ŠTVRTÁ GENERÁCIA POČÍTAČOV: HISTÓRIA, VLASTNOSTI, HARDVÉR, SOFTVÉR - TECHNOLÓGIE - 2024

Štvrtá generácia počítačov sa odkazuje na typ počítačov, ktoré boli použité počas fázy, ktorá začala v roku 1972. V tejto fáze bolo založené na informačné technológie mikroprocesora.

Táto generácia počítačov je dnes ešte stále funkčná. Dá sa povedať, že počítače, ktoré možno vidieť, sú počítače štvrtej generácie.

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

Prvý vývoj v oblasti výpočtovej techniky bol založený na revolučných technologických pokrokoch, pri ktorých boli hnacou silou vynálezy a nové technológie. Táto generácia je pravdepodobne lepšie vnímaná ako evolučná ako revolučná.

Štvrtá generácia počítačov bola teda veľkým rozšírením alebo vylepšením tretej generácie počítačov.

Narodenie mikroprocesora nastalo súčasne s narodením mikropočítača. Táto generácia bola tiež v súlade s dodržiavaním Mooreovho zákona, ktorý predpovedal exponenciálny rast tranzistorov v mikročipoch začiatkom roku 1965.

dôležitosť

Mikroprocesory najprv použili rozsiahlu integračnú technológiu a neskôr veľmi rozsiahlu integračnú technológiu, aby nakoniec zapuzdrili milióny tranzistorov na jeden čip.

Mikroprocesorová technológia sa teraz nachádza vo všetkých moderných počítačoch. Čipy ako také sa môžu vyrábať lacno a vo veľkom množstve.

Táto generácia počítačov sa vyvíjala veľmi rýchlo, pretože boli tak univerzálne a ľahko použiteľné. Úloha počítačov bola veľmi užitočná najmä v oblasti priemyslu a informačných technológií.

Nový mikroprocesor bol rovnako výkonný ako počítač ENIAC z roku 1946. To, čo zaplnilo celú miestnosť prvej generácie, sa teraz zmestilo do dlane.

Stolové počítače sa stali samozrejmosťou. Osobné počítače v kanceláriách a domácnostiach sú počítače štvrtej generácie.

Pôvod a história štvrtej generácie

Vynález mikroprocesorového čipu bol uvedený v počítačoch štvrtej generácie. To viedlo k vývoju mikropočítačov alebo osobných počítačov.

Prvý mikroprocesor s názvom Intel 4004 bol vyvinutý americkou spoločnosťou Intel v roku 1971.

Technológia veľmi rozsiahlej integrácie (VLSI) robila rutinou výrobu úplného CPU alebo hlavnej pamäte s jediným integrovaným obvodom, hromadne vyrábaná za veľmi nízke náklady.

Výsledkom boli nové triedy počítačov, ako sú osobné počítače a vysokovýkonné paralelné procesory obsahujúce tisíce CPU.

Osobné počítače

V roku 1981 IBM vybrala spoločnosť Intel ako výrobcu mikroprocesora pre svoj nový stroj, IBM-PC. Týmto mikroprocesorom bol procesor Intel 8086.

Tento počítač mohol vykonať 240 000 súm za sekundu. Aj keď to bolo oveľa pomalšie ako počítače v rade IBM 360, v dnešných dolároch to bolo iba 4 000 dolárov. Tento pomer ceny a výkonu spôsobil rozmach na trhu mikropočítačov.

V roku 1996 počítač Intel Pentium Pro mohol bežať 400 000 000 súm za sekundu. To bolo približne 210 000-krát rýchlejšie ako ENIAC.

Grafické užívateľské rozhranie

V podstate išlo o rozhranie, v ktorom priemerný používateľ interagoval s počítačom pomocou vizuálnych ikon, namiesto toho, aby musel písať príkazy v programovacom jazyku.

Vďaka tomu bolo používanie počítača oveľa jednoduchšie, a preto túto technológiu mohlo využívať viac ľudí.

Softvér, ktorý bežal na týchto počítačoch, bol tiež k dispozícii za malú alebo dokonca bezplatnú cenu.

Charakteristika štvrtej generácie počítačov

- Zvýšené používanie počítača v porovnaní s predchádzajúcou generáciou.

- Došlo k dramatickému zvýšeniu rýchlosti procesora.

- Klávesnica a videomonitor sa stali štandardnými zariadeniami. Myš začala hrať dôležitú úlohu.

- Veľkosť, náklady, spotreba energie a výroba tepla sa v porovnaní s predchádzajúcou generáciou znížili.

miniaturizácie

Miniaturizačná elektronická súčasť s názvom Large Scale Integration (LSI) bola vyvinutá na balenie stále väčšieho počtu obvodov na jeden čip.

Neskôr bola zavedená integrácia veľmi veľkého rozsahu (VLSI) s použitím technológie založenej na mikroprocesoroch.

Robiť viac vecí naraz

Na rozdiel od počítačov predchádzajúcej generácie, tieto môžu spracovávať viacero úloh, čo poskytuje veľkú univerzálnosť.

Počítače prehrávajú videá, zobrazujú obrázky, prehrávajú hudbu, môžu sa používať na surfovanie po internete atď.

Táto univerzálnosť znamená, že majú viac výpočtového výkonu. Táto dodatočná sila bola vytvorená implementáciou mikroprocesora.

Mikroprocesory majú túto moc, pretože zmenšili veľkosť tranzistorov a zvýšili počet procesorov zahrnutých v obvode.

skladovanie

Polovodiče ako RAM, ROM a vyrovnávacia pamäť sa použili ako primárne pamäte. Hlavná pamäť sa zvýšila vo forme EPROM a SRAM.

Ako sekundárna pamäť sa použili magnetické disky, ako napríklad pevné disky, diskety, optické disky (CD, DVD) a flash pamäte.

Networking

Vznikla koncepcia počítačovej siete. Keď sa počítače stali silnejšími, dokázali sa spojiť do sietí, čo nakoniec viedlo k rozvoju internetu.

Bol vyvinutý pokročilý a ľahko použiteľný softvér pre webové stránky. Okrem toho sa rozvinuli e-mailové a mobilné komunikácie.

technické vybavenie

Štvrtá generácia priniesla dôležité pokroky v oblasti makropočítačov druhej generácie a tiež v oblasti mikropočítačov tretej generácie a pridala novú kategóriu strojov, ktorými boli mikropočítače alebo osobný počítač.

Na druhej strane polovodičové pamäte nahradili pamäte s magnetickým jadrom. Vyvinuli sa aj myši a prenosné zariadenia.

S použitím mikroprocesorov v počítačoch sa ich výkon stal omnoho rýchlejším a efektívnejším.

Mikroprocesor je čip používaný v počítači na vykonávanie všetkých aritmetických alebo logických funkcií vykonávaných akýmkoľvek programom.

integrácia

Táto generácia sa dozvedela o procesoch vytvárania integrovaných obvodov, ktoré obsahovali tisíce tranzistorov na jednom čipe.

Pri integrácii vo veľkom meradle (LSI) bolo možné umiestniť 1 000 zariadení na jeden čip a pri integrácii s veľmi veľkým rozsahom (VLSI) 100 000 zariadení na jeden čip.

Pomocou mikroprocesora bolo možné umiestniť centrálnu procesorovú jednotku (CPU) počítača na jeden čip. V prípade jednoduchých systémov sa celý počítač zmestí na jeden čip: procesor, hlavná pamäť a ovládače vstupu / výstupu.

Spracovateľské čipy sa používajú pre CPU a pamäťové čipy sa používajú pre RAM. Bolo však možné navrhnúť procesory s zabudovanou pamäťou alebo vyrovnávacou pamäťou na jednom čipe.

Paralelné spracovanie

Zvýšilo sa použitie paralelných procesorov. Tieto stroje kombinujú niekoľko procesorov tak, aby vykonávali výpočty paralelne a vykonávali naraz viac ako jednu inštrukciu.

Používajú sa na vedecké výpočty, ako aj na databázy a súborové servery.

softvér

Tieto počítače mali rýchlejší programovací jazyk, vďaka čomu bol aplikačný softvér pre mikropočítače populárny.

Počítače sa používali na spracovanie textu, spracovanie tabuliek a dodávanie grafiky.

Operačné systémy

V roku 1974 spoločnosť Intel navrhla 8-bitový mikroprocesor s názvom 8808. Gary Kildall napísal operačný systém pre tento procesor, známy ako Control Program for Microcomputers (CP / M).

Na druhej strane, IBM sa spojila s Billom Gatesom, ktorý kúpil operačný systém Počítačový produkt, s cieľom jeho distribúcie s novým počítačom IBM.

Boli to operačné systémy založené na príkazovom riadku, kde mohol užívateľ interagovať s počítačom pomocou klávesnice.

Grafické užívateľské rozhranie

Steve Jobs spustil počítač Apple Macintosh v roku 1984 s lepším grafickým používateľským rozhraním pomocou nápadu na rozhranie Xerox Alto.

Po úspechu spoločnosti Apple integroval Microsoft shell verziu systému Windows do verzie operačného systému DOS z roku 1985.

Windows sa takto používali 10 rokov, kým sa neobnovili so systémom Windows 95. Bol to kompletný operačný systém so všetkými pomôckami.

Jazyky štvrtej generácie

Na rozdiel od jazykov tretej generácie nie sú jazyky štvrtej generácie procedurálne, ale používajú deklaratívny štýl.

Deklaratívny štýl poskytuje matematickú špecifikáciu toho, čo by sa malo vypočítať, a ponecháva kompilátorovi veľa podrobností o tom, ako by sa mal výpočet vykonať.

Preto je možné veľký program vyrobený s jazykom tretej generácie nahradiť jediným vyhlásením za jazyk štvrtej generácie.

Vynálezy a ich autori

Vynález technológie LSI a VLSI viedol k štvrtej generácii počítačov. Okrem toho táto generácia zahŕňa nasledujúci vývoj:

- Grafické užívateľské rozhranie.

- Nové operačné systémy.

- Rôzne vstupné / výstupné a sekundárne pamäťové zariadenia.

- Lokálne siete.

mikroprocesor

Bol vyvinutý v roku 1971 Tedom Hoffom, spolu s F. Fagginom a S. Mazorom. Vyvinuli mikroprocesor Intel 4004 pre spoločnosť Intel Corporation.

Tento mikroprocesor obsahoval 2 300 tranzistorov. Znamenalo to začiatok generácie počítačov, ktorá siaha až do súčasnosti.

Altair 8800

Altair 8800, 1975.

Bol to jeden z prvých mikropočítačov. Bola založená v roku 1975 spoločnosťou Micro Instrumentation Telemetry Systems (MITS).

Ed Roberts to navrhol pomocou procesora Intel 8080, ktorý bol prvým 16-bitovým mikroprocesorom. Bol to počiatočný vplyv osobného počítania na svete.

Manzana

V roku 1976 Steve Wozniak vyvinul prvý počítač Apple (Apple I). Bol to malý osobný počítač.

Steve Jobs mu pomohol predať tento počítač a neskôr mu pomohol vytvoriť Apple II. Wozniak a Jobs boli spoluzakladateľmi spoločnosti Apple.

IBM PC

V roku 1981 predstavila spoločnosť International Business Machine (IBM) prvý domáci počítač s procesorom 4004.

Microsoft

Paul Allen a Bill Gates, zakladatelia spoločnosti Microsoft, začali písať základný jazyk pre ALTAIR 8800.

Následne operačný systém DOS priniesol spoločnosti veľký úspech. V roku 1985 vydali Windows 1.0, 16-bitové grafické operačné prostredie.

V roku 1986 spustili program na spracovanie textu, databázu a tabuľky s názvom Microsoft Works.

Vybrané počítače

Zahrnuté sú minipočítače sedemdesiatych rokov, ako napríklad PDP-11/03 a PDP-11/34, osobné počítače koncom sedemdesiatych a začiatkom osemdesiatych rokov a makropočítače, ktoré používajú mikroprocesory, ako je napríklad séria IBM.

Xerox Alto

V roku 1973 bol uvedený na trh počítač Xerox Alto spoločnosti PARC. Bol to skutočný osobný počítač s ethernetovým portom, myšou a tiež grafickým užívateľským rozhraním s bitmapami, prvým svojho druhu. Bežal na 16-bitovom čipe od spoločnosti Texas Instruments.

Mikropočítače Apple

Wozniak a Jobs vyvinuli Apple II, ktorý bol jedným z prvých sériovo vyrábaných vysoko úspešných domácich mikropočítačov.

Bol to prvý z radu Apple II. Celkom sa predalo päť miliónov. Fungovalo to s ROM a Integer BASIC. Wozniak vyvinul disk II v roku 1978, disketovú jednotku pre ukladanie.

Počítač Apple II prilákal spoločnosti, aby používali viac počítačov, pretože mohol spúšťať softvér, ako je tabuľka VisiCalc.

Spoločnosť Apple predstavila počítač Macintosh v roku 1984 založený na mikroprocesore Motorola 68000. Pôvodne nebol komerčne úspešný, ale nakoniec bol.

Počas štvrtej generácie počítačov sa vyrábalo mnoho ďalších modelov počítačov Apple. Niektoré boli úspešné, zatiaľ čo iné neboli.

IBM PC

V roku 1981 IBM vydala osobný počítač. Stal sa najpredávanejším počítačom a stále sa predáva dodnes. Bol to počítač so systémom Windows.

Architektúra IBM PC sa stala de facto štandardom na trhu, ktorý sa snažili napodobniť iní výrobcovia PC.

Výhody a nevýhody

výhoda

Najvýznamnejšie pokroky vo vývoji počítačov nastali pri prechode z tretej na štvrtú generáciu.

Najväčšou výhodou je, že väčšina populácie môže mať doma aspoň jeden počítač vďaka svojej cenovej dostupnosti a primeranej veľkosti.

- Sú to vysoko spoľahlivé počítače, malé a výkonnejšie. Vyžadujú oveľa menej údržby ako predchádzajúce generácie.

- Majú schopnosť rýchleho spracovania s nižšou spotrebou energie. Okrem toho sú najlacnejšie spomedzi všetkých generácií.

- Majú interný ventilátor na odvádzanie tepla, a tak môžu udržiavať správnu teplotu. Klimatizácia už nie je potrebná, aby fungovali normálne.

- Poskytujú ľahko použiteľné prostredie pri práci s nimi v dôsledku vývoja grafického používateľského rozhrania a interaktívnych vstupných a výstupných zariadení.

- Sú to počítače na všeobecné použitie. Môžu byť zvyknutí robiť takmer čokoľvek. Jeho výroba je úplne komerčná.

- Možno použiť všetky typy jazykov vysokej úrovne.

nevýhody

Na výrobu mikroprocesorov sa vyžaduje najnovšia technológia. To má obmedzený dizajn a výrobu na veľmi málo spoločností (Intel, AMD, atď.), Vďaka čomu sú na nich všetci závislí.

Dizajn a výroba mikroprocesora je veľmi zložitá. Na výrobu sú potrebné nákladné nastavenia a vysokokvalifikovaní pracovníci.

Na druhej strane, sieťový systém má náchylnosť na rozsiahly útok, čím sa v systéme ponecháva aj možnosť vírusového útoku, čo robí všetkých zraniteľnými.

Referencie

1. Benjamin Musungu (2018). Generácie počítačov od roku 1940 do súčasnosti. Kenyaplex. Prevzaté z: kenyaplex.com.
2. Encyklopédia (2019. Generácie, počítače). Prevzaté z: encyclopedia.com.
3. Wikieducator (2019). História vývoja a generovania počítačov. Prevzaté z: wikieducator.org.
4. Prerana Jain (2018). Generácie počítačov. Zahrnúť pomocníka. Prevzaté z: includeehelp.com.
5. Kullabs (2019). Generovanie počítačov a ich vlastnosti. Prevzaté z: kullabs.com.
6. Byte-Notes (2019). Päť generácií počítačov. Prevzaté z: byte-notes.com.
7. Alfred Amuno (2019). Počítačová história: Klasifikácia generácií počítačov. Turbo Future. Prevzaté z: turbofuture.com.
8. Stephen Noe (2019). 5 Generovanie počítača. Vysoká škola Stella Maris. Prevzaté z: stellamariscollege.org.
9. Weebly (2019). Počítačová história. Prevzaté z: weebly.com.