .class, .py, .php, .rb, .pl, .sh, …

Windows sistemetan luzapenak ezkutatuta daude fitxategi arakatzailean, beraz, erabiltzaile arrunt batek ez ditu ikusten.

6.3.2 Erabilienak diren fitxategi-sistemak

Fitxategi-sistema asko daude, eta Sistema Eragile bakoitzak bat erabiltzen du lehenetsita, bere funtzioetarako optimizatua. Hala ere, beste fitxategi-sistema batzuk ere erabil ditzake beste gailu batzuetan.

Sistema Eragileek fitxategi-sistema lehenetsia erabiltzen dute, baina normalean beste batzuetara ere sar daitezke

Jarraian, Sistema Eragile desberdinen fitxategi-sistema lehenetsiak eta lehenetsita irakur ditzaketen fitxategi-sistemak jasotzen dituen taula bat dago:

Sistema Eragilea Fitxategi-sistema Irakur dezakeen beste batzuk
DOS, Windows 95
Windows 95 OSR2, Windows 98 FAT16, FAT32
Windows NT, 2000, XP,… Windows 10, Windows 11 NTFS (bertsio desberdinak) FAT16, FAT32
Windows Server > 2012, Windows 11 NTFS, ReFS FAT16, FAT32, NTFS
GNU/Linux Ext4, ReiserFS Gehienak
MacOS HFS+, APFS FAT16, FAT32

Beste fitxategi-sistema batzuk irakurtzeko programak eta driver-ak badaude, baina batzuetan mugak izan ditzakete (idazketan, baimenetan, …).

Wikipedian fitxategi-sistema askoren ezaugarriak jasotzen dira. Jarraian, informazio horren zati bat:

FAT 32 NTFS ReFS EXT-4 APFS
Fitxategi izen max. 8.3 (255) 255 255 255 255
Bolumen max. 16TB 16TB 1YB 1 EB ?
Fitxategi tamaina max. 4GB 16TB 16EB 16TB 8 EB
Baimenak Ez Bai Bai Bai Bai
Konpresioa Ez Bai Ez Ez Bai
Zifratzea Ez Bai Ez/Bai Bai Bai

Fitxategi-sistemek ezaugarri berriak hartzen dituztenez, baliteke batzuk lehen bertsioetan ez egotea eta geroago gehitzea.

6.4 Direktorioen hierarkia

Fitxategi-sistema batean informazioa gordetzerakoan, direktorioen hierarkia bati jarraituz egiten da. Hierarkia hau sistema eragilea instalatzean sortzen da, eta bertan sistemarako beharrezko fitxategiak gordetzen dira.

Geroago, hierarkia hau handitu daiteke erabiltzaileen informazioa gordetzeko, edo programak eta zerbitzuek informazioa gorde eta erabiltzeko. Hasierako egitura mantendu egin behar da eta ez da aldatu behar ziur ez bagaude zer egiten ari garen.

Sistema Eragilea instalatzean sortutako direktorio eta fitxategiak “aldatu ezin diren” egituraren parte dira. Aldatzen/mugitzen badira, baliteke sistema ez ibiltzea. KONTUZ!

6.4.1 Windows sistemak

Microsoft-ek “unitate-letra” sistema erabiltzen hasi zen MS-DOS kaleratzearekin, nahiz eta ez ziren lehenak izan.

Sistema honek alfabetoaren letra bat erabiltzen du biltegiratze-sistemaren bolumen edo unitate logikoak identifikatzeko.

MS-DOS eta Windows-en, honela izendatzen dira:

  • A:\ Disketea unitatea.

  • B:\ Bigarren diskete unitaterako erreserbatua.

  • C:\ Partizio edo disko gogor nagusia. Bertan instalatzen dira sistema eragilea eta programak.

  • D:\ CD-ROM/DVD-ROM-erako erreserbatua.

  • E:\ eta Z: beste disko gogor, partizio, CD-ROM/DVD-ROM, biltegiratze-sistema eramangarrietarako…

Sare bidez partekatutako karpetetarako ere erabil daiteke, nahiz eta ez den beharrezkoa.

6.4.2 GNU/Linux

GNU/Linux sistema eragileetan (eta UNIX aldaeretan, hala nola FreeBSD eta MacOS) hierarkia puntu bakar batean hasten da, “/” izeneko erro direktorioa edo “barra”.

Filesystem Hierarchy Standard (FHS) da fitxategiak hierarkian non gorde behar diren jakiteko erreferentzia, eta ezagunenetako batzuk hauek dira. Geroago hitz egingo dugu horri buruz. Ariketak

7 Sistemas de numeración: tabla de conversión

La siguiente tabla sirve a modo de resumen de los sistemas de numeración.

Esta tabla no hay que aprenderla de memoria. Hay que entender los sistemas de numeración y de esta manera se puede crear.

Decimal Binario Octal Hexadecimal
0(10 0(2 0(8 0(16
1(10 1(2 1(8 1(16
2(10 10(2 2(8 2(16
3(10 11(2 3(8 3(16
4(10 100(2 4(8 4(16
5(10 101(2 5(8 5(16
6(10 110(2 6(8 6(16
7(10 111(2 7(8 7(16
8(10 1000(2 10(8 8(16
9(10 1001(2 11(8 9(16
10(10 1010(2 12(8 A(16
11(10 1011(2 13(8 B(16
12(10 1100(2 14(8 C(16
13(10 1101(2 15(8 D(16
14(10 1110(2 16(8 E(16
15(10 1111(2 17(8 F(16
16(10 10000(2 20(8 10(16
17(10 10001(2 21(8 11(16
… … … …
29(10 11101(2 35(8 1D(16
30(10 11110(2 36(8 1E(16
31(10 11111(2 37(8 1F(16
32(10 100000(2 40(8 20(16

8 Conversiones

8.1 De decimal ...

... a binario

30 = 145 = 278 = 329 =
512 = 776 = 1024 = 1376 =

... a octal

31 = 88 = 127 = 234 =
524 = 876 = 1098 = 2475 =

... a hexadecimal

29 = 340 = 530 = 940 =
1212 = 1512 = 2120 = 3201 =

8.2 De binario ...

... a decimal

111001 = 11001010 = 110101101 = 1010101101 =
10101010101110 = 10101111101 = 111100010110 = 111000100110110 =

... a octal

111001 = 11001010 = 110101101 = 1010101101 =
10101010101110 = 10101111101 = 111100010110 = 111000100110110 =

... a hexadecimal

111001 = 11001010 = 110101101 = 1010101101 =
10101010101110 = 10101111101 = 111100010110 = 111000100110110 =

8.3 De octal ...

... a decimal

54 = 77 = 134 = 267 =
345 = 376 = 412 = 564 =

... a binario

54 = 242 = 356 = 654 =
1235 = 3457 = 7652 = 21315 =

... a hexadecimal

36 = 175 = 657 = 1456 =
3245 = 7541 = 71727 = 754315 =

8.4 De hexadecimal ...

... a decimal

1F = 23B = 86F = AA1 =
FF3 = 2F1C = 4AD7 = 5CABD =

... a binario

1D = 72A = F5C = 157A =
9FAF = 18ABFD = 2A3D5F = F6A7DE1 =

... a octal

3E = 7F = 1AD = FAD =
4D1C = 7A9D = A2B7C = 741FA3 =

8.5 Mezcladas

Ten en cuenta la base de origen y la base de destino.

175(10 = (16 475(8 = (2 9A3(16 = (10
175(8 = (2 754(8 = (16 101110111(2 = (8
274(10 = (2 4751(8 = (16 5742(16 = (8
1789(10 = (2 1175(8 = (16 3AB1(16 = (2
101000111100(2 = (10 101010(8 = (2 1011101(16 = (10
101000111100(2 = (8 74513(8 = (2 78954(16 = (2
10100011011001100(2 = (8 724123(8 = (2 7AB1FE4(16 = (2