КОМП'ЮТЕРИ ЧЕТВЕРТОГО ПОКОЛІННЯ: ІСТОРІЯ, ХАРАКТЕРИСТИКИ, АПАРАТНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ, ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ - ТЕХНОЛОГІЯ - 2025

Четверте покоління комп'ютерів відноситься до типу комп'ютерів , які були використані під час фази , яка почалася в 1972 р Ця фаза була заснована на інформаційній технології мікропроцесора.

Це покоління комп'ютерів - це те, що працює і сьогодні. Можна сказати, що комп'ютери, які можна побачити навколо, - це комп'ютери четвертого покоління.

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

Перші розробки в обчислювальній техніці базувалися на революційних технологічних досягненнях, де рушійною силою були винаходи та нові технології. Це покоління, мабуть, краще розглядати як еволюційне, ніж революційне.

Таким чином, комп'ютери четвертого покоління були великим розширенням або вдосконаленням комп'ютерів третього покоління.

Народження мікропроцесора відбулося одночасно з народженням мікрокомп'ютера. Це покоління також було узгоджено з дотриманням закону Мура, який передбачив експоненціальне зростання транзисторів у мікрочіпах з початку 1965 року.

Важливість

Спочатку мікропроцесори використовували широкомасштабну інтеграційну технологію, а потім дуже масштабну технологію інтеграції, щоб врешті-решт інкапсулювати мільйони транзисторів на одному мікросхемі.

Мікропроцесорна технологія зараз є у всіх сучасних комп’ютерах. Чіпси як такі можна виготовити дешево і у великих кількостях.

Це покоління комп'ютерів розвивалося дуже швидко, оскільки вони були настільки універсальними та зручними у користуванні. Роль комп'ютерів була дуже корисною, особливо в галузі промисловості та інформаційних технологій.

Новий мікропроцесор був настільки ж потужним, як і комп'ютер ENIAC 1946 р. Те, що заповнило всю кімнату першого покоління, тепер могло вміститись у вашій долоні.

Настільні комп’ютери стали звичною справою. Персональні комп'ютери, які бачать в офісах та будинках, - це комп'ютери четвертого покоління.

Походження та історія четвертого покоління

Винахід мікропроцесорного мікросхеми вперше в комп'ютери четвертого покоління. Це призвело до розвитку мікрокомп'ютерів чи персональних комп'ютерів.

Перший мікропроцесор, названий Intel 4004, був розроблений американською компанією Intel в 1971 році.

Технологія дуже великих масштабних інтеграцій (VLSI) зробила звичайним виробництво повного процесора або основної пам'яті з єдиним інтегрованим ланцюгом, масове виробництво за дуже низькою вартістю.

Це призвело до появи нових класів машин, таких як персональні комп’ютери та високопродуктивні паралельні процесори, що містять тисячі процесорів.

Персональні комп'ютери

У 1981 році IBM обрала Intel виробником мікропроцесора для своєї нової машини - IBM-PC. Цим мікропроцесором став Intel 8086.

Цей комп’ютер міг виконати 240 000 сум за секунду. Хоча це було набагато повільніше, ніж комп'ютери в сім'ї IBM 360, сьогодні було лише 4000 доларів. Це співвідношення ціна та ефективність спричинило бум на ринку мікрокомп'ютерів.

У 1996 році Intel Pentium Pro PC міг працювати 400 000 000 сум в секунду. Це було приблизно в 210 000 разів швидше, ніж ENIAC.

Графічний інтерфейс користувача

Це в основному був інтерфейсом, коли пересічний користувач взаємодіяв з комп'ютером за допомогою візуальних піктограм, а не потрібно вводити команди мовою програмування.

Це значно полегшило використання комп’ютера, і тому більше людей змогли користуватися технологією.

Програмне забезпечення, яке працювало на цих комп’ютерах, було також доступне мало або навіть безкоштовно.

Характеристика комп'ютерів четвертого покоління

- Збільшення використання комп'ютера порівняно з попереднім поколінням.

- Сталося різке збільшення швидкості процесора.

- Клавіатура та відеомонітор стали стандартними пристроями. Миша почала грати важливу роль.

- Розмір, вартість, потреба в енергії та виробництво тепла зменшились порівняно з попереднім поколінням.

Мініатюризація

Мініатюризаційний електронний компонент під назвою Integrale Large Scale Integration (LSI) був розроблений для упаковки все більшої кількості мікросхем на одному чіпі.

Пізніше було впроваджено дуже велику інтегральну шкалу (VLSI), використовуючи мікропроцесорну технологію.

Багатозадачність

На відміну від комп'ютерів попереднього покоління, вони можуть обробляти кілька завдань, забезпечуючи велику універсальність.

Комп’ютери відтворюють відео, демонструють зображення, відтворюють музику, можуть використовуватися для серфінгу в Інтернеті тощо.

Ця універсальність означає, що вони володіють більшою потужністю обробки. Ця додаткова потужність була створена при впровадженні мікропроцесора.

Мікропроцесори мають таку потужність, оскільки вони зменшили розміри транзисторів і збільшили кількість процесорів, включених в ланцюг.

Зберігання

Напівпровідники на зразок оперативної пам'яті, оперативної пам'яті та кеш-пам'яті використовувались як основні пам'яті. Основна пам'ять збільшена у вигляді EPROM та SRAM.

В якості вторинної пам'яті використовувались магнітні диски, такі як жорсткі диски, дискети, оптичні диски (CD, DVD) та флеш-пам'ять.

Мережі

Виникла концепція комп'ютерної мережі. По мірі того, як комп’ютери стали більш потужними, вони змогли зв’язатись між собою, щоб створити мережі, що врешті-решт призвело до розвитку Інтернету.

Було розроблено сучасне та просте у використанні програмне забезпечення для веб-сторінок. Крім того, були розроблені електронна пошта та мобільний зв’язок.

Апаратне обладнання

Четверте покоління принесло важливий прогрес на макрокомп'ютерах другого покоління, а також на мінікомп'ютерах третього покоління, додавши нову категорію машин, яка була мікрокомп'ютером чи персональним комп'ютером.

З іншого боку, напівпровідникові запам'ятовування замінили магнітні ядра пам'яті. Також були розроблені миша та портативні пристрої.

З використанням мікропроцесорів у комп’ютерах їх продуктивність стала набагато швидшою, а також ефективною.

Мікропроцесор - це мікросхема, яка використовується в комп'ютері для виконання всіх арифметичних або логічних функцій, виконаних будь-якою програмою.

Інтеграція

Це покоління дізналося про процеси створення інтегральних мікросхем, які містили тисячі транзисторів на одному чіпі.

У інтеграції великих масштабів (LSI) на 1000 мікросхем можна розмістити 1000 пристроїв, а в дуже великій інтегральній шкалі (VLSI) - 100 000 пристроїв.

За допомогою мікропроцесора можна було поставити центральний процесорний блок (ЦП) комп'ютера на одну мікросхему. Для простих систем на одному мікросхемі може вміститися весь комп'ютер: процесор, основна пам'ять та контролери вводу / виводу.

Для процесора використовуються мікросхеми для обробки, а для оперативної пам'яті - мікросхеми пам'яті. Однак можна було розробити процесори з вбудованою пам'яттю або кешем на одному чіпі.

Паралельна обробка

Зростало використання паралельних процесорів. Ці машини поєднують декілька процесорів для паралельного обчислення, виконуючи більше однієї інструкції одночасно.

Вони використовуються для наукових розрахунків, а також для баз даних та файлових серверів.

програмне забезпечення

Ці комп'ютери мали більш швидку мову програмування, завдяки чому прикладне програмне забезпечення для мікрокомп'ютерів стало популярним.

Комп'ютери використовувались для обробки тексту, обробки електронних таблиць та доставки графіки.

Операційні системи

У 1974 році Intel розробила 8-бітний мікропроцесор під назвою 8808. Гері Кілдалл написав операційну систему для цього процесора, відому як Програма управління мікрокомп'ютерами (CP / M).

З іншого боку, IBM співпрацювала з Біллом Гейтсом, який купив операційну систему Computer Product, щоб розповсюдити її з новим комп'ютером IBM.

Обидва були операційними системами на основі командного рядка, де користувач міг взаємодіяти з комп'ютером за допомогою клавіатури.

Графічний інтерфейс користувача

Стів Джобс запустив комп'ютер Apple Macintosh у 1984 році з кращим графічним інтерфейсом користувача, використовуючи ідею інтерфейсу Xerox Alto.

Після успіху Apple Microsoft вбудувала оболонку версії Windows у версію 1985 року операційної системи DOS.

Windows використовувався таким чином протягом 10 років, поки не було відновлено Windows 95. Це була повноцінна операційна система з усіма утилітами.

Мови четвертого покоління

На відміну від мов третього покоління, мови четвертого покоління не є процедурними, але використовують декларативний стиль.

Декларативний стиль надає математичну специфікацію того, що слід обчислювати, залишаючи компілятору багато деталей про те, як слід робити обчислення.

Тому велика програма, складена з мовою третього покоління, може бути замінена однією декларацією мовою четвертого покоління.

Винаходи та їх автори

Винахід технології LSI та технології VLSI призвело до четвертого покоління комп'ютерів. Крім того, до цього покоління входять такі розробки:

- Графічний інтерфейс користувача.

- Нові операційні системи.

- Різні пристрої введення / виводу та вторинні пристрої зберігання даних.

- Локальні мережі.

Мікропроцесор

Він був розроблений у 1971 році Тедом Хоффом разом з Ф. Фаггіном та С. Мазором. Вони розробили мікропроцесор Intel 4004 для Intel Corporation.

Цей мікропроцесор містив 2300 транзисторів. Це ознаменувало початок покоління комп’ютерів, яке поширюється до наших днів.

Альтаїр 8800

Альтаїр 8800, 1975.

Це був один з перших мікрокомп'ютерів. Він був створений в 1975 році компанією Micro Instrumentation Telemetry Systems (MITS).

Ед Робертс сконструював його за допомогою мікросхеми Intel 8080, який був першим 16-бітовим мікропроцесором. Це був початковий вплив особистих обчислень у світі.

Манзана

У 1976 році Стів Возняк розробив перший комп'ютер Apple (Apple I). Це був невеликий персональний комп’ютер.

Стів Джобс допоміг йому продати цей комп’ютер, а пізніше допоміг йому зробити Apple II. Возняк і Джобс були співзасновниками Apple.

IBM PC

У 1981 році International Business Machine (IBM) представила цей перший домашній комп'ютер, що працює під керуванням процесора 4004.

Microsoft

Пол Аллен та Білл Гейтс, засновники Microsoft, почали працювати над написанням основної мови для ALTAIR 8800.

Згодом операційна система DOS принесла великий успіх компанії. У 1985 році вони випустили Windows 1.0, 16-бітне графічне операційне середовище.

У 1986 році вони запустили програму обробки текстів, баз даних та електронних таблиць під назвою Microsoft Works.

Рекомендовані комп’ютери

Включаються міні-комп'ютери 1970-х років, такі як PDP-11/03 і PDP-11/34, персональні комп'ютери кінця 1970-х - початку 1980-х років, і макрокомп'ютери, що використовують мікропроцесори, такі як z-серія IBM.

Xerox Alto

У 1973 році був запущений комп'ютер PARC Xerox Alto. Це був справжній персональний комп’ютер, який містить порт Ethernet, миша, а також графічний інтерфейс користувача з растровими зображеннями, першим у своєму роді. Він працював на 16-бітовому чіпі від Texas Instruments.

Мікрокомп'ютери Apple

Возняк і Джобс розробили Apple II, який був одним із перших серійно високопродуктивних домашніх мікрокомп'ютерів.

Це було першим у серії Apple II. Всього було продано п’ять мільйонів. Він працював з ПЗУ та Integer BASIC. Возняк розробив Disk II в 1978 році, дискету для зберігання даних.

Комп'ютер Apple II залучав компанії більше використовувати комп’ютери, оскільки він міг запускати програмне забезпечення, наприклад електронні таблиці VisiCalc.

Apple представила Macintosh у 1984 році на базі мікропроцесора Motorola 68000. Спочатку це було не комерційно успішно, але в кінцевому підсумку це було.

Багато інших моделей комп'ютерів Apple випускалися протягом четвертого покоління обчислень. Деякі були успішними, а інші - ні.

IBM PC

У 1981 році IBM випустила персональний комп'ютер. Він став бестселером, який продається і сьогодні. Це був ПК на базі Windows.

Архітектура IBM PC стала фактичним стандартом на ринку, який інші виробники ПК прагнули наслідувати.

Переваги і недоліки

Перевага

Найбільш значні досягнення в розвитку комп'ютерів відбулися при переході від третього до четвертого покоління.

Найбільша вигода полягає в тому, що більшість населення може мати принаймні один комп’ютер вдома завдяки їх доступності та адекватному розміру.

- Це високонадійні комп’ютери, невеликі за розміром і більш потужні. Вони потребують значно меншого обслуговування, ніж попередні покоління.

- Вони мають потужність швидкої обробки з меншим споживанням енергії. Крім того, вони найдешевші серед усіх поколінь.

- У них є внутрішній вентилятор, який відводить тепло і таким чином зможе підтримувати належну температуру. Кондиціонер більше не потрібен, щоб вони нормально функціонували.

- Вони забезпечують просте у використанні середовище під час роботи з ними, завдяки розвитку графічного інтерфейсу користувача та інтерактивних пристроїв введення та виведення.

- Це комп'ютери загального призначення. Їх можна використовувати майже будь-що. Його виробництво є повністю комерційним.

- Можна використовувати всі типи мов високого рівня.

Недоліки

Для виготовлення мікропроцесорів потрібно мати новітні технології. Це обмежило дизайн та виготовлення дуже мало компаній (Intel, AMD тощо), завдяки чому кожен залежав від них.

Конструкція та виготовлення мікропроцесора дуже складна. Для виготовлення необхідні дорогі налаштування та висококваліфікований персонал.

З іншого боку, мережева система має сприйнятливість до широкомасштабної атаки, також залишаючи можливість вірусної атаки по всій системі, роблячи всіх вразливими.

Список літератури

1. Бенджамін Мусунгу (2018). Покоління комп'ютерів з 1940 року по теперішній час. Кеніяплекс. Взято з: kenyaplex.com.
2. Енциклопедія (2019. Покоління, комп’ютери. Взято з: encyclopedia.com.
3. Wikieducator (2019). Історія розвитку комп'ютерів та покоління комп'ютерів. Взято з: wikieducator.org.
4. Прерана Джайн (2018). Покоління комп'ютерів. Включіть довідку. Взято з: includehelp.com.
5. Kullabs (2019). Покоління комп’ютера та їх особливості. Взято з: kullabs.com.
6. Байт-примітки (2019). П’ять поколінь комп'ютерів. Взято з: byte-notes.com.
7. Альфред Амуно (2019). Історія комп'ютерів: Класифікація поколінь комп'ютерів. Турбо майбутнє. Взято з: turbofuture.com.
8. Стівен Ной (2019). 5 Покоління комп’ютера. Коледж Стелли Маріс. Взято з: stellamariscollege.org.
9. Weebly (2019). Історія комп’ютерів. Взято з: weebly.com.