Es cada vez más
frecuente encontrar especiales donde es necesario utilizar equipos de
cómputo de bajo consumo energético, gran densidad de componentes,
dimensiones reducidas o ultra-reducidas y sistemas de almacenamiento
basados en electrónica pura en lugar de discos rotatorios. Dichos
sistemas además, con capacidades de comunicación en red habituales
como WIFI, Ethernet o Bluetooth.
Estos tipos de
sistemas son ideales para ámbitos como escuelas, en los cuales se
necesita disponer de la base de equipos para satisfacer la demanda de
un gran número de profesores o estudiantes que acceden a los
servicios de información, laboratorios diversos o Internet. También
son aplicables en empresas que implementan sistemas de control,
interfaces con líneas de ensamblaje, servidores de contenidos de
alta eficiencia o servidores descentralizados que apoyan recursos
como DNS, sistemas de autenticación LDAP, portales web, descargas de
archivos para usuarios y clientes, etc.
En la primera de
tres partes compartiremos una solución de computadora tamaño
"tarjeta de crédito" que consume 4 watts de potencia y
ostenta una elevada densidad de componentes, lo que la vuelve una
alternativa viable para el aprendizaje de computación (no de suites
de oficina y uso de Internet solamente, sino de tecnología de
cómputo, programación en diferentes niveles y aplicaciones
especiales), para emplearla como herramienta personal o para
procesamiento de información e instalación de diversos tipos de
servidores. Este sistema también puede interactuar con componentes
electrónicos externos como robots, sensores, motores o todo tipo de
instrumentos.
Dicho equipo se
conoce como Raspberry Pi y ahora se encuentra en la tercera
generación del hardware, luego de un evolución altamente veloz y
sostenida. Este es el objetivo de un proyecto que inició en 2006 en
el Reino Unido, dedicado a crear una computadora didáctica que
sirviera para enseñar computación, los fundamentos de informática
y la programación de aplicaciones.
En virtud de que en
la Unión Europea existe una mayor cantidad de alternativas para la
informática que únicamente la tecnología derivada de Windows como
ocurre en nuestro país, en el Reino Unido se enfocaron en brindar a
los estudiantes de niveles preparatoria y secundaria los fundamentos
de tecnológicos de la computación y desarrollo de aplicaciones
desde un punto de vista generalista y abierto. Por ejemplo, en lugar
de enseñar Excel en particular, imparten cursos de manejo general de
Hojas de Cálculo. A partir de ahí los alumnos que lo requieran
pueden aprender fácilmente los comandos de otras aplicaciones
equivalentes como Calc, Gnumeric, Quattro Pro y otras. En la
práctica, los egresados pueden ofrecer nuevas soluciones para las
organizaciones en lugar reproductores de esquemas comerciales.
Raspberry Pi
incluyen en su instalación básica aplicaciones abiertas de oficina
como las mencionadas, además de varios lenguajes de programación
como Python, C y Java. Cuenta con diversas aplicaciones didácticas
para todos los niveles, desde la educación básica hasta
universitaria. Se puede emplear para capacitar operadores y
desarrolladores de software por ejemplo, o al personal de trabajo en
oficinas puesto que tiene todos los programas habituales para ello
(lectores de correo, navegadores de Internet, editores de texto,
presentaciones, hoja de cálculo, bases de datos, reproductor
multimedia, etc.) Además se pueden impartir cursos de programación
de sensores, interfaces de control y muchos más.
De hecho, la
Raspberry Pi es un pequeño servidor basado en Linux que también
puede emplearse para desarrollo de proyectos en programación, Web,
sistemas móviles, equipos electrónicos, seguridad comunicaciones y
bases de datos. El sistema puede emplearse como un server reducido
(con la tecnología actual que tiene equivale aproximadamente a lo
que era en su momento un Pentium IV) y soporta la totalidad de
paquetes (más de 4000) que están disponibles para descarga gratuita
en el sistema operativo Raspbian, más otros disponibles en diversos
sistemas operativos que se le pueden instalar como Ubuntu Mate,
LibreElec y Windows IOT.
Raspbian es una
versión de Linux Debian compilada específicamente para la
arquitectura de la Raspberry y que se puede instalar defecto en el
sistema. Usa el repositorio completo de aplicaciones en ámbitos
como: comunicaciones, seguridad, bases de datos, editores, lenguajes
de programación, servidores para Internet, etc. Sin embargo como se
ha dicho, están disponibles otras distribuciones como las basadas en
Ubuntu, Slackware, Windows. Por ejemplo, se puede usar LibreElec para
convertir la Raspberry Pi en un centro de medios y reproducir
películas, música, fotografías como en un entorno doméstico, y
muchas más.
Para el ambientes
académicos, se puede generar un sistema para laboratorios de
prácticas llamado PINET, en el cual se tienen las cuentas y claves
de participantes o alumnos en un servidor, desde el cual se pueden
descargar los ejercicios, proyectos y tareas a elaborar con la
Raspberry. Aunque este sistema está pensado para educación de nivel
medio superior, se puede configurar sin problemas para entornos de
nivel universitario diversos campos como la ingeniería mecatrónica,
el control, ingeniería industrial, comunicaciones, programación y
muchos más. PINET permite hacer registro y seguimiento de los
avances de cada estudiante, así como tener una imagen maestra del
sistema operativo a partir de la cual todos los equipos se
inicializan para trabajar en laboratorio. Esta funcionalidad puede
luego exportarse a un laboratorio de cómputo de trabajo, además de
mantener el acceso a Internet y facilitar que los estudiantes guarden
sus trabajos por medio de carpetas en Gdrive, DropBox y otros
sistemas de nube.
Ventajas de
Raspberry Pi
- Es un equipo de bajo costo que solamente requiere la conexión de un monitor HDMI, teclado y mouse USB.
- Consumo de 4 watts de potencia, muy por debajo inclusive de terminales gráficas y a un costo varias veces menor.
- Software gratuito precargado con aplicaciones educativas para programación básica y avanzada, lectores de PDF, reproductor de música/video, suite abierta de oficina, acceso a Internet, editores de imágenes, comunicaciones, bases de datos, servidores de Internet.
- Licencia de Wolfram Mathematica para aplicaciones en todos los campos de administración, ciencias e ingeniería (costo comercial mayor a USD $ 1000.00 para instituciones y USD $ 140.00 para estudiantes, pero incluido de forma gratuita en el sistema Raspbian).
- Interfaz gráfica y consola de administración vía texto, a elegir según las tareas a desarrollar dentro del sistema. Capacidad de tener escritorios remotos. El equipo se puede configurar para tener varias cuentas de usuario y además se puede vincular a un sistema LDAP de la institución para autenticar desde un registro central.
Características
técnicas del equipo Raspberry Pi 3
- Procesador 1.2 GHz 64-bit Quad-Core ARM v8.
- Tarjeta de Red inalámbrica 802.11.
- Bluetooth 4.1
- 4 puertos de USB 2.0
- Puerto HDMI
- Puerto Ethernet a 10/100 Mbps (RJ45.
- Conector de A/V 3.5mm
- Conector para cámara externa.
- Conector para pantalla.
- Ranura para tarjeta micro SD de 32, 64 o 128 GB. Viene con una tarjeta de 32 GB que funciona como sistema de archivos.
- VideoCore IV 3D núcleo de gráfico.
- Conector GPIO de 40 pines para aplicaciones en mecatrónica, electrónica, ingeniería eléctrica y control, robótica, domótica y todo tipo de sensores o actuadores externos.
- Las librerías de los lenguajes de programación que están integrados y están preconfiguradas para interactuar con los puertos del sistema de una forma muy simple desde programación.
Sin lugar a dudas,
esta es una alternativa poderosa de los sistemas de bajo costo y alta
densidad computacional. En siguientes artículos abordaremos otras
soluciones similares en el mundo del software y hardware
propietarios.
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