NELJÄS SUKUPOLVI TIETOKONEITA: HISTORIA, OMINAISUUDET, LAITTEISTOT, OHJELMISTOT - TEKNIIKKA - 2026

Neljännen sukupolven tietokoneiden viittaa tyypin tietokoneita, joita käytettiin vaiheen aikana, joka alkoi vuonna 1972. Tämä vaihe on perustunut tietotekniikan mikroprosessorin.

Tämä sukupolvi tietokoneita toimii edelleen. Voidaan sanoa, että tietokoneet, jotka voidaan nähdä ympäri, ovat neljännen sukupolven tietokoneita.

IBM PC 5150 Lähde: CC BY-SA 3.0, Ensimmäiset tietotekniikkakehitykset perustuivat vallankumoukselliseen teknologiseen kehitykseen, jossa liikkeellepaneva voima oli keksinnöt ja uudet tekniikat. Tätä sukupolvea luultavasti pidetään paremmin evoluutiona kuin vallankumouksellisena.

Siten neljännen sukupolven tietokoneet olivat suuri laajennus tai parannus kolmannen sukupolven tietokoneille.

Mikroprosessorin syntymä tapahtui samanaikaisesti mikrotietokoneen syntymän kanssa. Tämä sukupolvi yhdenmukaistettiin myös Mooren lain noudattamisen kanssa, joka ennusti mikrosirujen transistorien eksponentiaalista kasvua vuodesta 1965.

Merkitys

Mikroprosessorit käyttivät ensin laajamittaista integrointitekniikkaa ja myöhemmin erittäin laajamittaista integraatiotekniikkaa kapseloimaan lopulta miljoonat transistorit yhdelle sirulle.

Mikroprosessoritekniikka löytyy nyt kaikista nykyaikaisista tietokoneista. Hake sellaisenaan voidaan valmistaa halvalla ja suurina määrinä.

Tämä sukupolven tietokoneita kehitettiin erittäin nopeasti, koska ne olivat niin monipuolisia ja helppokäyttöisiä. Tietokoneiden rooli on ollut erittäin hyödyllinen etenkin teollisuuden ja tietotekniikan aloilla.

Uusi mikroprosessori oli yhtä tehokas kuin ENIAC-tietokone 1946. Se, mikä täytti ensimmäisen huoneen koko huoneen, mahtui nyt kämmenellesi.

Pöytätietokoneista tuli yleistä. Toimistoissa ja kodeissa näkyvät henkilökohtaiset tietokoneet ovat neljännen sukupolven tietokoneita.

Neljännen sukupolven alkuperä ja historia

Mikroprosessorisirun keksintö ohjasi neljännen sukupolven tietokoneisiin. Tämä johti mikrotietokoneiden tai henkilökohtaisten tietokoneiden kehittämiseen.

Ensimmäisen mikroprosessorin, nimeltään Intel 4004, kehitti amerikkalainen Intel Intel vuonna 1971.

Erittäin suuren mittakaavan integroinnin (VLSI) tekniikka teki rutiiniksi valmistaa täydellinen suoritin tai päämuisti yhdellä integroidulla piirillä, massa tuotetaan erittäin alhaisin kustannuksin.

Tämän tuloksena syntyi uusia koneluokkia, kuten henkilökohtaiset tietokoneet ja korkean suorituskyvyn rinnakkaisprosessorit, jotka sisälsivät tuhansia prosessoreita.

Henkilökohtaiset tietokoneet

Vuonna 1981 IBM valitsi Intelin uuden prosessorin, IBM-PC: n, mikroprosessorin valmistajaksi. Tämä mikroprosessori oli Intel 8086.

Tämä tietokone pystyi suorittamaan 240 000 summaa sekunnissa. Vaikka se oli paljon hitaampaa kuin IBM 360 -perheen tietokoneet, se oli vain 4 000 dollaria nykypäivän dollareina. Tämä hinta-laatusuhde aiheutti nousun mikrotietokoneiden markkinoilla.

Vuonna 1996 Intelin Pentium Pro -tietokone pystyi ajamaan 400 000 000 summaa sekunnissa. Tämä oli noin 210 000 kertaa nopeampi kuin ENIAC.

Graafinen käyttöliittymä

Tämä oli periaatteessa käyttöliittymä, jossa keskivertokäyttäjä oli vuorovaikutuksessa tietokoneen kanssa visuaalisin kuvakkein sen sijaan, että hänen olisi kirjoitettava komentoja ohjelmointikielelle.

Tämä helpotti tietokoneen käyttöä, ja siksi enemmän ihmisiä pystyi käyttämään tekniikkaa.

Näillä tietokoneilla toiminut ohjelmisto oli myös saatavana vähän tai jopa ilmaiseksi.

Neljännen sukupolven tietokoneiden ominaisuudet

- Lisääntynyt tietokoneen käyttö verrattuna edelliseen sukupolveen.

- Suorittimen nopeus kasvoi dramaattisesti.

- Näppäimistöstä ja videomonitorista tuli vakiolaitteita. Hiirellä alkoi olla tärkeä rooli.

- Koko, kustannukset, energiantarve ja lämmöntuotanto laskivat edelliseen sukupolveen verrattuna.

miniatyrisointi

Pienikokoinen elektroninen komponentti, nimeltään Large Scale Integration (LSI), kehitettiin pakamaan yhä useampia piirejä yhdelle sirulle.

Myöhemmin esiteltiin erittäin suuri skaalaintegraatio (VLSI) mikroprosessoripohjaista tekniikkaa käyttämällä.

multitask

Toisin kuin edellisen sukupolven tietokoneissa, nämä voivat käsitellä useita tehtäviä, mikä tarjoaa suuren monipuolisuuden.

Tietokoneet toistavat videoita, esittävät kuvia, soittavat musiikkia, niitä voidaan käyttää Internetissä surffailuun jne.

Tämä monipuolisuus tarkoittaa, että heillä on enemmän käsittelytehoa. Tämä lisäteho luotiin toteutettaessa mikroprosessori.

Mikroprosessoreilla on tämä teho, koska ne ovat pienentäneet transistorien kokoa ja lisänneet piiriin kuuluvien prosessorien määrää.

varastointi

Puolijohteita, kuten RAM, ROM ja välimuisti käytettiin ensisijaisina muistina. Päämuisti kasvoi EPROM: n ja SRAM: n muodossa.

Magneettisia levyjä, kuten kiintolevyjä, levykkeitä, optisia levyjä (CD, DVD) ja flash-muistia käytettiin toissijaisena muistina.

verkostoituminen

Tietoverkon konsepti syntyi. Kun tietokoneet vahvistuivat, ne pystyivät linkittämään toisiinsa muodostamaan verkkoja, mikä lopulta johti Internetin kehitykseen.

Kehitettiin edistyksellinen ja helppokäyttöinen verkkosivujen ohjelmisto. Lisäksi kehitettiin sähköposti- ja matkaviestintää.

Laitteisto

Neljäs sukupolvi toi mukanaan merkittäviä edistyksiä toisen sukupolven makrotietokoneissa ja myös kolmannen sukupolven pienitietokoneissa lisäämällä uuden koneluokan, joka oli mikrotietokone tai henkilökohtainen tietokone.

Toisaalta puolijohdemuistit korvasivat magneettiset ydinmuistit. Myös hiiri ja kannettavat laitteet kehitettiin.

Kun tietokoneissa käytettiin mikroprosessoreita, niiden suorituskyky tuli huomattavasti nopeammaksi ja tehokkaammaksi.

Mikroprosessori on siru, jota käytetään tietokoneessa suorittamaan kaikki minkä tahansa ohjelman suorittamat aritmeettiset tai loogiset toiminnot.

Liittäminen

Tämä sukupolvi oppi prosesseista luoda integroituja piirejä, jotka sisälsivät tuhansia transistoreita yhdellä sirulla.

Suurten mittakaavojen integroinnissa (LSI) 1 000 laitetta voitiin sijoittaa sirua kohden ja erittäin suuressa mittakaavassa integroinnissa (VLSI) 100 000 laitetta voidaan sijoittaa sirua kohti.

Mikroprosessorilla oli mahdollista laittaa tietokoneen keskusyksikkö (CPU) yhdelle sirulle. Yksinkertaisissa järjestelmissä koko tietokone mahtuu yhdelle sirulle: prosessori, päämuisti ja tulo- / lähtöohjaimet.

Prosessorin siruja käytetään prosessoriin ja muistisiruja käytetään RAM: iin. On kuitenkin ollut mahdollista suunnitella prosessoreita, joissa on sisäinen muisti tai välimuisti yhdellä sirulla.

Rinnakkaiskäsittely

Rinnakkaisprosessorien käyttöä lisättiin. Nämä koneet yhdistävät useita prosessoreita suorittamaan laskelmia samanaikaisesti suorittaen useamman kuin yhden käskyn kerrallaan.

Niitä on käytetty tieteellisiin laskelmiin sekä tietokantoihin ja tiedostopalvelimiin.

ohjelmisto

Näillä tietokoneilla oli nopeampi ohjelmointikieli, mikä teki mikrotietokoneiden sovellusohjelmista suositun.

Tietokoneita käytettiin tekstin käsittelemiseen, laskentataulukoiden käsittelemiseen ja grafiikan toimittamiseen.

Käyttöjärjestelmät

Intel kehitti vuonna 1974 8-bittisen mikroprosessorin, nimeltään 8808. Gary Kildall kirjoitti tämän prosessorin käyttöjärjestelmän, joka tunnetaan nimellä mikrotietokoneiden ohjausohjelma (CP / M).

Toisaalta IBM teki yhteistyötä Bill Gatesin kanssa, joka osti Computer Product -käyttöjärjestelmän, jakaakseen sen uuden IBM-tietokoneen kanssa.

Molemmat olivat komentorivipohjaisia ​​käyttöjärjestelmiä, joissa käyttäjä voi olla vuorovaikutuksessa tietokoneen kanssa näppäimistön kautta.

Graafinen käyttöliittymä

Steve Jobs toi markkinoille Apple Macintosh -tietokoneen vuonna 1984, jolla oli parempi graafinen käyttöliittymä ja joka käytti Xerox Alton rajapintaideaa.

Applen menestyksen jälkeen Microsoft integroi Windowsin kuoriversion DOS-käyttöjärjestelmän 1985 versioon.

Windowsia käytettiin näin kymmenen vuotta, kunnes se keksittiin uudelleen Windows 95: n kanssa. Tämä oli täydellinen käyttöjärjestelmä ja kaikki apuohjelmat.

Neljännen sukupolven kielet

Toisin kuin kolmannen sukupolven kielet, neljännen sukupolven kielet eivät ole menettelytapoja, vaan käyttävät deklaratiivista tyyliä.

Deklaratiivinen tyyli tarjoaa matemaattisen eritelmän siitä, mitä pitäisi laskea, jolloin kääntäjälle annetaan monia yksityiskohtia siitä, kuinka laskenta tulisi suorittaa.

Siksi suuri kolmannen sukupolven kielellä tehty ohjelma voidaan korvata yhdellä ilmoituksella neljännen sukupolven kielellä.

Keksinnöt ja niiden laatijat

LSI-tekniikan ja VLSI-tekniikan keksiminen johti neljännen sukupolven tietokoneisiin. Lisäksi tämä sukupolvi sisältää seuraavat kehitykset:

- Graafinen käyttöliittymä.

- Uudet käyttöjärjestelmät.

- Eri tulo- / lähtö- ja toissijaiset tallennuslaitteet.

- Lähiverkot.

Mikroprosessori

Sen kehitti vuonna 1971 Ted Hoff yhdessä F. Fagginin ja S. Mazorin kanssa. He kehittivät Intel 4004 -prosessorin Intel Corporationille.

Tämä mikroprosessori sisälsi 2 300 transistoria. Se merkitsi nykypäivään ulottuvan tietokoneiden sukupolven alkua.

Altair 8800

Altair 8800, 1975.

Se oli yksi ensimmäisistä mikrotietokoneista. Sen perusti vuonna 1975 Micro Instrumentation Telemetry Systems (MITS) -yritys.

Ed Roberts suunnitteli sen Intel 8080 -käsittelypiirillä, joka oli ensimmäinen 16-bittinen mikroprosessori. Se oli henkilökohtaisen tietojenkäsittelyn alkuperäinen vaikutus maailmassa.

Manzana

Vuonna 1976 Steve Wozniak kehitti ensimmäisen Apple-tietokoneen (Apple I). Se oli pieni henkilökohtainen tietokone.

Steve Jobs auttoi häntä myymään tämän tietokoneen ja myöhemmin auttoi häntä valmistamaan Apple II: n. Wozniak ja Jobs olivat Applen perustajia.

IBM PC

Vuonna 1981 International Business Machine (IBM) esitteli tämän ensimmäisen kotitietokoneen, joka käyttää 4004-prosessoria.

Microsoft

Microsoftin perustajat Paul Allen ja Bill Gates aloittivat ALASIR 8800: n BASIC-kielen kirjoittamisen.

Myöhemmin DOS-käyttöjärjestelmä toi yritykselle suuren menestyksen. Vuonna 1985 he julkaisivat Windows 1.0: n, 16-bittisen graafisen käyttöympäristön.

Vuonna 1986 he käynnistivät tekstinkäsittely-, tietokanta- ja taulukkolaskentaohjelman nimeltään Microsoft Works.

Esitetyt tietokoneet

Mukana ovat 1970-luvun minitietokoneet, kuten PDP-11/03 ja PDP-11/34, henkilökohtaiset tietokoneet 1970-luvun lopulta ja 1980-luvun alusta ja mikroprosessoreita käyttävät makrotietokoneet, kuten IBM: n z-sarja.

Xerox Alto

Vuonna 1973 lanseerattiin PARCin Xerox Alton tietokone. Se oli todellinen henkilökohtainen tietokone, jossa oli Ethernet-portti, hiiri ja myös graafinen käyttöliittymä, jossa oli bittikarttoja, ensimmäinen laatuaan. Se juoksi Texas Instrumentsin 16-bittisellä sirulla.

Applen mikrotietokoneet

Wozniak ja Jobs kehittivät Apple II: n, joka oli yksi ensimmäisistä massatuotannon erittäin menestyneistä kotimikrotietokoneista.

Se oli ensimmäinen Apple II -sarjassa. Yhteensä myytiin viisi miljoonaa. Se toimi ROM: n ja Integer BASIC: n kanssa. Wozniak kehitti Disk II: n vuonna 1978, levykeaseman tallennusta varten.

Apple II -tietokone houkutteli yrityksiä käyttämään tietokoneita enemmän, koska se pystyi ajamaan ohjelmistoja, kuten VisiCalc-laskentataulukkoa.

Apple esitteli Macintoshin vuonna 1984. Se perustuu Motorola 68000 -prosessoriin. Se ei alun perin ollut kaupallisesti menestyksekästä, mutta lopulta se oli.

Neljännen sukupolven tietojenkäsittelyn aikana valmistettiin monia muita Apple-tietokoneiden malleja. Jotkut olivat menestyviä, kun taas toiset eivät.

IBM PC

Vuonna 1981 IBM julkaisi henkilökohtaisen tietokoneen. Siitä tuli myydyin tietokone ja sitä myydään edelleenkin. Se oli Windows-pohjainen tietokone.

IBM PC: n arkkitehtuurista tuli tosiasiallinen standardi markkinoilla, jota muut PC-valmistajat yrittivät jäljitellä.

Hyödyt ja haitat

Etu

Merkittävimmät edistysaskeleet tietokoneiden kehityksessä tapahtuivat siirtyessä kolmannesta neljänteen sukupolveen.

Suurin etu on, että suurimmalla osalla väestöä voi olla ainakin yksi tietokone kotonaan edullisuuden ja riittävän koon ansiosta.

- Ne ovat erittäin luotettavia tietokoneita, pienikokoisia ja tehokkaampia. Ne vaativat paljon vähemmän huoltoa kuin aikaisemmat sukupolvet.

- Niillä on nopea prosessointiteho alhaisemmalla energiankulutuksella. Lisäksi ne ovat halvimpia kaikkien sukupolvien välillä.

- Heillä on sisäinen tuuletin, joka purkaa lämpöä ja pystyy siten pitämään oikean lämpötilan. Ilmastointilaitteiden ei enää tarvitse toimia normaalisti.

- Ne tarjoavat helpon käyttöympäristön työskennellessään heidän kanssaan graafisen käyttöliittymän ja vuorovaikutteisten syöttö- ja tulostuslaitteiden kehityksen ansiosta.

- Ne ovat yleiskäyttöisiä tietokoneita. Niitä voidaan käyttää tekemään melkein mitä tahansa. Sen tuotanto on täysin kaupallista.

- Kaiken tyyppisiä korkean tason kieliä voidaan käyttää.

haitat

Mikroprosessorien valmistamiseksi vaaditaan uusin tekniikka. Tämä on rajoittanut suunnittelun ja valmistuksen vain harvoihin yrityksiin (Intel, AMD jne.), Mikä tekee kaikista riippuvaisia ​​niistä.

Mikroprosessorin suunnittelu ja valmistus on erittäin monimutkaista. Valmistus vaatii kalliita asennuksia ja korkeasti pätevää henkilöstöä.

Toisaalta verkottuneella järjestelmällä on alttius laajamittaiselle hyökkäykselle, jättäen myös virushyökkäyksen mahdollisuuden koko järjestelmässä, mikä tekee kaikista haavoittuvia.

Viitteet

1. Benjamin Musungu (2018). Tietokoneiden sukupolvet vuodesta 1940 nykypäivään. Kenyaplex. Ostettu: kenyaplex.com.
2. Tietosanakirja (2019. Generations, Computers. Otettu: encyclopedia.com).
3. Wikieducator (2019). Tietokonekehityksen historia ja tietokoneen sukupolvi. Ostettu: wikieducator.org.
4. Prerana Jain (2018). Tietokoneiden sukupolvet. Sisällytä ohje. Kuvannut: includehelp.com.
5. Kullabs (2019). Tietokoneen luominen ja sen ominaisuudet. Ostettu: kullabs.com.
6. Byte-Notes (2019). Viisi sukupolvea tietokoneita. Otettu: byte-notes.com.
7. Alfred Amuno (2019). Tietokonehistoria: Tietokoneiden sukupolvien luokittelu. Turbo Future. Otettu: turbofuture.com.
8. Stephen Noe (2019). 5 Tietokoneen sukupolvi. Stella Maris -opisto. Ostettu: stellamariscollege.org.
9. Weebly (2019). Tietokonehistoria. Otettu: weebly.com.