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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