ordenagailu

Ordenagailu

(lat. computāre)
1. Besteri, ahoz nahiz izkribuz, gertatu edo asmatu den zerbait esan edo aditzera eman. Ipuin lohiak kontatzen.
2. Multzo bateko osagaien kopurua mugatu. Ardiak kontatzen ez daki.

Unitate aritmetiko-logikoa (ALU, arithmetic and logic unit): Eragiketa aritmetikoak (batuketa, kenketa, biderketa…) eta logikoak (konparazioak, and, or,not, …) egiten ditu. Datuak memoria nagusitik hartzen ditu.
Kontrol-unitatea: Konputagailuaren funtzionamendu guztia gidatu eta kontrolatzen du. Memoria nagusian dauden makina-instrukzioak irakurtzen ditu bata bestearen ostean, beharrezko diren kontrol seinaleak sortzen ditu eta irakurritako instrukzioak exekutatzen ditu. Exekutatu behar den instrukzioa memorian zein posizioan dagoen jakiteko, programaren kontagailua erabiltzen da.
Erregistroak: Datuak aldi baterako gordetzeko erabiltzen dira. Oso edukiera txikiko baina atzipen-abiadura izugarriko memoria antzeko elementu batzuk dira. Horrexegatik, maiz erabiltzen diren datuak erregistroetan gordetzen dira. Gehienetan erregistro berezi bat dago, akumuladorea, hemen eragiketa baten emaitzak gordetzen dira eta bere edukian eragiketa multzo bat egiten dira.

Datu-prozesaketa: ordenagailura sartu eta biltegiratzen diren datuak era askotakoak badira ere, datuak maneiatzeko prozedurak funtsean gutxi dira.
Datu-biltegiratzea: ordenagailu bat datuak gordetzeko gai izan behar da, bai aldi baterako bai betiko. Biltegiratzeko euskarria memoria da, bai hegazkorra (memoria nagusia) edo ez-hegazkorra (memoria lagungarria).
Datu-transferentzia: ordenagailuak kanpoko gailuekin komunikatzeko gai izan behar da. Horretarako sarrera, irteera eta sarrera-irteerako periferikoak ditu. Datu transferentzia lokala edo distantzia handikoa.
Kontrola: azkenez, aipatutako hiru funtzioak bere helburuak ordenatuta eta erabiltzailearen beharrak asetzeko, kontrol baten menpean egon behar dira. PUZaren barruan dagoen unitate kontrola lan honetaz arduratzen da.

Ordenagailua edo konputagailua programa informatiko bat aplikatuz datuak prozesatzeko gai den gailu elektronikoa da. Tresna digital eta elektronikoa da, bere osagaiak digitalak direlako eta erabil dezakeen informazioak diskretua edo kuantifikagarria izan behar direlako (zenbakiak, testua, irudiak, bideoa edo soinua...).
Ordenagailua helburu orokorreko makina automatikoa da, era askotako kalkulu edo eginkizunak burutu ditzake eta. Moldagarria da hainbat lanetarako. Nahi ditugun emaitzak lortuko dituen programa idazteko gauza bagara, gero konputagailuak automatikoki erabiliko du programa hori, inoren laguntzarik gabe eta nahi beste aldiz. Programa agindu-sekuentzia bat da, eta aginduak, konputagailuak ulertzen dituen eragiketa logiko edota aritmetikoak. Horregatik, konputagailua programagarria dela esaten da, eta programak egiteko moduak eta teknikak aztertzen dituen informatikaren arloari programazioa deritzo. Programak idazteko programazio-lengoaiak erabiltzen dira. Gainera, ordenagailuak agindu horiek arin-arin egingo ditu, informazio-kantitate handia erabiliz eta errorerik gabe.
Konputagailuak maneiatzeko eta diseinatzeko teknikak aztertzen dituen diziplinari informatika deritzo. Oro har, informazioaren tratamendu automatikoaren zientzia da informatika.
Ez dakigu gizakiok noiztik kontatzen dugun, baina gizakiaren hasiera-hasieratik seguru. Eta hala jarraitzen dugu, kontatzen. Gizakiaren oinarrizko ezaugarria dirudi. Kuriosoa hala ere, hitz bera erabiltzen baitugu lehen begi-kolpean oso desberdinak ematen dituzten bi gauzetarako. Hala dio hiztegiak kontatu hitzari buruz:^[1][2]
Bai, kontaketak eta kontakizunak hitz berean. Istorioak kontatzen ditugu gizakiok, eta ardiak kontatu ere. Letrak eta zenbakiak zaku berean. Kontatu, gogoratzeko. Eta gogoratzeko hasi ginen idazten. Hasieratik bertatik sortu zen beharra, kontatzen genituen istorioak eta kantuak idazteko, egiten genituen kontuak idazteko.^[2]
Kontutxoak eta kontaketak batera. Sumer-etik heldu zaizkigu, 4.000 urte baino gehiago igaro eta gero, lehen idazkunak, eta hor daude istorioak —Gilgamex— eta zenbakiak —ale eta olio-ekoizpenak, eskaintzak tenpluetan—. Eta horrela gaur arte.^[2]
Eta bidean, kalkulatzeko "makinak" asmatu genituen. Sinpleak, oso sinpleak hasieran (kontatzeko aleak, harri koxkorrak), baina gero eta sofistikatuagoak ondoren. Eta ikusgarriak, ia sinesgaitzak gaur. Kontaketa-makina zaharren artean, abakoa da segur asko ezagunena, oraindik munduko hainbat lekutan erabiltzen baita. Oso sinpleak dira forman, baina oso erabilgarriak oinarrizko eragiketa aritmetikoak azkar eta doitasunez egiteko.^[2]
Mendebaldeko industria-iraultzaren eta gailu mekanikoen garapenarekin batera, kalkulu-makina sofistikatuagoak sortu ziren. Batetik, 200 urte baino gehiagotan, ia atzo arte, erabili diren kalkulu-tresna analogiko arrakastatsu-enak: kalkulu-erregelak, hau da, taula logaritmikoak erregeleta moduan antolatuta, bata besteekiko desplazatzen baitira eragiketak egiteko. Eta bestetik, konputagailu mekanikoak egiteko lehen proposamenak: Charles Babbage-ren, eta Ada Lovelace-ren, makina diferentzial eta analitikoak, non lehenengoz agertu baitziren konputagailu modernoen ezaugarri behinenak, txartel zulatuak eta guzti.^[2]

Alan Turing-en eskutik helduko da, bigarren mundu-gerran, gaurko konputagailuen aitzindari elektromekaniko sofistikatuena, Bombe, Enigma makinarekin Alemaniako armadak sortzen zituen kode sekretuak haustea lortu zuena.^[2]
Baina gaurko konputagailuen aroa gailu elektronikoen garapenarekin hasiko da. Aurrenetako bat ENIAC konputagailua izan zen. Makina gero eta konplexuagoak eta ahaltsuagoak sortzeko lasterketa zorabiagarriaren abiapuntua izan zen. Hortik sortu ziren lehenbiziko makina komertzialak; UNIVAC (1946), gero IBM (1964), XEROX, DIGITAL (1977)… enpresen eskutik plazaratu ziren makinak, eta horrela, eten gabe, gaurko superkonputagailuak sortu ziren arte.^[2]
1970eko hamarkadan-edo hasi zen mikroelektronikaren eta zirkuitu integratuen garapenak beste bultzada bat eman zion lasterketa horri. Hor sortu ziren lehenbiziko kalkulagailuak eta, ondoren, ordenagailu pertsonalak eta eramangarriak, dagoeneko denontzat tresna arrunt bilakatu direnak.^[2]
Eta hortik aurrera, gaur arte, zoroa izan da lasterketa. Konputagailuen eboluzioa analizatzen duen Moore-ren legearen arabera, makina hauen konputazio-ahalmena bikoiztu egiten da, gutxi gora behera, bi urtetan behin. Hazkunde esponentzialeko lege hori bete zen 40 urtetan, baina ematen du azkenetan dagoela. Ondo dakigu ez dagoela ezer mugarik gabe esponentzialki haz daitekeenik; izan ere, gaurko teknologiaren mugetara heldu ginen, oso azkar hurbildu ere.^[2]
Konputagailuen arkitektura John Von Neumannek 1945. urtean proposatutakoa da oraindik, funtsean, oinarrizko egitura gisa. Lau atal edo osagai nagusi bereizten dira. Sarrera/irteerako azpisistema bi norabidetan erabiltzen da; batetik, konputagailuaren informazioa (programak eta datuak) sartzeko, eta, bestetik, konputagailuak lortzen duen emaitza kanporatzeko. Programa memorian gordeko da prozesadoreak exekuta dezan. Sistemaren informazio-trukea busen bidez egingo da.^[4]
Konputagailu baten osagaiak hauek dira:
Oinarrizko osagai horiez gain beste osagai bi oso garrantzitsuak dira:
Goian aipatutako egitura konplikatu daiteke konputagailu bakar batek prozesu ugari izan ditzakeelako bere barruan, edo, alderantziz ere, prozesu bakar bat aurrera eramateko hainbat prozesadore erabil daitekeelako. Honen arabera bi eredu orokor bereizten dira:
William Stallings-en sailkapena jarraituz ordenagailuen funtzioak lau dira:
Tamainaren, prozesadorearen eta aplikazioaren arabera, konputagailu-mota hauek azaltzen zaizkigu gure eguneroko bizitzan:
Superkonputagailuak milaka prozesadore konektatuta dituen (abiadura handiko konexio-sare batez) makina aurreratuak dira, konputazio ikaragarri handia behar duten problema oso konplexuak ebazteko erabiltzen dira.^[2] Txinako Sunway TaihuLight superkonputagailua 2016ko ekainean TOP500 zerrendako azkarrena zen, LINPACK benchmarkean 93 petaflops eskuratuta. 2023ko ekainean, munduko superkonputagailurik azkarrena Cray etxeko Frontier zen (AEB). 8.699.904 kalkulu-nukleo (core) zituen, eta informazioa oso abiadura handiz joaten zen batetik bestera: 800 gigabit baino gehiago segundoan (giga = 10⁹). Hala, kalkulu-abiadura harrigarria lortu zuen: 1,2 exaflop/s.^[2]
Konparazio soil bat egin dezakegu aurrerapen teknologikoaren abiaduraz jabetzeko: 1998an superkonputagailurik azkarrena (ASCI Red, 1 teraflop/s-ko abiadura lehen aldiz gainditu baitzuen) baino milioi bat aldiz azkarragoa zen Frontier.^[2] 2023ko ordenagailu eramangarri batek 4 nukleo izango zituen eta komunikazio-abiadura 1 Gbit/s inguruan izango zen.
Exaflop/s hori kalkulu-abiadura adierazteko unitate bat da: 10¹⁸ (trilioi bat) eragiketa segundo batean (batuketak, biderketak, zatiketak…). Hortaz, Frontier gauza zen, segundo batean, 1,2 × 10¹⁸ eragiketa exekutatzeko. Ez da erraza kopuru horren esanahia atzematea, baina adibide batekin azal daiteke.^[2]
Azken datu zientifikoen arabera, unibertsoa Big Bang izenarekin identifikatzen dugun gertaera puntual batean sortu zen, duela 13.700 miloi urte edo. Beraz, segundotan, unibertsoaren adina 4,3 × 10¹⁷ s da. Bada, pertsona batek exekutatuko balu eragiketa bat segundoko eten gabe, 1,2 × 10¹⁸ segundo beharko luke, hau da, 2,8 aldiz unibertsoaren adina, Frontier superkonputagailuak segundo batean egiten dituen eragiketak egiteko. Beste ikuspuntu batetik, Lurreko biztanle orok, 7.000 milioi edo, segundoko eragiketa bat exekutatuko balu eten gabe, 5,5^[2] urte beharko genituzke denon artean eragiketa kopuru hori egiteko.^[2]
Frontier "superkonputagailu giganteen" adibide bat da. Bartzelonan badago beste bat, MareNostrum, 153.000 kalkulu-nukleo dauzkana. Arruntak dira industrian zein laborategietan ehunka prozesadore erabiltzen dituzten konputagailuak (Kontuan hartu behar da aurreko datuak urtetik urtera aldatzen direla; informazioa eguneratueskaintzen du www.top500.org webguneak).^[5][6][2]
Eskanerra
PUZ edo CPU (Mikroprozesadorea)
Memoria nagusia (RAM)
Hedapenerako txartelak (txartel grafikoa ...)
Elikagailua
Disko optikoa
memoria lagungarria (Disko gogora)
Txartel nagusia
Bozgorailuak
Pantaila
Sistemaren softwarea
Aplikazio informatikoak
Giltzadia, klabierra, teklatua
Sagua
Kanpoko disko gogorra
Inprimagailua

↑ «Egungo Euskararen Hiztegia (EEH) - UPV/EHU» www.ehu.eus (Noiz kontsultatua: 2023-07-30).

↑ ^{a b c d e f g h i j k l m n o p} Arruabarrena, Agustin. (2013). «Superkonputagailuak. Istorio luze-luze bat. — Unibertsitatea.Net» www.ueu.eus (Noiz kontsultatua: 2023-09-03).

↑ (Ingelesez) «Babbage's Analytical Engine, 1834-1871. (Trial model) | Science Museum Group Collection» collection.sciencemuseumgroup.org.uk (Noiz kontsultatua: 2023-07-29).

↑ Arbelaitz, Olatz; Arregi, Olatz; Etxeberria, Izaskun; Garay, Nestor; Martin, Jose-Ignazio; Muguerza, Javier; Rodriguez, Clemente; Arruabarrena, Agustin et al.. (2004). Makina-hizkuntza: oinarrizko konputagailu baten egitura, agindu-multzoa eta programazioa. Universidad del País Vasco, Servicio Editorial = Euskal Herriko Unibertsitatea, Argitalpen Zerbitzua ISBN 84-8373-592-X. PMC 433600969. (Noiz kontsultatua: 2021-02-10).

↑ «Home - | TOP500» top500.org (Noiz kontsultatua: 2023-07-29).

↑ Arregi Uriarte, Olatz. (2016-10-22). «Munduko konputagailu ahaltsuena berdea da?» GAUR8 (Noiz kontsultatua: 2023-07-29).

Wikipediarekin konexio arazoren bat gertatu da:

Wikipediako bilaketara joan