Ikuspuntu teknologikotik, ordenagailua tresna digital eta elektronikoa dela esaten dugu, bere osagaiak digitalak direlako eta erabil dezakeen informazioak diskretua edo kuantifikagarria izan behar duelako. Informazio hori mota askotakoa izan daiteke, hala nola zenbakiak, testua, irudiak, bideoa edo soinua.

Bestalde, erabilera praktikoen ikuspuntutik, ordenagailua helburu orokorreko makina automatikoa dela esaten dugu, era askotako kalkulu edo eginkizunak burutu ditzake eta. Konputagailuak moldagarriak dira 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. Gainera, ordenagailuak agindu horiek arin-arin egingo ditu, informazio-kantitate handia erabiliz eta errorerik gabe. Laburbilduz, abiadura handia, edukiera handia, fidagarritasuna eta moldagarritasuna dira konputagailuen ezaugarri garrantzitsuenak.

Ezaugarri horiexek erabiltzen ditugu konputagailu-motak bereizteko:

• Abiadura: konputagailu guztiek kalkuluak abiadura ikaragarrian egiten dituztela esan daiteke, eskuzko kalkuluen edo makina mekanikoz baliaturiko kalkuluen abiadurarekin konparatuz gero. Baina nola neurtu konputagailu baten abiadura? Komeni da bereiztea, batetik, prozesadorearen abiadura, eta, bestetik, konputagailuaren errendimendua. Prozesadorearen abiadura GHz-etan ematen da, eta CPUaren erlojuaren maiztasuna (erloju-abiadura) adierazten du. Zenbat eta altuago izan maiztasuna, orduan eta eragiketa gehiago egingo ditu segundoko. Segundo batean mila milioi (109) eragiketa burutzeko gauza bada prozesadorea, GHz batekoa dela esaten dugu. 2008ko prozesadoreen abiadura 2,6 eta 3,5 GHz artekoa da. Konputagailuaren errendimendua neurtzeko, bestelako neurri batzuk izango ditugu kontuan. MIPS (milioi bat agindu segundoko), MFLOPS (milioi bat eragiketa zenbaki errealekin segundoko), edo proba-bankuak (programa edo programa-banku jakin bat exekutatzen da konputagailuan osagai desberdinen errendimendua neurtzeko).

• Edukiera: edukierak konputagailuan zenbat informazio gorde edo biltegiratu daitekeen adierazten du. Informazio hori konputagailuaren memoria-sisteman edo Interneten bidez konektatuta dagoen beste konputagailu batean gorde daiteke. Konputagailuan informazioa gordetzeko erabiltzen den oinarrizko unitatea bytea da. Bytea 8 bitez osatuta dago eta, oro har, karaktere bat edo zenbaki bat gordetzeko balio du. Konputagailuaren edukiera neurtzeko erabiltzen diren unitateak bytearen multiploak dira. Gaur egungo konputagailu pertsonaletan erabiltzen diren ohiko unitateak megabyteak eta gigabyteak dira. Megabyte bat (MB = 220 byte) milioi bat karaktere dira gutxi gorabehera, eta gigabyte bat (GB = 230 byte), mila milioi karaktere. Adibidez, CD batek 700 MB ditu, eta DVD batek, 4,5 GB. 2008an saldu ziren konputagailu pertsonal estandarretan, memoria nagusia 1 GB eta 2 GB artekoa izan zen, eta kanpo-memoria (disko gogorra), 160-500 GBkoa. Interneten eskura dagoena askoz gehiago da, noski; esaterako, zenbatetsi izan da, bakarrik ingelesez, bilioi bat hitz zegoela 2006an (milioi bat milioi hitz!). Kontuan hartu liburu arrunt batek 100.000 hitz inguru dauzkala, eta zenbatetsi dela pertsona ikasi batek bizitza osoan 300 milioi hitz irakurtzen dituela.

• Moldagarritasuna: konputagailuak helburu orokorreko makinak direla esan dugu. Baina konputagailu batzuk problema-mota zehatz batean espezializatuta daude, eta beste problema-mota batzuk burutzen motelagoak izango lirateke. Adibidez, egun, gero eta konputagailu txiki gehiago ditugu gure inguruan (etxean edo lantokian), konfigurazio minimo batekin helburu zehatz bakarra dutena, esate baterako, arropa-garbigailua, kamera digitalak, automobilak, robotak edo umeen jostailuak kontrolatzeko gailuak. Dena dela, konputagailu guzti horiek oinarrizko elementu berekin osatzen dira, eta erabilpen oso desberdinak dituzten konputagailuak antolatu ahal dira.

• Fidagarritasuna: kalkuluak ziztu bizian burutzen ditu ordenagailuak, baina hori bezain garrantzitsua da kalkulu horien errore-marjina eskuz egindako kalkuluena baino askoz txikiagoa dela. Konputagailuaren beste funtsezko ezaugarri bat fidagarritasuna da. Gaur egungo konputagailuak oso fidagarriak dira, hau da, oso seguruak. Horrek ez du esan nahi ez dutela okerrik egiten, baizik eta erroreren bat gertatzekotan konputagailuaren mekanismoen bidez igarri eta, askotan, zuzentzen dela. Gertatzen diren errore gehienak giza akatsen ondorioak dira (programari, datuei edo sistema eragileei dagozkienak).

Konputagailuak maneiatzeko eta diseinatzeko teknikak aztertzen dituen diziplinari informatika deritzo. Oro har, informazioaren tratamendu automatikoaren zientzia da informatika (informatika).

Konputagailuari zeregina zehaztearekin ez dugu aski, zeregin hori nola burutzen den ere zehaztu behar baitzaio. Zeregina nola burutu behar den definitzeko, programa bat osatu behar da. Horregatik, konputagailua programagarria dela esaten da, eta programak egiteko moduak eta teknikak aztertzen dituen informatikaren arloari programazio deritzo (programazio; programazio-lengoaia).

Ondoko irudian, mahai gaineko ordenagailu pertsonal bat ageri da. Osagai nagusiak bertan ikus daitezke.

Mahai gaineko ordenagailua

Konputagailuaren egitura

Ondorengo atal batean ikusiko dugun bezala, John von Neumannek 1945. urtean proposatutako arkitektura erabiltzen da oraindik, funtsean, oinarrizko egitura gisa. Hurrengo irudian ageri da oinarrizko egitura hori, non lau atal edo osagai nagusi bereizten diren. 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.

Konputagailuen Von Neumann arkitektura

Osagai horiek sakonago aztertuko ditugu bakoitzaren zeregina azalduz (ikus hurrengo irudia).

• Memoria: unitate honetan, informazioa (datuak eta programak) gorde daiteke modu egonkorrean geroago eskuratzeko. Programen exekuzioa azkarragoa izan dadin, memoria-sisteman zenbait memoria-mota erabiltzen dira: cache memoria (azkarrena), memoria nagusia (RAM, random access memory, motakoa, irakurketak eta idazketak onartzen dituena), diskoak (kanpo-memoria) eta abar. Cachea eta memoria nagusia CPUarekin lotuta daude; kanpo-memoria, berriz, sarrera/irteerako unitateekin. Memorien barne-egiturari begira, esan dezakegu gelaxkatan antolatzen direla, eta horietako bakoitza helbide baten bidez atzitzen da.

• Prozesadorea (PUZ, prozesatzeko unitate zentrala, edo CPU, central processing unit): programetako aginduak eta datuak irakurri eta prozesatzen ditu. Prozesadorearen lana bi zatitan banatu daiteke, eta horietako bakoitza egiteko osagai bat dauka: kontrol-unitatea eta unitate aritmetiko-logikoa. CPUak, kalkuluak eta kontrolak egiteko, oso edukiera txikiko baina atzipen-abiadura izugarriko memoria antzeko elementu batzuk dauzka: erregistroak. Horrexegatik, maiz erabiltzen diren datuak erregistroetan gordetzen dira. Prozesadorea konputagailuaren muina da, eta ohikoa da konputagailua CPUarekin identifikatzea.

  • Kontrol-unitatea: hauxe da konputagailu osoa gidatzen duen osagaia. Exekutatu behar den programako agindu bakoitza memoriatik eskuratu, eta agindua burutzeko egikaritu behar diren kontrol-seinaleak sortzen ditu. Seinale horiek beste unitateetara bidaliz, aginduaren zeregina betetzea lortuko du. Exekutatu behar den agindua memorian zein posiziotan dagoen jakiteko, programaren kontagailua erabiltzen du.

  • Unitate aritmetiko-logikoa (ALU, arithmetic and logic unit): memorian dauden datuak erabiliz eragiketak burutzen dituen osagaia da. Eragiketak bi motatakoak izan daitezke: aritmetikoak (batuketa, kenketa, biderketa...) eta logikoak (konparazioak, and, or, not...).

• Sarrera/irteerako azpisistema: erabiltzailearekiko komunikazioa unitate honen bidez egiten da. Bi osagai-mota bereizten dira: sarrera-unitateak eta irteera-unitateak. Programa (aginduak) eta datuak sarrera-unitateen bidez ematen zaizkio konputagailuari. Sartutako informazioa memorian gordeko da. Ohiko sarrera-unitateak hauek dira: teklatua, sagua, mikrofonoa, eskanerra, CD- eta DVD-irakurgailuak... Emaitzak irteera-unitateen bidez kanporatzen dira, erabiltzaileak eskuratu ditzan. Ohiko irteera-unitateak hauek dira: pantaila, bozgorailuak, inprimagailua, CD- eta DVD-grabagailuak... Zenbait unitate sarrerarako zein irteerarako erabil daitezke: USB memoria, disko-unitateak, ukipen-pantaila... Kanpo-memoriak sarrera/irteerako unitate bereziak dira, mota guztietako informazioa (aginduak eta datuak) gordetzen dute, geroago irakurtzeko prest egon dadin.

• Busak: unitateen arteko komunikazioa zirkuitu berezi batzuen bidez egiten da, eta zirkuitu horietako lotura bakoitzari bus deritzo. Hiru motatako busak bereizten dira: helbide-busa, memoriako posizioen zein periferikoen helbideak adierazteko; datu-busa, transferitu behar diren datuak garraiatzeko; eta kontrol-busa, egin behar den eragiketarako behar diren kontrol-seinaleak adierazteko.

Konputagailuaren osagaien arteko harremana

Goian aipatutako egitura konplikatu egin daiteke konputagailu bakar batek prozesu ugari izan ditzakeelako barruan, edo, alderantziz, prozesu bakar bat aurrera eramateko hainbat prozesadore erabil daitekeelako. Horren arabera, bi eredu orokor bereizten dira:

• Multiataza (multitasking): egungo konputagailu gehienek multiataza moduan ibiltzen dira. Ordenagailuaren funtzionatzeko modu bat da hori, baliabideak partekatzen dituzten ataza bi edo gehiago aldi berean exekutatzeko aukera ematen duena. Ataza bakoitzari denbora-tarte txiki bat esleitzen zaio txandaka, baina erabiltzaileari iruditzen zaio ataza guztiak aldi berean egiten direla. Aldi berean egikaritu daitekeen ataza-kopurua ataza-motaren eta sistemaren ezaugarrien araberakoa da (unitate zentralaren abiadura, memoria-ahalmena, etab.).

• Multiprozesaketa (multiprocessing): zenbait konputagailuk CPU bi edo gehiagoren artean banatu ditzakete zereginak; horrela, multiprozesadore-konfigurazio bat sortzen dute. Hori, orain dela gutxi arte, konputagailu handiekin bakarrik erabili ohi zen, baina azken urteetan konputagailu pertsonaletan ere hasi da erabiltzen. Prozesadore horiek antolatzeko, bi arkitektura nagusi daude, memoria partekatua dutenak —multiprozesadore edo SMP (symmetric multiprocessor) izenekoak— eta memoria pribatua dutenak —multikonputagailu edo MPP (massively parallel processor) izenekoak—. Oraingoz, prozesadoreen kopurua txikia izaten da konputagailu pertsonaletan (bi edo hiru gehienetan, baina batzuk zortzi prozesadore edukitzera ailegatzen dira); superkonputagailuetan, ordea, ehunka edo milaka CPU koordinatzera ailegatu izan dira, eta gela oso bat bete dute.

Funtzionamendua. Programa

Ordenagailua sistema digitala den heinean, eginkizuna beti bera da: programetako aginduak exekutatzea. Aginduen exekuzioa bost urrats hauetan banatu daiteke:

• Aginduaren bilaketa: aginduak memorian daudenez, exekutatu ahal izateko, memoriatik prozesadorera eraman behar dira. Horretarako, aginduaren helbidea programaren kontagailutik lortuko dugu, eta memorian irakurketa egingo dugu. Irakurritako agindua prozesadoreak duen erregistro berezi batean, aginduaren erregistro an, gordeko da.

• Aginduaren deskodeketa: deskodetzaile bat erabiliz, zein agindu-mota den jakingo du prozesadoreak, gero kontrol-unitateak beharrezkoak diren kontrol-seinaleak sor ditzan.

• Eragigaien irakurketa: aginduak behar dituen eragigaiak lortu behar dira. Eragigaiak erregistro-multzoan edo aginduan bertan egon daitezke. Irakurritakoan, laneko erregistro batean gordeko dira.

• Aginduaren exekuzioa: urrats honetan eragiketa egingo da, normalean unitate aritmetiko-logikoa erabiliz.

• Emaitzaren idazketa: ALUtik lortutako emaitza nonbait gorde beharko da, esaterako, erregistro-multzoko erregistro jakin batean edo memorian, aginduak horrela eskatuko balu.

Lehenengo bi urratsak berdinak dira agindu guztientzat; azken hirurak, berriz, aginduaren araberakoak izan daitezke.

Historia. Kalkulu-makinen garapena

Kalkulurako gailu azkar eta zehatz baten bilaketatik sortu da konputagailua. Baina konputagailuaren sorrera posible egin duten baldintzak asko izan dira, hala nola azken mendeko garapen teknologikoa, finantza-kontzentrazioa, konputazioari buruzko oinarrizko teorien aurrerapena, etab.

Lehenengo pausoak

Abakoa da ezagutzen dugun kalkulurako tresnarik zaharrena. Harriz edota bolaz osaturik zegoen eta zenbakien balioa, haiek okupatzen zituzten posizioen bitartez adierazten zen. Bere jatorria ez dago argi, baina Babilonian, Kristoren aurreko 2700 eta 2300 urtetan erabiltzen omen zen. Grezian erabilia Kristoren aurreko V. eta VI. mendeetan, Konfuzioren garaian Txinan eta baita Kolon aurreko zibilizazio amerikarretan ere. Abakoa antzinako tresna izan arren, gaur egun ere erabiltzen da bere erarik aurreratuenetan ekialdeko herrialde askotan.

John Napier (edota Neper) matematikari eskoziarrak (1550-1617), zenbaki-kalkulua erraztu nahian, makilatxo zifratuak baliatuz biderketak eta zatiketak egiteko prozedura bat asmatu zuen.

Makina mekanikoak

Errenazimentutik aurrera, merkataritzaren, nabigazioaren eta astronomiaren garapenarekin batera, berrikuntza teknologikoaren aldeko giroa sortu zen. Lehen kalkulagailu mekanikoa 1642. urtean agertu zen, Pascalek (1623-1662) asmatuta. Makina honen tamaina tabako-kartoi batena zen eta engranaje eta gurpilez osaturik zegoen. Zerotik bederatzira zenbakitutako engranaje-sail bat zuen. Gurpil batean bira osoa egin ondoren, bederatzitik zerora pasatzeak gurpil honen ezkerrekoan posizio bateko saltoa eragiten zuen, beraz, bururakoa automatikoki gehitzen zion ezkerreko zifrari. Pascalek, kenketak egiteko, osagarrien batuketa erabili zuen, beraz, puntu honetan konputagailuen diseinugileei aurreratu egin zitzaiela azpimarratzekoa da.

Leibnitzek (1646-1716), 30 urte geroago, oinarrizko lau eragiketa matematikoak egiten zituen beste makina bat asmatu zuen. Leibnitzen makinak, Pascalen makinaren hobekuntza bat zen. Pascal eta Leibnitzen makinek oztopo handiak aurkitu zituzten zabalkuntzarako, oso konplexuak baitziren eskuz egiteko, garaiko teknologia kaskarrarekin, artean, Iraultza Industriala gertatu gabea zen. Makina horiek, baina, ez genitzake automatikotzat hartuko gaur egun, eragiketa guztiak burutzeko, giza operatzailearen presentzia ezinbestekoa baitzuten.

Jaquardek (1752-1834), XIX. mendearen hasieran, ehundegi automatiko bat asmatu zuen, eta makina kontrolatzeko programak txartel zulatuen bidez sartzen ziren. Jaquarden ehundegiak arrakasta handia eduki zuen eta ehungintzarako aurrerapen galanta izan zen.

Espezialista askorentzat konputagailuaren historia, Charles Babbaqe (1791-1871) XIX. mendeko matematikari eta asmatzaile ingelesarekin hasi zen. Egungo konputagailuen oinarriak Babbagek aurresan zituen. Bere garaiko logaritmo-taulak hobetzeko asmoz, 1822. urtean, kenketa-makina asmatu zuen.

Hamar urte geroago Babbagek beste ideia hobe bat izan zuen, alegia makina analitikoa. Augusta Ada Byron (1815-1852), Lord Byronen alaba matematikariak Babbagerekin lan egin zuen programazioaren funtsezko ideia horiek garatzen, eta horregatik historiaren lehenengo programatzailetzat hartua izan da. Kenketa-makina prozesu bakar baterako tresna bazen ere, Babbagek xede orokorragoko makina bat eraikitzea ere pentsatu zuen. Makina hori edozein problema matematiko egiteko gai izateaz aparte, aurreko emaitzetan oinarrituz, makina bera bere agindu-sekuentzia aldatzeko gai izatea izan zen Babbageren helburua. Beraz, makina automatikoa eta programagarria zen.

Babbagek, Jaquarden txartel zulatuen sistema hartu zuen problemaren datuak eta programaren aginduak makinaren barnean sartzeko. Tamalez, garai hartako teknologia eta gizartearen premiak Babbageren teoriak baino ahulagoak ziren eta makina hau ez zen bukatu. Babbageren ideiak erabat gauzatu ez baziren ere, bere ekarpena funtsezkoa izan zen eta gure konputagailuak makina analitikoaren antzeko eskema batean oinarritzen dira. Babbageren makina automatikoa zen, baina programa makinatik kanpo zeukan.

XIX. mendean, Iraultza Industrialaren ondorioz, informazio-pila handiak tratatu beharra sortzen da. Amerikako Estatu Batuetako 1880. urteko erroldako datuak batu ondoren zazpi urte eta erdi behar izan ziren datuak eskuz tratatzeko. Biztanleriaren hazkundea zela medio, errolda analizatzeko orduko bideak desegokiak zirela konturatu ziren Errolda Bulegoan. 1879. urtean, Herman Hollerithek (1860-1929) asmatutako sistemak txartel zulatuak erabiltzen zituen erroldarako. Baiezko erantzunak txartelean zulo batez errepresentatzea pentsatu zuen eta ezezkoak zulorik gabe. Honela sortu zen informazioaren kodeketa bitarra. Txartel zulatuetan, sexua, arraza, adina, etab., zuloen bidez gordetzen ziren. Hollerithen makinak 50-80 txartel zulatu irakurtzen zituen minutuko, eta zirkuitu elektrikoen bidez, kontagailu bat pizten zuen. Hollerithen sistemaren laguntzarekin 1890. urteko errolda (80 urtekoan baino 10 milioi biztanle gehiago zituena) bi urte eta erdian bete zen. Hollerithek enpresa bat eraiki zuen makina hauek saltzeko. Urteak aurrera joan ziren eta enpresa hau beste batzuekin elkartu zen eta elkarte horretatik IBM enpresa jaio zen.

Kalkulagailu mekanikoen garapena

Ezkerrean, abako txinatarra; eskuinean, Pascalen kalkulagailua

Makina elektronikoak

1937. urtean, Howard Aiken, Harvard Unibertsitateko irakaslea, kalkulagailu guztiz automatikoa diseinatzen hasi zen IBMren laguntzarekin. Zazpi urte beranduago, Babbageren ideietan oinarrituz, MARK I kalkulagailua, historiako lehen kalkulu-makina elektronikoa bukatu zuen.

MARK I konplexua eta tamaina handikoa zen (16 m-ko luzera eta 2 m-ko altuera). Taulak kontsultatzeko eta oinarrizko eragiketa matematikoak egiteko gai zen. Sistema hamartarra erabiltzen zuen oinarri gisa eta 23 digituko zenbakiak erabiltzeko gauza zen. Elementu elektromekanikoz osatuta zegoenez oso geldia zen: bi zenbaki batzeko 0,2 segundo behar zuen eta 8 digituko hiru zenbakiren biderketa egiteko segundo bat.

MARK I kalkulagailu elektronikoa

Etengailuen ordez huts-balbulak erabiltzeak, ENIAC izeneko lehen kalkulagailu guztiz elektronikoa, ekarri zuen. MARK I baino bi urte geroago bukatu zen eta bere eraikuntzak aurrerapen handia suposatu zuen teknologiaren aldetik. ENIACek, eragiketa guztiak, sarrera-irteerakoak izan ezik, 17.000 huts-balbulez osatutako zirkuitu elektronikoen bidez egiten zituen. 1.600 m2 okupatuz, 30 tonako pisua zuen eta energia elektriko asko kontsumitzen zuen. ENIACen emaitzak itzelak izan ziren, MARK I makina baino askoz ere azkarragoa baitzen: MARK I makinaren astebeteko lana, ENIAC konputagailuak ordubetean burutzen zuen.

ENIACen programazioa ehunka larak entxufatuz eta etengailu batzuk aktibatuz egiten zen. Problema edo lan bakoitzak zirkuituaren konfigurazio berezia behar zuen eta problema berriak programatzeak barne-zirkuituen konfigurazioaren aldaketa eskatzen zuen; lan guzti hau geldia eta astuna gertatzen zen eta horregatik ezin da makina programagarritzat hartu.

1945. urtean Von Neumannek, konputagailuen diseinuari buruzko bere teoriak aurkeztu zituen. Von Neumannen kontzeptu adierazgarriena, programa ere memoria barnean gordetzea izan zen. Von Neumannek agindu-sail bat kableatzea eta kontrol zentral baten menpean exekutatzea proposatu zuen. Horrez gainera, eragiketak kontrolatu behar zituen eragiketa-kodeak gordetzea proposatu zuen. Horrela, Von Neumannen makinak ez zuen zirkuituen konfigurazioaren aldaketarik behar programa berri bakoitzarentzat eta aginduak datuak bezain laster prozesa zitzakeen. Posibilitate honek ematen dio Von Neumannen makinari bere unibertsaltasuna. Ordutik hona konputagailuen teknologia ikaragarri hobetu bada ere, konputagailu gehienek oraindik erabiltzen dute Von Neumannen arkitektura.

Von Neumann bere ideietan oinarrituriko makina bat eraikitzen hasi zen EDVAC proiektuan, baina, problema teknikoak izan zirela medio, EDVAC ez zen lehenengo konputagailua izan, Ingalaterran garaturiko EDSAC proiektuak 1949.ean lehenengo konputagailua lortu baitzuen. EDSACek konputagailuen lehenengo belaunaldiari hasiera ematen dio. Eraikitako lehen konputagailu komertziala 1951.ean plazaratu zen. UNIVAC I zuen izena eta Amerikako Estatu Batuetako Errolda Bulegoan instalatua izan zen. Bateratsu 50.eko hamarkadan, IBMren 600 eta 700 serieak ere aurkeztu ziren.

Lehenengo konputagailu elektromekanikoak

Konputagailuen belaunaldiak

Konputagailuen hardwareari erreparatuz, urteetan zehar izan diren asmakizun eta hobekuntza teknologikoak direla medio, hainbat konputagailu-belaunaldi definitu dira.

Lehenengo belaunaldia 1946. urtean hasi eta 1958ra arte luzatu zen. Aro mekanikoa eta elektromekanikoa hartzen ditu bere baitan, eta ENIAC eta UNIVAC konputagailuak har daitezke belaunaldi honen eredu gisa. Belaunaldi honetako konputagailuen ezaugarri nagusia da zirkuituetarako huts-balbulak eta memoriarako danbor magnetikoa erabiltzea.

Bigarren belaunaldia 1958. urtean hasi zen eta 1964. urtera arte iraun zuen. Ordurako transistorea asmatuta zegoen, eta huts-balbulen ordez erabiltzen da konputagailuen eraikuntzan. Abantaila handia ekarri zuen aldaketa horrek, transistorea txikiagoa eta merkeagoa zelako, kantitate handitan egin zitekeelako eta energia elektriko gutxiago kontsumitzen zuelako. Ondorioz, konputagailu txikiagoak, merkeagoak, ahaltsuagoak eta azkarragoak lortu ziren. Honela hasi zen serieko produkzioa, eta konputagailuen erabilera gero eta arlo gehiagotara zabaldu zen. Oso garrantzi handia izan zuen programatzeko mihiztadura-lengoaien sorrerak, programazioa erraztu baitzuen. Bestalde, memoriarako ferritazko nukleoak erabiltzen ziren.

1964. urtean, IBM 360ren agerpenarekin, hirugarren belaunaldia hasi zen. Ikusi zen transistore bakunak elkarren artean konektatzen ibiltzea baino interesgarriagoa zela silizio edo germaniozko pastilla bakar batean denak batera fabrikatzea, eta horrela sortu ziren zirkuitu integratuak edo txipak. Hirugarren belaunaldiko konputagailuak aurrekoak baino txikiagoak, azkarragoak eta fidagarritasun handiagokoak dira. Multiprogramazioa eta teleprozesua agertzen dira, eta mikrokonputagailuak gestioaren munduaz jabetzen dira. Gainera, goi-mailako programazio-lengoaiak sortzen dira, eta programazio-lana ikaragarri errazten dute.

70eko hamarkadaren hasieran jaioko litzateke laugarren belaunaldia batzuen ustez, baina informatikako beste profesional batzuek ez dute hori onartzen, eta hirugarren belaunaldiaren aldaketa bat besterik ez dela pentsatzen dute. IBM 370 eta Burroughs 700 konputagailuak har ditzakegu laugarren belaunaldiko eredu gisa. Ezaugarriak hauek dira: ferritazko nukleoaren ordez, memoria elektronikoa erabiltzen da, goi-mailako lengoaia berri asko ateratzen dira, eta sistema eragile gero eta ahalmentsuagoak dituzte konputagailuek.

Integrazio-teknikak izugarri aurreratu ziren, eta, horri esker, 1970ean lehen mikroprozesadorearen komertzializazioa lortu zen. Gaur egun mikrokonputagailuek duten mikroprozesadore edo zirkuitu integratua da mikrokonputagailuen ezaugarri eta atal nagusia. Mikrokonputagailuak merkeak, kontsumo txikikoak eta kalkulu-abiadura handikoak dira, eta orain hamabost urte pentsa ezin zitekeen moduan hedatu dira.

1980ko hamarkadan, tamaina eta prezio txikiagoei esker, prozesadoreak hasi ziren erabiltzen hainbat etxetresnatan, arropa-garbigailuetan esaterako, kontrol mekaniko sinpleak ordezteko. Aldi berean, konputagailuen erabilera pertsonalerako bidea hasi zen jorratzen konputagailu pertsonalen bidez.

1990eko hamarkadatik, Interneten zabalkuntza orokorrarekin batera, ikaragarri zabaldu da konputagailu pertsonalen erabilera. Telebista eta telefonoa bezain arruntak bihurtzen ari dira etxeetan, eta ia gailu elektroniko guztiek nolabaiteko konputagailu bat daukate barruan.

Azken hamarkadan, nabarmena da gero eta konputagailu gehiago aurkitu ditzakegula gure inguruan. Konputagailuen nonahikotasuna, ubikuotasuna, aipatzen da horrelakoetan. Konputagailu horietako bakoitza helburu espezifiko baterako egokituta egoten da, baina, konputagailu horiek guztiak beren artean komunikatuta egoten direnez sare lokal baten bitartez edo Interneten bitartez, koordinatuta lan egin dezakete, eta horrela atea zabaltzen zaio ingurune-adimen deritzon kontzeptu berriari.

Esan dezakegu bosgarren belaunaldia oraindik garapen-fasean dagoela. Etorkizunari begira, badira zenbait ikerketa teknologia berriak garatzen dituztenak. Ikerketa horien helburuak hauek izaten dira: informazioa modu azkarragoen bidez tratatzea, tamaina txikiagoko gailuak lortzea eta eredu berriak bilatzea problema konplexuen konputazioa errazteko. Ikerketa aipagarrienak hauek dira:

• Konputagailu kuantikoa. Transistoreak erabili ordez, mekanika kuantikoko fenomenoak (superposizioa eta entanglement) erabili nahi dituzte informazioa errepresentatzeko eta eragiketak egiteko. Bitak erabili ordez, qubitak erabili nahi dira (quantum binary digit).

• DNA bidezko konputazioa. Konputazio-eredu berri honetan, azido desoxirribonukleikoa, biokimika eta biologia molekularra erabiltzen dira silizio-teknologiaren ordez.

• Konputagailu optikoa. Elektrizitatearen ordez, argia erabili nahi dute konputagailu optikoek datuak manipulatu, errepresentatu eta transmititzeko, horrela kontsumo txikiagoa eta ahalmen handiagoa lortuko direlakoan.

Konputagailuen garapeneko belaunaldiak

Konputagailu-motak

Tamainaren, prozesadorearen eta aplikazioaren arabera, konputagailu-mota hauek azaltzen zaizkigu gure eguneroko bizitzan:

• Konputagailu pertsonala (PC): tamaina txikiko ordenagailua da, dituen ezaugarriak kontuan hartuta, erabiltzaile bakarrarentzat pentsatua, hau da, une oro lanean pertsona bakarra onartzen duena. Etxeetan edo bulegoetan egoten direnak ordenagailu pertsonalak dira. Mahai gaineko ordenagailu ere esaten zaie. Lantoki gehienetan, sare lokal baten bidez, hainbat PC konektatuta egoten dira.

• Konputagailu eramangarria (laptop): pisu eta tamainarengatik pertsona batek berekin erraz eraman dezakeen konputagailu pertsonala.

• Zerbitzari edo ostalaria: sare batera konektatuta dagoen eta beste ordenagailu bat edo batzuk zerbitzuz eta informazioz hornitzen dituen ordenagailua. Era askotako ostalariak daude: gainerako terminalak hornitzen dituen ordenagailu nagusia, bezeroak hornitzen dituen zerbitzaria, periferikoak hornitzen dituen ordenagailu pertsonala eta abar. Bereziki, webgune baten edo gehiagoren orriak eskaintzen dituenari esaten zaio.

• Konputagailu txertatua: helburu oso zehatza betetzen duen konputagailua. Konputagailu txertatuen elementu osagarrien konfigurazioa minimoa izaten da.

• PDA (palmtop): laguntzaile digital pertsonala (personal digital assistant, ingelesez) deitua. Eskuan erabiltzeko konputagailu txikia da. Gehienetan, telefono mugikorra, web-nabigatzailea, multimedia-ikuskatzailea eta ukipen-pantaila ere integratzen ditu.

PDA (laguntzaile digital pertsonala)

• Konputagailu nagusia (mainframe): enpresetan aplikazio bereziak edo handiak exekutatzeko erabiliak. Sare lokal bat osatzen duten gainerako ordenagailuak eta periferikoak ordenagailu nagusira konektatzen dira, eta, horien bidez, erabiltzaileak ordenagailu nagusiko informazioa erabil eta manipula dezake. Sistema eragile bat baino gehiago onartzen dute, eta abiadura handikoak dira. Memoriaren araberako tamaina izaten dute, eta handienek hainbat gigabyteko memoria nagusia eta hainbat terabyteko disko-memoria dituzte. Dezente azkarragoak izan ohi diren beste unitate batzuen esku uzten ditu ordenagailu nagusiak tarteko zenbait lan edo lan espezializatuak.

• Superkonputagailuak: oso kalkulu handiak eta konplexuak egin ahal izateko eraikitzen dira. Kriptografian, simulazioan eta grafikoen tratamenduan erabiltzen dira batez ere. Gehienetan, prozesadore ugari (ehunka edo milaka) makina “bakar” batean integratzen dira, denak elkarrekin lan egin dezaten (multiprozesadoreak, terminal-taldea).