CZWARTA GENERACJA KOMPUTERÓW: HISTORIA, CHARAKTERYSTYKA, SPRZĘT, OPROGRAMOWANIE - TECHNOLOGIA - 2025

Czwartej generacji komputerów odnosi się do typu komputerów, które były wykorzystywane podczas fazy, która rozpoczęła się w roku 1972. Faza ta została oparta na technologii informacyjnej mikroprocesora.

Ta generacja komputerów to ta, która działa do dziś. Można powiedzieć, że komputery, które można zobaczyć dookoła, to komputery czwartej generacji.

IBM PC 5150 Źródło: CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=51833

Pierwsze osiągnięcia w technologii komputerowej były oparte na rewolucyjnych osiągnięciach technologicznych, gdzie siłą napędową były wynalazki i nowe technologie. To pokolenie jest prawdopodobnie lepiej postrzegane jako ewolucyjne niż rewolucyjne.

Zatem czwarta generacja komputerów była wielkim rozszerzeniem lub ulepszeniem trzeciej generacji komputerów.

Narodziny mikroprocesora nastąpiły w tym samym czasie, co narodziny mikrokomputera. Ta generacja została również dostosowana do zgodności z prawem Moore'a, które przewidywało wykładniczy wzrost tranzystorów w mikroczipach począwszy od 1965 roku.

Znaczenie

Mikroprocesory najpierw wykorzystywały technologię integracji na dużą skalę, a później technologię integracji na bardzo dużą skalę, aby ostatecznie zamknąć miliony tranzystorów w jednym chipie.

Technologia mikroprocesorowa jest obecnie stosowana we wszystkich nowoczesnych komputerach. Wióry jako takie można wytwarzać tanio i w dużych ilościach.

Ta generacja komputerów rozwinęła się bardzo szybko, ponieważ były tak wszechstronne i łatwe w użyciu. Rola komputerów okazała się bardzo przydatna, zwłaszcza w przemyśle i technologii informacyjnej.

Nowy mikroprocesor był tak mocny jak komputer ENIAC z 1946 r. To, co wypełniało cały pokój w pierwszej generacji, mogło teraz zmieścić się w dłoni.

Komputery stacjonarne stały się powszechne. Komputery osobiste w biurach i domach to komputery czwartej generacji.

Pochodzenie i historia czwartego pokolenia

Wynalazek mikroprocesora zapoczątkował komputery czwartej generacji. Doprowadziło to do rozwoju mikrokomputerów lub komputerów osobistych.

Pierwszy mikroprocesor, nazwany Intel 4004, został opracowany przez amerykańską firmę Intel w 1971 roku.

Technologia Very Large Scale Integration (VLSI) sprawiła, że ​​rutynowo wytwarzano kompletny procesor lub pamięć główną z pojedynczym układem scalonym, masowo produkowaną po bardzo niskich kosztach.

Doprowadziło to do powstania nowych klas maszyn, takich jak komputery osobiste i wysokowydajne procesory równoległe zawierające tysiące procesorów.

Komputery osobiste

W 1981 roku IBM wybrał firmę Intel jako producenta mikroprocesora dla swojej nowej maszyny, IBM-PC. Tym mikroprocesorem był Intel 8086.

Ten komputer może wykonać 240 000 sum na sekundę. Chociaż był znacznie wolniejszy niż komputery z rodziny IBM 360, w dzisiejszych dolarach wynosił tylko 4000 USD. Taki stosunek ceny do wydajności spowodował boom na rynku mikrokomputerów.

W 1996 roku Intel Pentium Pro PC mógł działać 400 000 000 sum na sekundę. Było to około 210 000 razy szybciej niż ENIAC.

Graficzny interfejs użytkownika

Zasadniczo był to interfejs, w którym przeciętny użytkownik wchodził w interakcję z komputerem za pomocą wizualnych ikon, zamiast wpisywać polecenia w języku programowania.

To znacznie ułatwiło korzystanie z komputera i dlatego więcej osób mogło korzystać z technologii.

Oprogramowanie działające na tych komputerach było również dostępne za niewielką opłatą lub nawet bezpłatnie.

Charakterystyka komputerów czwartej generacji

- Zwiększone wykorzystanie komputera w porównaniu z poprzednią generacją.

- Nastąpił dramatyczny wzrost szybkości procesora.

- Klawiatura i monitor wideo stały się standardowymi urządzeniami. Mysz zaczęła odgrywać ważną rolę.

- Zmniejszył się rozmiar, koszt, zapotrzebowanie na energię i wytwarzanie ciepła w porównaniu z poprzednią generacją.

Miniaturyzacja

Komponent elektroniczny miniaturyzacji, zwany integracją na dużą skalę (LSI), został opracowany w celu umieszczenia coraz większej liczby obwodów w jednym chipie.

Bardzo duża integracja (VLSI) została później wprowadzona przy użyciu technologii mikroprocesorowej.

Wielozadaniowy

W przeciwieństwie do komputerów poprzedniej generacji mogą one przetwarzać wiele zadań, zapewniając dużą wszechstronność.

Komputery odtwarzają filmy, wyświetlają zdjęcia, odtwarzają muzykę, mogą służyć do surfowania po Internecie itp.

Ta wszechstronność oznacza, że ​​mają większą moc obliczeniową. Ta dodatkowa moc została stworzona dzięki zastosowaniu mikroprocesora.

Mikroprocesory mają tę moc, ponieważ zmniejszyły rozmiar tranzystorów i zwiększyły liczbę procesorów zawartych w obwodzie.

Przechowywanie

Jako pamięci podstawowe zastosowano półprzewodniki, takie jak RAM, ROM i pamięć podręczna. Zwiększona pamięć główna w postaci EPROM i SRAM.

Dyski magnetyczne, takie jak dyski twarde, dyskietki, dyski optyczne (CD, DVD) i pamięci flash, były używane jako pamięć dodatkowa.

Networking

Pojawiła się koncepcja sieci komputerowej. W miarę jak komputery stawały się coraz potężniejsze, były w stanie łączyć się ze sobą w sieci, co ostatecznie doprowadziło do rozwoju Internetu.

Opracowano zaawansowane i łatwe w obsłudze oprogramowanie do stron internetowych. Ponadto opracowano pocztę elektroniczną i komunikację mobilną.

Sprzęt komputerowy

Czwarta generacja przyniosła istotne postępy w dziedzinie makrokomputerów drugiej generacji, a także minikomputerów trzeciej generacji, dodając nową kategorię maszyn, którą był mikrokomputer lub komputer osobisty.

Z drugiej strony pamięci półprzewodnikowe zastąpiły pamięć rdzeni magnetycznych. Opracowano także mysz i urządzenia przenośne.

Dzięki zastosowaniu mikroprocesorów w komputerach ich działanie stało się znacznie szybsze, a także wydajne.

Mikroprocesor to układ scalony używany w komputerze do wykonywania wszystkich funkcji arytmetycznych lub logicznych wykonywanych przez dowolny program.

Integracja

To pokolenie poznało procesy tworzenia układów scalonych zawierających tysiące tranzystorów w jednym chipie.

W przypadku integracji na dużą skalę (LSI) można umieścić 1000 urządzeń na chip, aw przypadku integracji na bardzo dużą skalę (VLSI) 100 000 urządzeń na chip.

Dzięki mikroprocesorowi możliwe było umieszczenie jednostki centralnej (CPU) komputera na jednym chipie. W prostych systemach cały komputer może zmieścić się na jednym układzie: procesor, pamięć główna i kontrolery wejścia / wyjścia.

Układy przetwarzające są używane w procesorze, a układy pamięci są używane w pamięci RAM. Jednak udało się zaprojektować procesory z wbudowaną pamięcią lub pamięcią podręczną na jednym chipie.

Przetwarzanie równoległe

Zwiększono użycie procesorów równoległych. Maszyny te łączą kilka procesorów, aby równolegle wykonywać obliczenia, wykonując jednocześnie więcej niż jedną instrukcję.

Były wykorzystywane do obliczeń naukowych, a także do baz danych i serwerów plików.

oprogramowanie

Komputery te miały szybszy język programowania, dzięki czemu oprogramowanie aplikacyjne dla mikrokomputerów stało się popularne.

Komputery były używane do przetwarzania tekstu, obsługi arkuszy kalkulacyjnych i dostarczania grafiki.

System operacyjny

W 1974 roku Intel opracował 8-bitowy mikroprocesor o nazwie 8808. Gary Kildall napisał system operacyjny dla tego procesora, znany jako Program sterujący dla mikrokomputerów (CP / M).

Z drugiej strony IBM współpracował z Billem Gatesem, który kupił system operacyjny Computer Product, aby dystrybuować go z nowym komputerem IBM.

Oba były systemami operacyjnymi opartymi na wierszu poleceń, w których użytkownik mógł wchodzić w interakcję z komputerem za pomocą klawiatury.

Graficzny interfejs użytkownika

Steve Jobs uruchomił komputer Apple Macintosh w 1984 roku, z lepszym graficznym interfejsem użytkownika, wykorzystując koncepcję interfejsu Xerox Alto.

Po sukcesie Apple, Microsoft zintegrował wersję powłoki Windows z wersją systemu operacyjnego DOS z 1985 roku.

Windows był używany w ten sposób przez 10 lat, dopóki nie został wynaleziony na nowo z Windows 95. Był to kompletny system operacyjny ze wszystkimi narzędziami.

Języki czwartej generacji

W przeciwieństwie do języków trzeciej generacji, języki czwartej generacji nie są proceduralne, ale używają stylu deklaratywnego.

Styl deklaratywny zapewnia matematyczną specyfikację tego, co należy obliczyć, pozostawiając kompilatorowi wiele szczegółów dotyczących tego, jak należy wykonać obliczenia.

Dlatego duży program utworzony w języku trzeciej generacji można zastąpić pojedynczą deklaracją z językiem czwartej generacji.

Wynalazki i ich autorzy

Wynalezienie technologii LSI i technologii VLSI doprowadziło do czwartej generacji komputerów. Ponadto ta generacja obejmuje następujące zmiany:

- Graficzny interfejs użytkownika.

- Nowe systemy operacyjne.

- Różne urządzenia wejścia / wyjścia i dodatkowe urządzenia pamięci masowej.

- Sieci lokalne.

Mikroprocesor

Został opracowany w 1971 roku przez Teda Hoffa wraz z F. Fagginem i S. Mazorem. Opracowali mikroprocesor Intel 4004 dla Intel Corporation.

Ten mikroprocesor zawierał 2300 tranzystorów. Oznaczało to początek generacji komputerów, która rozciąga się do dnia dzisiejszego.

Altair 8800

Altair 8800, 1975.

Był to jeden z pierwszych mikrokomputerów. Został stworzony w 1975 roku przez firmę Micro Instrumentation Telemetry Systems (MITS).

Ed Roberts zaprojektował go przy użyciu procesora Intel 8080, który był pierwszym 16-bitowym mikroprocesorem. To był początkowy wpływ komputerów osobistych na świat.

Manzana

W 1976 roku Steve Wozniak opracował pierwszy komputer Apple (Apple I). To był mały komputer osobisty.

Steve Jobs pomógł mu sprzedać ten komputer, a później pomógł mu wyprodukować Apple II. Wozniak i Jobs byli współzałożycielami Apple.

IBM PC

W 1981 r. Firma International Business Machine (IBM) przedstawiła pierwszy komputer domowy z procesorem 4004.

Microsoft

Paul Allen i Bill Gates, założyciele firmy Microsoft, rozpoczęli pracę nad napisaniem języka BASIC dla ALTAIR 8800.

Następnie system operacyjny DOS przyniósł firmie wielki sukces. W 1985 roku wydali Windows 1.0, 16-bitowe graficzne środowisko operacyjne.

W 1986 roku uruchomili edytor tekstu, bazę danych i program do obsługi arkuszy kalkulacyjnych o nazwie Microsoft Works.

Polecane komputery

Obejmuje minikomputery z lat 70-tych, takie jak PDP-11/03 i PDP-11/34, komputery osobiste z późnych lat 70-tych i wczesnych 80-tych oraz makrokomputery wykorzystujące mikroprocesory, takie jak seria z firmy IBM.

Xerox Alto

W 1973 roku został uruchomiony komputer Xerox Alto firmy PARC. Był to prawdziwy komputer osobisty, wyposażony w port Ethernet, mysz, a także pierwszy w swoim rodzaju graficzny interfejs użytkownika z mapami bitowymi. Działał na 16-bitowym chipie firmy Texas Instruments.

Mikrokomputery Apple

Wozniak i Jobs opracowali Apple II, który był jednym z pierwszych masowo produkowanych, odnoszących sukcesy mikrokomputerów domowych.

Był to pierwszy z serii Apple II. Łącznie sprzedano pięć milionów. Działa z ROMem i Integer BASIC. Woźniak opracował Disk II w 1978 roku, stację dyskietek do przechowywania.

Komputer Apple II zachęcił firmy do częstszego korzystania z komputerów, ponieważ mógł uruchamiać oprogramowanie, takie jak arkusz kalkulacyjny VisiCalc.

Firma Apple wprowadziła komputer Macintosh w 1984 r., Oparty na mikroprocesorze Motorola 68000. Początkowo nie odniósł on sukcesu komercyjnego, ale ostatecznie się udało.

Wiele innych modeli komputerów Apple zostało wyprodukowanych w czwartej generacji komputerów. Niektórym się udało, a innym nie.

IBM PC

W 1981 roku IBM wypuścił komputer osobisty. Stał się najlepiej sprzedającym się komputerem i nadal jest sprzedawany. Był to komputer z systemem Windows.

Architektura komputera IBM PC stała się de facto standardem na rynku, który inni producenci komputerów PC starali się naśladować.

Zalety i wady

Korzyść

Najbardziej znaczące postępy w rozwoju komputerów nastąpiły podczas przechodzenia z trzeciej do czwartej generacji.

Największą korzyścią jest to, że większość populacji może mieć w domu co najmniej jeden komputer dzięki jego przystępnej cenie i odpowiedniej wielkości.

- Są to wysoce niezawodne komputery, małe i mocniejsze. Wymagają znacznie mniej konserwacji niż poprzednie generacje.

- Mają moc szybkiego przetwarzania przy mniejszym zużyciu energii. Ponadto są najtańsze ze wszystkich pokoleń.

- Posiadają wewnętrzny wentylator odprowadzający ciepło i tym samym utrzymujący odpowiednią temperaturę. Do ich normalnego działania nie jest już wymagana klimatyzacja.

- Zapewniają łatwe w obsłudze środowisko podczas pracy z nimi, dzięki opracowaniu graficznego interfejsu użytkownika oraz interaktywnych urządzeń wejściowych i wyjściowych.

- To są komputery ogólnego przeznaczenia. Mogą być używane do prawie wszystkiego. Jego produkcja jest całkowicie komercyjna.

- Można używać wszystkich typów języków wysokiego poziomu.

Niedogodności

Aby móc wyprodukować mikroprocesory, wymagana jest najnowsza technologia. Ogranicza to projektowanie i produkcję do bardzo niewielu firm (Intel, AMD itp.), Co sprawia, że ​​wszyscy są od nich zależni.

Projekt i produkcja mikroprocesora jest bardzo złożona. Do produkcji wymagana jest kosztowna konfiguracja i wysoko wykwalifikowany personel.

Z drugiej strony system sieciowy jest podatny na atak na dużą skalę, pozostawiając również możliwość ataku wirusa w całym systemie, narażając wszystkich na ataki.

Bibliografia

1. Benjamin Musungu (2018). Generacje komputerów od 1940 do chwili obecnej. Kenyaplex. Zaczerpnięte z: kenyaplex.com.
2. Encyklopedia (2019. Generations, Computers. Pobrano z: encyclopedia.com.
3. Wikieducator (2019). Historia rozwoju komputerów i generacji komputerów. Zaczerpnięte z: wikieducator.org.
4. Prerana Jain (2018). Generacje komputerów. Dołącz pomoc. Zaczerpnięte z: includehelp.com.
5. Kullabs (2019). Generacja komputera i ich funkcje. Zaczerpnięte z: kullabs.com.
6. Byte-Notes (2019). Pięć generacji komputerów. Zaczerpnięte z: byte-notes.com.
7. Alfred Amuno (2019). Historia komputerów: Klasyfikacja generacji komputerów. Turbo Future. Zaczerpnięte z: turbofuture.com.
8. Stephen Noe (2019). 5 generacji komputera. Stella Maris College. Zaczerpnięte z: stellamariscollege.org.
9. Weebly (2019). Historia komputera. Zaczerpnięte z: weebly.com.