Sistema Informatikoak

ZER DA INFORMATIKA?

Ordenagailuekin zerikusia duen guztia ikertzeaz eta irakasteaz arduratzen den zientzia. Ordenagailuen zientzia modura defini daiteke informatika baita ere, gaur egun, komunikazioak, telefonia, internet, etab...ezin daiteke ulertu informatika erabili gabe. Informazioa irudikatzeko 2 modu daude:

1. Seinale Analogikoa : bi egoeren arteko tarteko egoera jarraitu guztiak irudikatzean.
2. Seinale Digitala: 0 eta 1 egoerak irudikatzea nahikoa da. Ordenagailu digitalek, 0 eta 1 besterik ez dute ulertzen. Osagai elektronikoek etengailu gisa lan egiten dute, zero eta batak irudikatuz.

Informatika=INFOR:informazioa+ MATIKA:automatikoa.

Ordenagailua= informazioaren kudeaketa automatikoa egiteko beharrezkoa den makina elektronikoa da. Informazioa kudeatzeko tresna programagarria da.

Ordenagailuen betebeharrak= Informazio-datuen antolaketa, prozesaketa, transmisioa, biltegiratzea.

INFORMATIKAREN BILAKAERA HISTORIKOA

Ordenagailuak kalkulu matematikoak automatikoki egiteko sortu ziren. Informatikaren garapenean oinarrizko ideia “algoritmoa” (kalkulu bat egiteko jarraitu beharreko pausuak finkatzen duen prozedura) da. Historian zehar ikerlarien helburua algoritmoan oinarritutako kalkuluak egiteko makina diseinatzea izan da, eta pausoz pauso lortzen joan ziren:

• Duela 3000 urte; Egiptoarrak, ABAKOArekin matematikako kalkulu konplexuak eginez.
• 1650. inguru; Napier, Pascal eta Leibnitz matematikariek, oinarrizko eragiketa matematikoak egiteko makinak sortu zituzten. ERLOJUEN mekanismoa zuen EGURRA+METALEZKO makinak ziren. Erabiltzeko zailak ziren eta soilik ikerketa matematikoetara mugatuta zeuden.
• 1801. urtean; Jacquardek LEHENEGO MAKINA PROGRAMAGARRIA sortu zuen.
• 1833. urtean; informatikaren aintzindari zen Charles Babbagek, MAKINA ANALITIKOA diseinatu zuen, baina arazo teknikoengatik ez zuen funtzionatu.
• XX.mendean arazo teknikoei konponbidea eman zitzaion: etengailu elektronikoaren bitartez etengailuak itxi eta irekiz, zeroak eta batak idazten dituen gailu elektroniko eraiki zuten (korrontea igaro=1 eta korrontea ez igaro=0).
• 1939.inguruan H.H Aitekenek,1.go GAILU DIGITAL MODERNOA MARK I. Etengailu mekaniko txikiago, eraginkorrago eta azkarragoak diren gailu elektronikoz 8huts balbulak, txipak, transistoreak...) ordezkatuz, makinaren etekina asko hobetu zuten.
• 1940.urtean ENIANC (Electronic Numerical Integrator And Calculator) garatu zen.
• 1951.urtean UNIVAC-1 lehenengo ordenagailu komertziala diseinatu zen.

ORDENAGAILUEN BELAUNALDIAK

-1go belaunaldia (1940-1952): HUTS-BALBULAK osatuta. Erabilera zientifiko+militarra.

-2.belaunaldia (1952-1964): TRANSISTOREAK eta TXIPAK erabili.1go ordenagailu komertzialak: sistema eragilea zuten (aurretik idatzitako programak zekartzaten), horrela COBOL eta FORTRAN programazio lengoaietan instrukzioak itzultzeko aukera ematen zuten eta programatzaileak programa idatzi eta ordenagailuak bere lengoaiara (0 eta 1) itzultzeko gai zen.

-3.belaunaldia (1964-1971): ZIRKUITU INTEGRATUAK erabiltzen dira(elkarloturiko milioika gailu elektroniko biltzen dituen siliziozko pastilla mehe-txikia).Ordenagailuaren kostua txikitu eta etekina asko hobetuz. Lehenengo programa komertzialak agertu ziren.

-4.belaunaldia (1971-1981): MIKROPROZESADOREA sortu (ordenagailuaren oinarrizko elementuak zirkuitu integratu bakarrean biltzea). Periferikoak hobetu ziren.

-5.belaunaldia (1981.urtetik aurrera): Gero eta potentzia handiagoa dute ordenagailuak. Aplikazioei gero eta garrantzi gehiago eman. Software komertzialak eta libreak garrantzia hartu. UNIX ETA LINUX sistema eragileen garapena..Bitartekari grafikoak erabili (ordenagailu-erabiltzailearen arteko komunikazioa bermatzeko).

*PC (personal computer) sortu zuen IBM enpresak, informatikaren mundua hankaz gora jarriz.

*1990az geroztik beste iraultza bat hasiko da; MULTIMEDIA kontzeptua (irudi eta soinua erabiltzeko ahalmena ordenagailuaren bidez) sortuko da. Internet ere sortuko da (horrela, beste ordenagailu batzuetan gordeta dagoen informazioa lortzeko aukera dugu eta beste pertsona batzuekin informazioa trukatzeko aukera ere eskaintzen digu Internetek).

ORDENAGAILU PERTSONALEN IRAULTZA

Mikroprozesagailuei esker, 70.hamarkadaren hasieratik erabiltzaile bakar batek ordenagailu txiki bat erabiltzeko aukera garatzen hasi zen.

Steve Wosniak eta Steve Jobs iparramerikarrak, 1977an Apple Computer enpresa sortu zuten. Beraien asmo aurrerakoia ordenagailu txikiak sortzea izan zen eta garai horretan gizartearentzat ideia barregarria iruditu arren, gaur egun edozein etxetresna elektroniko bezala saltzen dira.

Ordenagailu pertsonalen eboluzioa:

• 1976an Apple I plazaratu zen. Mota askotako ordenagailu pertsonalez bete zen merkatua eta estandarizazio ezagatik, kaosa nagusitu zen.
• 1981ean IBM enpresak PC merkaturatu zuenean, ordenagailu txikien estandar bihurtu zen, hau da, erreferentzi-eredu bihurtu zen [Intel 8088 mikroprozesadorea eta Microsoft enpresaren DOS (Disk Operating System) sistema eragilea zuelarik].
• Honekin batera, erabiltzaile-programa klasikoak, datu-baseen programak, testu-prozesadoreak, kalkulu-orriak...agertu ziren.
• Gero eta potentzia handiagoko PCak agertzen joan dira. PC klonikoak eginez, hauen hedapena eta erabilgarritasunak arrakasta handia eman baitio.
• Azken hobekuntzak: bitartekari grafikoak, multimedia sistemak eta internet.
• Software programetan aldaketa handiak: Microsoft sistema eragileaz gain, Mac Os, UNIX, GNU/LINUX...

SISTEMA INFORMATIKOA:SOFWARE ETA HARDWARE

Ordenagailuaren bi funtzionamendu maila dira software eta hardwarea. Sistema informatiko batek aplikazio informatikoak(software) ustiatzeko beharrezkoak diren elementu fisikoak (hardware) biltzen ditu.

HARDWARE

-Ordenagailuaren zati fisikoa da. Ukitu eta ikusi egin daiteke.

-Ordenagailuaren elementu fisikoak osatzen dute hardwarea; informazio-datuak fisikoki biltegiratzeko eta kudeatzeko gailu elektronikoak, ondorengo hauek izanik:

• UCP/CPU; prozesadorea edo prozesuaren unitate zentrala. Funtsezko osagaia.
  Informazioa automatikoki tratatzeko beharrezkoak diren eragiketen kontrola+exekuzioa.
  Funtzio+lan guztien kontrolaz arduratu (memoria, prozesatutako informazioa...). ZATIAK:

1. UAL/ALU (unitate aritmetiko logikoa): Eragiketa aritmetikoak eta logikoak egiteko. Programak exekutatzeko, algoritmoetan deskribatutako prozedurei jarraituz informazioa erabiltzen du.
2. UC (kontrol unitatea):Ordenagailuaren burmuina. Instrukzioak ulertu eta era egokian interpretatu. Osagaien kudeaketaz eta kontrolaz arduratu. Kontrol unitateak kargatzen ditu programak exekutatzeko eta memorian behar diren datuen prozesaketa egiteko.
3. Erlojua:Ezinbestekoa UC egin beharreko lanen artean denbora banatzeko.
4. S/I (sarrera/irteera unitatea): Erabiltzailearen informazioa jasotzeko eta emaitzak kanpora ateratzeko. Prozesadoreak S/I unitatearen bitartez bat egoten du inguruarekin. Unitate honi periferikoak gehitu behar zaizkio, hauek erabiltzailearen informazioa sartu eta emaitzak jasotzen dituztelarik.

• MEMORIA;Ordenagailua bytetan kudeatutako informazioa (datu+programak) biltegiratzeko erabiltzen da. Memoria-ahalmena, biltegiratu daitekeen byte kopuruan neurtzen du. Bi memoria mota daude:

1. Kanpoko biltegiratze-memoriak: DVD, USB, Disko gogorrak, disketeak, DAT zintak...
   Fisikoki ordenagailu barruan egon daitezke baina kanpora ateratzeko aukera ematen dute. Ordenagailua itzaltzean bertan biltegiratutako informazioa ez da galtzen. Memoria nagusia baino geldoagoak dira.
2. Memoria nagusia: Barruko memoria zentrala. Informazioa aldi baterako biltegiratzen du. Informazioa sistema bitarrean (0,1) kudeatuta biltegiratzen da. Balio horiek bit (binari digit) izenez ezagutzen dira.
   - BIT= Gutxieneko informazio unitatea

- BYTE=Informazio-blokeak, bit-en konbinazio logikoak (8 bit).

Informazio-datu bakoitzari memoria helbide bat dagokio. Ordenagailuak informazioa biltegiratu ondoren aurkitzeko gai izan behar denez, memoria-posizio jakinetan biltegiratzen da. Memoria-helbide guztiak taula batean gordetzen dira eta informazioa behar denean ordenagailuak taulari kontsulta egin eta dagoen memoria-helbidetik hartzen du.
Helbideratze metodo desberdinak daude:
- Berehalako helbideratzea (datua instrukzio beraren zatia).
-Helbideratze zuzena (UCP/CPUak UCaren bitartez instrukzioan zehazten den memoria-helbidetik ateratzen du datua).
-Zeharkako helbideratzea (datua bitarteko helbide batetik ateratzen da).
-Helbide erlatiboa (instrukzioko helbideari kantitate finko bat gehituz lortzen da datuaren memoria-helbidea).

MEMORIA MOTAK:

• RAM (Random Access Memory): memoria nagusi ezagunena. Informazioa prozesatzeko funtsezko osagaia. Bertan prozesatu beharreko programa+datu guztiak kargatu behar dira. Bere funtsezko ezaugarria informazioa biltegiratzeko abiadura da (nanosegundutan neurtu). Ordenagailua itzaltzean, biltegiratutakoa galdu egiten da.
• ROM (Read Only Memory):Irakurri besterik egin daitekeen memoria. Ez dago edukia aldatzeko aukerarik. Sistema informatikoak abiarazteko erabili ohi da.
  Ordenagailua abiarazteko programa bereziak biltegiratzen ditu, ordenagailuaren hardware informazioa gordez.
  Hemen biltegiratzen den softwareak BIOS (Basic Input Output System) osatzen du. Fisikoki ordenagailuaren leku bat baino gehiagotan dagoen arren, funtsezko osagaia oinarri plakan dago. Ala ere, gaur egun EPROM(Erasable Programable Read Only Memory) memoriak erabiltzen dira BIOSa biltegiratzeko.
  Ordenagailua itzaltzerakoan memori hauetan begiratutakoa ez da galtzen.
• Cache-memoriak: kalkuluak arintzeko. RAM eta prozesadorearen artean kokatzen dira eta prozesatu beharreko memoria aldi baterako biltegiratzen du, normalean gehien erabiltzen den informazioa. Adibideak: DRAM, SRAM, SDRAM,DDRAM.
• Txartel grafikoen memoriak: beste barne memoriak dira, RAM prozesaketa grafikotik aske uzten dutelarik memoria: VRAM,SGDRAM.

• S/I ;sarrera/irteera unitateak; UCP/CPU eta beste barruko osagaiak periferikoekin eta biltegiratze-memoriekin komunikatzeko erabiltzen da. Periferikoen kudeaketa egiteko S/I unitateak hardwarea osatzen du.

Oharra: RAM eta S/I ordenagailuaren osagai fisikoak ez izan arren, hauen parte hartzerik gabe ez dago UCP/CPU lana ulertzerik. Ezinbestekoak dira.

• Busak;ordenagailuaren osagaien arteko komunikazio-bide nagusia izateaz gain, datuen transmisiorako hardware-lerro multzoa ere bada, metalikoak eta fisikoak izanik.
• Periferikoak; erabiltzailearen eta ordenagailuaren arteko bitartekariak dira. Hauen bitartez, erabiltzaileak datuak edo programak sartu, atera, biltegiratu eta inprima ditzake. Portuen eta konektoreen bitartez lotzen dira ordenagailuarekin. 3 mota daude:

1. Sarrera periferikoak: ordenagailuan datuak-programak sartzeko: teklatua, sagua...
2. Irteera periferikoak: Ordenagailutik informazioa ateratzeko:pantaila, inprimagailua...
3. Informazioa sartzeko eta ateratzeko periferikoak: HD(disko gogorrak), CD-ROM, USB...

Ordenagailu baten periferikoak: Pantaila, oinarrizko plaka, prozesadorea, ATA portuak, RAM, Hedapen-plakak, elikapen-iturria, CD-ROMa, disko gogorra, teklatua, sagua.

• Kontrolagailuak edo Driver; Periferiko askok, arazorik gabe funtzionatzeko, softwarea behar dute; hau beharrezkoa da periferikoak identifikatzeko eta era egokian funtzionatzeko.

SOFTWARE

Ordenagailuaren osagai logikoa; osagai elektronikoen funtzionamendu egokia ziurtatzeko instrukzio multzoek osatzen dute softwarea.

Informazio-datuekin egin beharrekoa deskribatzen du eta ezinbestekoa da ordenagailuaren zati fisikoen funtzionamendua bermatzeko.

Softwareak ordenagailuan dauden datuekin egin beharrekoa finkatzeko balio du eta programak, aplikazio informatikoak eta instrukzio multzoak biltzen ditu.

Softwarean barneko oinarrizko bereizketa :

• Informazio-datu hutsak.
• PROGRAMAK; datuekin egin beharreko instrukzio multzoa.
  Programa erabilgarriak: kaltetutako fitxategiak konpontzea, fitxategien kopiak sinplifikatzea, fitxategietako edukiak itzultzea beste programentzat ulerkorrak izateko, “antivirus”-a, etab...
• APLIKAZIO INFORMATIKOA: elkarren artean erlazioa duten loturiko programa informatikoen multzoa. Integratuak eta bertikalak aurki ditzakegu.
• FIRMWAREA: sistema informatiko baten barruan hardware eta softwarearen artean dagoena, Hardware-gailuen software zatia da.
• SISTEMA ERAGILEA: erabiltzailea eta prozesadorearen komunikazioa errazten duten programak dira, hauei esker UCP aren UCak interpretatu beharreko komandoak sartuz ordenagailuak programatzen dira.
  Programa batek instrukzio multzoa behar bezala exekutatzeko, ezinbestekoa da sistema eragilearen lana hardware-gailuetatik informazioa eta datuak prozesatzeko.
  Sistema eragilearen funtzioak:

                  -Hardware-osagaien funtzionamendu egokia ziurtatzea.

                 -Erabiltzailearen komandoak makina lengoaiara itzultzea.

                 -Gailuen arteko informazio-transferentzia bermatzea.

                 -RAM memoria idaztea eta irakurtzea.

                 -Datuak irteera periferikoetatik ateratzea.

SOFTWARE MOTAK

1)Aplikazioetara zuzendutako software: erabiltzaileek behar dituzten lanak egiteko programez osatuta dago; datu-baseak, testu-editoreak...
2) Sistemaren softwarea: ordenagailua bera kontrolatzeko eta kudeatzeko programez osatuta dago; sistema eragileak, utilitateak...
KODIFIKAZIO SISTEMAK
Ordenagailuak ulertzen ez duen erabiltzaile-informazioa kudeatzeko erabiltzen dira.
Erabiltzaile eta ordenagailuen lengoaia desberdina da eta kodifikazio sistemei esker hizkiak, zenbakiak eta sinboloak ordenagailuak ulertzen dituen pultsu elektroniko bihurtzen dira (oro har, 8 bitekoak).

Azken finean, zenbaki-sistema zenbakidun datuak adierazteko arau multzoa da.

Zenbaki sistemak oinarri bidez sailkatzen dira, oinarriak sistemaren elementu kopurua adierazten du. Guk zenbaki sistema hamartarra erabiltzen dugu, horregatik 10 oinarridun sisteman 10 elementuz osaturik dago eta sistema hau posizio-sistema da, hau da, elementu bakoitzaren balioa dagoen posizioaren araberakoa da. Bi kudeaketa mota aurki ditzakegu zenbaki-zeinu sistemetan:

1) Kudeaketa zenbakiduna; 3 motatakoak defini daitezke:

1. Bitarra: bi elementu erabiltzen dira; 0 eta 1 (bit). Ordenagailuak erabiltzen duten sistema.
2. Zortzitarra:oinarria 8 da. Edozein zenbaki adierazteko 8 elementu erabiltzen dira (0tk 7ra).
   Sistema honetan adierazitako edozein balio, zenbaki bitarrean adieraz daiteke, 3 bit erabiliz.
3. Hamaseitarra: oinarria 16 da. Edozein zenbaki adierazteko 16 elementu erabiltzen dira (0tik 9ra, A, B, C, D, E, F). Sistema honetako edozein balio sistema bitarrean adieraz daiteke, 4 bit erabiliz.

Datuak maneiatzeko erosotasunagatik, batzuetan ordenagailuak sistema zortzitarra edo hamaseitarra erabiltzen dute (memoria-helbideak adibidez sistema hamaseitarrean adierazten dira).

Zeinuak sistema bitarrean adierazteko, modu bat baino gehiago dago:

• Bitar huts garbia: 32 biteko zenbakiak erabiltzen dira, 32.bita zeinua adierazteko erabiltzen delarik; 0=+ eta 1= -.
• Hamartar destrinkotua: BCD (Binary Coded Decimal) kodean oinarrituta dago. Digitu hamartar bakoitzeko 4 bit erabiltzen direlarik.

2) Kudeaketa alfanumerikoa;sinbolo guztiak sistema bitarrean adieraz daitezke, sinbolo bakoitzari bit-konbinaketa jakina egokituz. Sistema garrantzitsuenak honakoak dira:

• ASCII kodea (American Standard Code for Information Interchange); sinbolo bakoitzeko 7 edo 8 bit erabiltzen dira. Erabiliena da.
• EBCDIC (Extended BCD Interchange Code); sinbolo bakoitza 4 biteko multzotan banaturiko 8 bitez osaturik dago. BDC sistemaren formatu gehitua da.
• FIELDATA; sinboloak sei bit erabiliz adierazten dira. Gutxi erabilita.
• UNICODE; sistema eragileri gehienak darabilten kodea. Herrialde bakoitzeko taula berezi bat du, herrialde guztien sinboloak ez baitira taula bakarrean sartzen. Software-produktu bat edota web-orrialde bat hainbat plataformatan erabiltzea bermatzen du.
  Karaktere bakoitzari zenbaki bakarra dagokio. Apple, HP, IBM, Microsoft, Oracle, Sun, etab. Moduko fabrikatzaile gehienek aplikazioak sortzeko kode hau erabiltzen dute.

INFORMAZIO NEURKETA-UNITATEAK

Esan bezala, “bit” informazioa neurtzeko unitate minimoa da. Bit kopuruaren arabera unitate hauek defini daitezke:

1Nibble= 4 bit / 1Byte(B)= 8 bit / 1Kilobyte (kB)=1.024bit / 1Megabite (MB)= 1.024 kB

1 Gigabyte(GB)=1.024 MB/1 Terabyte (TB)=1.024 GB/ 1 Petabyte=1.024 TB/1 Hexabyte= 1.024 PB

Gaur egun RAM memoria MB edo GB-tan neurtzen da eta disko gogorrak GB edo TB-tan.