ЧЕТВЕРТОЕ ПОКОЛЕНИЕ КОМПЬЮТЕРОВ: ИСТОРИЯ, ХАРАКТЕРИСТИКИ, АППАРАТНОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ - ТЕХНОЛОГИЯ - 2024

Четвертое поколение компьютеров относится к типу компьютеров , которые были использованы во время фазы , которая началась в 1972 г. Эта фаза была основана на информационной технологии микропроцессора.

Это поколение компьютеров работает и сегодня. Можно сказать, что компьютеры, которые можно увидеть вокруг, - это компьютеры четвертого поколения.

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

Первые разработки в области компьютерных технологий были основаны на революционных технологических достижениях, движущей силой которых были изобретения и новые технологии. Это поколение, вероятно, лучше рассматривать как эволюционное, чем революционное.

Таким образом, четвертое поколение компьютеров было большим продолжением или улучшением третьего поколения компьютеров.

Рождение микропроцессора произошло одновременно с рождением микрокомпьютера. Это поколение также соответствовало закону Мура, который предсказал экспоненциальный рост транзисторов в микрочипах, начиная с 1965 года.

значение

Микропроцессоры сначала использовали технологию крупномасштабной интеграции, а затем технологию очень крупномасштабной интеграции, чтобы в конечном итоге заключить миллионы транзисторов на одном кристалле.

Микропроцессорная техника теперь присутствует во всех современных компьютерах. Чипы как таковые можно производить дешево и в больших количествах.

Это поколение компьютеров развивалось очень быстро, потому что они были очень универсальными и простыми в использовании. Роль компьютеров была очень полезной, особенно в области промышленности и информационных технологий.

Новый микропроцессор был таким же мощным, как компьютер ENIAC 1946 г. То, что в первом поколении занимало целую комнату, теперь могло уместиться в вашей ладони.

Настольные компьютеры стали обычным явлением. Персональные компьютеры, которые можно увидеть в офисах и домах, относятся к четвертому поколению компьютеров.

Происхождение и история четвертого поколения

Изобретение микропроцессорной микросхемы привело к появлению компьютеров четвертого поколения. Это привело к развитию микрокомпьютеров или персональных компьютеров.

Первый микропроцессор, получивший название Intel 4004, был разработан американской компанией Intel в 1971 году.

Технология очень крупномасштабной интеграции (СБИС) сделала обычным производство полного ЦП или основной памяти с одной интегральной схемой, массовое производство по очень низкой цене.

Это привело к появлению новых классов машин, таких как персональные компьютеры и высокопроизводительные параллельные процессоры, содержащие тысячи процессоров.

Персональные компьютеры

В 1981 году IBM выбрала Intel в качестве производителя микропроцессора для своей новой машины IBM-PC. Это был микропроцессор Intel 8086.

Этот компьютер мог выполнять 240 000 сумм в секунду. Хотя он был намного медленнее компьютеров семейства IBM 360, в сегодняшних ценах он стоил всего 4000 долларов. Такое соотношение цены и качества вызвало бум на рынке микрокомпьютеров.

В 1996 году ПК Intel Pentium Pro мог обрабатывать 400000000 сумов в секунду. Это было примерно в 210 000 раз быстрее, чем ENIAC.

Графический пользовательский интерфейс

По сути, это был интерфейс, в котором средний пользователь взаимодействовал с компьютером, используя визуальные значки, вместо того, чтобы вводить команды на языке программирования.

Это сделало использование компьютера намного проще, и, следовательно, больше людей смогли использовать эту технологию.

Программное обеспечение, работающее на этих компьютерах, также было доступно за небольшую плату или даже бесплатно.

Характеристики компьютеров четвертого поколения

- Увеличенное использование компьютера по сравнению с предыдущим поколением.

- Резко увеличилась скорость процессора.

- Клавиатура и видеомонитор стали стандартными устройствами. Мышь стала играть важную роль.

- Размер, стоимость, потребность в энергии и выработка тепла уменьшились по сравнению с предыдущим поколением.

миниатюризация

Электронный компонент с миниатюризацией, получивший название Large Scale Integration (LSI), был разработан для размещения все большего количества схем на одном кристалле.

Позднее была представлена ​​очень крупномасштабная интеграция (СБИС) с использованием микропроцессорной технологии.

Многозадачность

В отличие от компьютеров предыдущего поколения, они могут обрабатывать несколько задач, обеспечивая большую универсальность.

Компьютеры воспроизводят видео, отображают изображения, воспроизводят музыку, могут использоваться для серфинга в Интернете и т. Д.

Эта универсальность означает, что они обладают большей вычислительной мощностью. Эта дополнительная мощность была создана с помощью микропроцессора.

Микропроцессоры обладают такой мощностью, потому что они уменьшили размер транзисторов и увеличили количество процессоров, включенных в схему.

Место хранения

Полупроводники, такие как RAM, ROM и кэш-память, использовались в качестве первичной памяти. Основная память увеличена в виде EPROM и SRAM.

Магнитные диски, такие как жесткие диски, гибкие диски, оптические диски (CD, DVD) и флэш-память, использовались в качестве вторичной памяти.

сетей

Возникла концепция компьютерной сети. По мере того, как компьютеры становились более мощными, они могли соединяться друг с другом в сети, что в конечном итоге привело к развитию Интернета.

Было разработано передовое и простое в использовании программное обеспечение для веб-страниц. Кроме того, были развиты электронная почта и мобильная связь.

аппаратные средства

Четвертое поколение принесло важные достижения в области макрокомпьютеров второго поколения, а также миникомпьютеров третьего поколения, добавив новую категорию машин, которыми были микрокомпьютеры или персональные компьютеры.

С другой стороны, полупроводниковая память заменила память магнитного сердечника. Также были разработаны мышь и портативные устройства.

С использованием микропроцессоров в компьютерах их производительность стала намного быстрее, а также эффективнее.

Микропроцессор - это микросхема, используемая в компьютере для выполнения всех арифметических или логических функций, выполняемых любой программой.

интеграция

Это поколение узнало о процессах создания интегральных схем, содержащих тысячи транзисторов на одном кристалле.

При крупномасштабной интеграции (LSI) 1000 устройств можно разместить на чипе, а при очень крупномасштабной интеграции (VLSI) можно разместить 100 000 устройств на каждом кристалле.

С микропроцессором можно было разместить центральный процессор (ЦП) компьютера на одном кристалле. В простых системах весь компьютер может уместиться на одной микросхеме: процессор, основная память и контроллеры ввода / вывода.

Микросхемы обработки используются для ЦП, а микросхемы памяти - для ОЗУ. Однако можно было разработать процессоры со встроенной памятью или кеш-памятью на одном кристалле.

Параллельная обработка

Увеличилось использование параллельных процессоров. Эти машины объединяют несколько процессоров для параллельного выполнения вычислений, выполняя более одной инструкции за раз.

Они использовались для научных расчетов, а также для баз данных и файловых серверов.

программное обеспечение

У этих компьютеров был более быстрый язык программирования, что сделало прикладное программное обеспечение для микрокомпьютеров популярным.

Компьютеры использовались для обработки текста, работы с электронными таблицами и доставки графики.

Операционные системы

В 1974 году Intel изобрела 8-битный микропроцессор под названием 8808. Гэри Килдалл написал операционную систему для этого процессора, известную как Control Program for Microcomputers (CP / M).

С другой стороны, IBM стала партнером Билла Гейтса, который купил операционную систему Computer Product, чтобы распространять ее вместе с новым компьютером IBM.

Обе были операционными системами на основе командной строки, в которых пользователь мог взаимодействовать с компьютером с помощью клавиатуры.

Графический пользовательский интерфейс

Стив Джобс выпустил компьютер Apple Macintosh в 1984 году с улучшенным графическим интерфейсом пользователя, используя идею интерфейса Xerox Alto.

После успеха Apple Microsoft интегрировала версию оболочки Windows в версию операционной системы DOS 1985 года.

Windows использовалась таким образом в течение 10 лет, пока не была изобретена заново с Windows 95. Это была полноценная операционная система со всеми утилитами.

Языки четвертого поколения

В отличие от языков третьего поколения, языки четвертого поколения не являются процедурными, а используют декларативный стиль.

Декларативный стиль предоставляет математическую спецификацию того, что должно быть вычислено, оставляя компилятору множество деталей о том, как должны выполняться вычисления.

Следовательно, большую программу, созданную на языке третьего поколения, можно заменить одним объявлением на языке четвертого поколения.

Изобретения и их авторы

Изобретение технологии LSI и технологии VLSI привело к появлению компьютеров четвертого поколения. Кроме того, в это поколение вошли следующие разработки:

- Графический интерфейс пользователя.

- Новые операционные системы.

- Различные устройства ввода / вывода и вторичные запоминающие устройства.

- Локальные сети.

Микропроцессор

Он был разработан в 1971 году Тедом Хоффом вместе с Ф. Фаггином и С. Мазором. Они разработали микропроцессор Intel 4004 для корпорации Intel.

Этот микропроцессор содержал 2300 транзисторов. Он положил начало поколению компьютеров, которое продолжается и по сей день.

Альтаир 8800

Альтаир 8800, 1975 г.

Это был один из первых микрокомпьютеров. Он был создан в 1975 году компанией Micro Instrumentation Telemetry Systems (MITS).

Эд Робертс разработал его с использованием процессора Intel 8080, который был первым 16-разрядным микропроцессором. Это было первоначальное влияние персональных компьютеров в мире.

Манзана

В 1976 году Стив Возняк разработал первый компьютер Apple (Apple I). Это был небольшой персональный компьютер.

Стив Джобс помог ему продать этот компьютер, а позже помог ему сделать Apple II. Возняк и Джобс были соучредителями Apple.

IBM PC

В 1981 году компания International Business Machine (IBM) представила этот первый домашний компьютер с процессором 4004.

Microsoft

Пол Аллен и Билл Гейтс, основатели Microsoft, начали работу над языком BASIC для ALTAIR 8800.

Впоследствии операционная система DOS принесла компании большой успех. В 1985 году они выпустили Windows 1.0, 16-битную графическую операционную среду.

В 1986 году они запустили программу обработки текстов, баз данных и электронных таблиц под названием Microsoft Works.

Рекомендуемые компьютеры

Сюда входят миникомпьютеры 1970-х годов, такие как PDP-11/03 и PDP-11/34, персональные компьютеры конца 1970-х и начала 1980-х годов, а также макрокомпьютеры, использующие микропроцессоры, такие как IBM z-series.

Xerox Alto

В 1973 году был выпущен компьютер Xerox Alto PARC. Это был настоящий персональный компьютер с портом Ethernet, мышью, а также графическим пользовательским интерфейсом с растровыми изображениями, первым в своем роде. Он работал на 16-битном чипе от Texas Instruments.

Микрокомпьютеры Apple

Возняк и Джобс разработали Apple II, который стал одним из первых массовых и успешных домашних микрокомпьютеров.

Он был первым в серии Apple II. Всего было продано пять миллионов. Он работал с ROM и Integer BASIC. Возняк разработал Disk II в 1978 году, дисковод для гибких дисков.

Компьютер Apple II привлекал компании к более широкому использованию компьютеров, поскольку на нем можно было запускать такое программное обеспечение, как электронная таблица VisiCalc.

Apple представила Macintosh в 1984 году на базе микропроцессора Motorola 68000. Первоначально он не имел коммерческого успеха, но в конечном итоге стал.

Многие другие модели компьютеров Apple были произведены в четвертом поколении компьютеров. Некоторые были успешными, а другие нет.

IBM PC

В 1981 году IBM выпустила персональный компьютер. Он стал самым продаваемым компьютером и продается по сей день. Это был ПК на базе Windows.

Архитектура IBM PC стала стандартом де-факто на рынке, которому другие производители ПК стремились подражать.

Преимущества и недостатки

преимущество

Наиболее значительные успехи в развитии компьютеров произошли при переходе от третьего поколения к четвертому.

Самым большим преимуществом является то, что большинство населения может иметь дома хотя бы один компьютер благодаря их доступности и достаточному размеру.

- Это высоконадежные компьютеры, небольшие по размеру и более мощные. Они требуют гораздо меньше обслуживания, чем предыдущие поколения.

- Они обладают мощностью быстрой обработки при меньшем потреблении энергии. К тому же они самые дешевые среди всех поколений.

- У них есть внутренний вентилятор для отвода тепла и, таким образом, для поддержания нужной температуры. Для нормальной работы им больше не требуется кондиционер.

- Они обеспечивают простую в использовании среду при работе с ними за счет разработки графического пользовательского интерфейса и интерактивных устройств ввода и вывода.

- Это компьютеры общего назначения. Их можно использовать практически для чего угодно. Его производство полностью коммерческое.

- Могут использоваться все типы языков высокого уровня.

Недостатки

Для производства микропроцессоров требуются новейшие технологии. Это ограничено разработкой и производством для очень небольшого числа компаний (Intel, AMD и т. Д.), Что делает всех зависимыми от них.

Конструкция и изготовление микропроцессора очень сложны. Для изготовления требуются дорогостоящая установка и высококвалифицированный персонал.

С другой стороны, сетевая система подвержена крупномасштабной атаке, что также оставляет возможность вирусной атаки по всей системе, делая всех уязвимыми.

Ссылки

1. Бенджамин Мусунгу (2018). Поколения компьютеров с 1940 г. по настоящее время. Kenyaplex. Взято с: kenyaplex.com.
2. Энциклопедия (2019. Поколения, компьютеры. Взято с: encyclopedia.com.
3. Wikieducator (2019). История развития компьютеров и поколения компьютеров. Взято с: wikieducator.org.
4. Прерана Джайн (2018). Поколения компьютеров. Включите справку. Взято с: includehelp.com.
5. Куллабы (2019). Поколение компьютеров и их особенности. Взято с: kullabs.com.
6. Байт-заметки (2019). Пять поколений компьютеров. Взято с: byte-notes.com.
7. Альфред Амуно (2019). История компьютеров: Классификация поколений компьютеров. Турбо будущее. Взято с сайта turbofuture.com.
8. Стивен Ноэ (2019). 5 поколение компьютеров. Колледж Стеллы Марис. Взято с: stellamariscollege.org.
9. Weebly (2019). Компьютерная история. Взято с сайта: weebly.com.