CETURTĀS PAAUDZES DATORI: VĒSTURE, RAKSTURLIELUMI, APARATŪRA, PROGRAMMATŪRA - TEHNOLOĢIJAS - 2025

Ceturtās paaudzes datori attiecas uz datoriem veidu, kas tika izmantots fāzē, kas sākās 1972. gadā šis posms ir balstīta uz informācijas tehnoloģiju mikroprocesoru laikā.

Šī datoru paaudze joprojām darbojas šodien. Var teikt, ka datori, kurus var redzēt apkārt, ir ceturtās paaudzes datori.

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

Pirmie sasniegumi datortehnoloģijās balstījās uz revolucionāru tehnoloģiju attīstību, kur virzītājspēks bija izgudrojumi un jaunās tehnoloģijas. Šī paaudze, iespējams, ir labāk uztverta kā evolucionāra nekā revolucionāra.

Tādējādi ceturtās paaudzes datori bija lielisks trešās paaudzes datoru paplašinājums vai uzlabojums.

Mikroprocesora dzimšana notika vienlaikus ar mikrodatora piedzimšanu. Šī paaudze tika saskaņota arī ar Mūra likuma ievērošanu, kas paredzēja tranzistoru eksponenciālu pieaugumu mikročipos, sākot ar 1965. gadu.

Svarīgums

Mikroprocesori vispirms izmantoja liela mēroga integrācijas tehnoloģiju un vēlāk ļoti liela mēroga integrācijas tehnoloģiju, lai galu galā kapsulētu miljonus tranzistoru vienā mikroshēmā.

Mikroprocesoru tehnoloģija tagad ir atrodama visos mūsdienu datoros. Skaidas kā tādas var ražot lēti un lielos daudzumos.

Šī datoru paaudze attīstījās ļoti ātri, jo tie bija tik universāli un viegli lietojami. Datoru loma ir bijusi ļoti noderīga, jo īpaši rūpniecības un informācijas tehnoloģiju jomā.

Jaunais mikroprocesors bija tikpat jaudīgs kā 1946. gada ENIAC dators. Kas pirmās paaudzes laikā aizpildīja visu istabu, tagad varēja ietilpt jūsu plaukstā.

Galddatori kļuva par ikdienišķu. Personālie datori, kas redzami birojos un mājās, ir ceturtās paaudzes datori.

Ceturtās paaudzes izcelsme un vēsture

Mikroprocesora mikroshēmas izgudrojums tika ieviests ceturtās paaudzes datoros. Tas noveda pie mikrodatoru vai personālo datoru attīstības.

Pirmo mikroprocesoru ar nosaukumu Intel 4004 izstrādāja amerikāņu kompānija Intel 1971. gadā.

Ļoti liela mēroga integrācijas (VLSI) tehnoloģija padarīja ierastu ražot pilnu CPU vai galveno atmiņu ar vienu integrētu shēmu, ko masveidā ražo par ļoti zemām izmaksām.

Tā rezultātā radās jaunas mašīnu klases, piemēram, personālie datori un augstas veiktspējas paralēli procesori, kas satur tūkstošiem CPU.

Personālie datori

1981. gadā IBM izvēlējās Intel par mikroprocesora ražotāju savai jaunajai mašīnai - IBM-PC. Šis mikroprocesors bija Intel 8086.

Šis dators varētu izpildīt 240 000 summu sekundē. Lai arī tas bija daudz lēnāks nekā IBM 360 saimes datori, šodienas dolāros tas bija tikai 4000 USD. Šī cenas un veiktspējas attiecība izraisīja uzplaukumu mikrodatoru tirgū.

1996. gadā Intel Pentium Pro personālais dators varēja darbināt 400 000 000 summu sekundē. Tas bija aptuveni 210 000 reizes ātrāk nekā ENIAC.

Grafiska lietotāja saskarne

Tā būtībā bija saskarne, kurā vidusmēra lietotājs mijiedarbojās ar datoru, izmantojot vizuālas ikonas, nevis vajadzēja rakstīt komandas programmēšanas valodā.

Tas padarīja datora lietošanu daudz vieglāku, un tāpēc tehnoloģiju varēja izmantot vairāk cilvēku.

Programmatūra, kas darbojās šajos datoros, bija pieejama arī par nelielu vai pat bez maksas.

Ceturtās paaudzes datoru raksturojums

- Palielināta datora lietošana, salīdzinot ar iepriekšējo paaudzi.

- Strauji palielinājās procesora ātrums.

- Tastatūra un video monitors kļuva par standarta ierīcēm. Pele sāka spēlēt svarīgu lomu.

- Salīdzinot ar iepriekšējo paaudzi, samazinājās lielums, izmaksas, enerģijas patēriņš un siltuma ražošana.

Miniaturizācija

Miniatūrizācijas elektroniskais komponents, saukts par liela mēroga integrāciju (LSI), tika izstrādāts, lai vienā mikroshēmā iesaiņotu vairāk un vairāk ķēžu.

Vēlāk tika ieviesta ļoti liela mēroga integrācija (VLSI), izmantojot uz mikroprocesoru balstītu tehnoloģiju.

Daudzuzdevums

Atšķirībā no iepriekšējās paaudzes datoriem, tie var apstrādāt vairākus uzdevumus, nodrošinot lielu daudzpusību.

Datori atskaņo videoklipus, attēlo attēlus, atskaņo mūziku, tos var izmantot sērfošanai internetā utt.

Šī daudzpusība nozīmē, ka viņiem ir lielāka apstrādes jauda. Šī papildu jauda tika izveidota, ieviešot mikroprocesoru.

Mikroprocesoriem ir šī jauda, ​​jo tie ir samazinājuši tranzistoru izmēru un palielinājuši ķēdē iekļauto procesoru skaitu.

Uzglabāšana

Pusvadītāji, piemēram, RAM, ROM un kešatmiņu, tika izmantoti kā primārās atmiņas. Galvenā atmiņa palielinājās EPROM un SRAM formā.

Kā sekundārā atmiņa tika izmantoti magnētiskie diski, piemēram, cietie diski, disketes, optiskie diski (CD, DVD) un zibatmiņas.

Tīklošana

Radās datortīkla koncepcija. Tā kā datori kļuva jaudīgāki, viņi spēja sasaistīties, veidojot tīklus, kas galu galā noveda pie interneta attīstības.

Tika izstrādāta uzlabota un ērti lietojama tīmekļa lapu programmatūra. Turklāt tika izstrādāts e-pasts un mobilā saziņa.

Aparatūra

Ceturtā paaudze deva nozīmīgus panākumus otrās paaudzes makrodatoros un arī trešās paaudzes minidatoros, pievienojot jaunu mašīnu kategoriju, kas bija mikrodators vai personālais dators.

No otras puses, pusvadītāju atmiņas aizstāja magnētiskās serdes atmiņas. Tika izstrādāta arī pele un pārnēsājamās ierīces.

Izmantojot mikroprocesorus datoros, to veiktspēja kļuva daudz ātrāka, kā arī efektīvāka.

Mikroprocesors ir mikroshēma, ko izmanto datorā, lai veiktu visas aritmētiskās vai loģiskās funkcijas, kuras izpilda jebkura programma.

Integrācija

Šī paaudze uzzināja par procesiem, lai izveidotu integrētas shēmas, kurās vienā mikroshēmā bija tūkstošiem tranzistoru.

Liela mēroga integrācijā (LSI) 1000 mikroshēmu var ievietot 1000 ierīces, bet ļoti liela mēroga integrācijā (VLSI) - 100 000 ierīču vienā mikroshēmā.

Izmantojot mikroprocesoru, bija iespējams vienā mikroshēmā ievietot datora centrālo procesora bloku (CPU). Vienkāršām sistēmām viss dators var ietilpt vienā mikroshēmā: procesoram, galvenajai atmiņai un ieejas / izejas kontrolleriem.

Procesoram tiek izmantotas apstrādes mikroshēmas, bet RAM - atmiņas mikroshēmas. Tomēr ir bijis iespējams projektēt procesorus ar borta atmiņu vai kešatmiņu vienā mikroshēmā.

Paralēlā apstrāde

Tika palielināta paralēlu procesoru izmantošana. Šīs mašīnas apvieno vairākus procesorus, lai paralēli veiktu aprēķinus, vienlaikus izpildot vairāk nekā vienu instrukciju.

Tie ir izmantoti zinātniskiem aprēķiniem, kā arī datu bāzēm un failu serveriem.

programmatūra

Šiem datoriem bija ātrāka programmēšanas valoda, padarot lietojumprogrammatūru mikrodatoriem populāru.

Datori tika izmantoti teksta apstrādei, izklājlapu apstrādei un grafikas piegādei.

Operētājsistēmas

1974. gadā Intel izstrādāja 8 bitu mikroprocesoru ar nosaukumu 8808. Gary Kildall uzrakstīja šī procesora operētājsistēmu, kas pazīstama kā Mikrodatoru vadības programma (CP / M).

No otras puses, IBM sadarbojās ar Bilu Geitsu, kurš nopirka Computer Product operētājsistēmu, lai izplatītu to ar jauno IBM datoru.

Abas bija uz komandrindas balstītas operētājsistēmas, kurās lietotājs varēja mijiedarboties ar datoru, izmantojot tastatūru.

Grafiska lietotāja saskarne

Stīvs Džobss 1984. gadā uzsāka Apple Macintosh datoru ar labāku grafisko lietotāja interfeisu, izmantojot Xerox Alto interfeisa ideju.

Pēc Apple panākumiem Microsoft integrēja Windows čaumalu versiju DOS operētājsistēmas 1985. gada versijā.

Windows tika izmantots 10 gadus, līdz tas tika no jauna izgudrots ar Windows 95. Šī bija pilnīga operētājsistēma ar visām utilītām.

Ceturtās paaudzes valodas

Atšķirībā no trešās paaudzes valodām, ceturtās paaudzes valodas nav procesuālas, bet lieto deklaratīvu stilu.

Deklarācijas stils nodrošina matemātisku specifikāciju tam, kas jāaprēķina, atstājot kompilatoru ar daudzām detaļām par aprēķina veikšanu.

Tāpēc lielu programmu, kas izstrādāta ar trešās paaudzes valodu, var aizstāt ar vienu deklarāciju ar ceturtās paaudzes valodu.

Izgudrojumi un to autori

LSI tehnoloģijas un VLSI tehnoloģijas izgudrojums noveda pie ceturtās paaudzes datoriem. Turklāt šajā paaudzē ietilpst šādi notikumi:

- Grafiska lietotāja saskarne.

- Jaunas operētājsistēmas.

- dažādas ieejas / izejas un sekundārās atmiņas ierīces.

- Lokālie tīkli.

Mikroprocesors

To 1971. gadā izstrādāja Teds Hoffs kopā ar F. Fagginu un S. Mazoru. Viņi izstrādāja Intel 4004 mikroprocesoru Intel Corporation.

Šajā mikroprocesorā bija 2 300 tranzistori. Tas iezīmēja datoru paaudzes sākumu, kas darbojas līdz mūsdienām.

Altair 8800

Altair 8800, 1975.

Tas bija viens no pirmajiem mikrodatoriem. To 1975. gadā izveidoja uzņēmums Micro Instrumentation Telemetry Systems (MITS).

Eds Roberts to projektēja, izmantojot Intel 8080 apstrādes mikroshēmu, kas bija pirmais 16 bitu mikroprocesors. Tā bija personālo datoru sākotnējā ietekme pasaulē.

Manzana

1976. gadā Stīvs Vozņaks izstrādāja pirmo Apple datoru (Apple I). Tas bija mazs personālais dators.

Stīvs Džobss palīdzēja viņam pārdot šo datoru un vēlāk palīdzēja viņam izgatavot Apple II. Wozniak un Jobs bija Apple līdzdibinātāji.

IBM PC

1981. gadā Starptautiskā biznesa mašīna (IBM) iepazīstināja ar šo pirmo mājas datoru, palaižot procesoru 4004.

Microsoft

Pols Allens un Bils Geitss, Microsoft dibinātāji, sāka darbu pie ALTAIR 8800 BASIC valodas rakstīšanas.

Pēc tam DOS operētājsistēma uzņēmumam deva lielus panākumus. 1985. gadā viņi izlaida Windows 1.0, 16 bitu grafisko operētājsistēmu.

1986. gadā viņi uzsāka teksta apstrādes, datu bāzu un izklājlapu programmu ar nosaukumu Microsoft Works.

Piedāvātie datori

Iekļauti minidatori no 70. gadiem, piemēram, PDP-11/03 un PDP-11/34, personālie datori no 70. gadu beigām un 80. gadu sākuma, kā arī makrodatori, kas izmanto mikroprocesorus, piemēram, IBM z-series.

Xerox Alto

1973. gadā tika palaists PARC Xerox Alto dators. Tas bija īsts personālais dators, kurā bija Ethernet ports, pele un arī grafiska lietotāja saskarne ar bitkartēm, pirmā šāda veida. Tas darbojās ar 16 bitu mikroshēmu no Texas Instruments.

Apple mikrodatori

Wozniak un Jobs izstrādāja Apple II, kas bija viens no pirmajiem masveidā ražotajiem ļoti veiksmīgajiem mājas mikrodatoriem.

Tas bija pirmais Apple II sērijā. Kopumā tika pārdoti pieci miljoni. Tas strādāja ar ROM un Integer BASIC. Wozniak 1978. gadā izstrādāja Disk II - disketes disku glabāšanai.

Apple II dators piesaistīja uzņēmumus vairāk izmantot datorus, jo tas varēja palaist programmatūru, piemēram, VisiCalc izklājlapu.

Apple ieviesa Macintosh 1984. gadā, pamatojoties uz Motorola 68000 mikroprocesoru. Sākotnēji tas nebija komerciāli veiksmīgs, bet galu galā tas bija.

Ceturtajā skaitļošanas paaudzē tika ražoti daudzi citi Apple datoru modeļi. Daži bija veiksmīgi, bet citi - ne.

IBM PC

1981. gadā IBM izlaida personālo datoru. Tas kļuva par vislabāk pārdoto datoru un joprojām tiek pārdots šodien. Tas bija uz Windows bāzēts personālais dators.

IBM PC arhitektūra kļuva par de facto standartu tirgū, kuru centās līdzināties citi datoru ražotāji.

Priekšrocības un trūkumi

Priekšrocība

Visnozīmīgākie sasniegumi datoru attīstībā notika, pārejot no trešās uz ceturto paaudzi.

Lielākais ieguvums ir tas, ka lielākajai daļai iedzīvotāju mājās ir vismaz viens dators, pateicoties to pieejamībai un pietiekamam izmēram.

- Tie ir ļoti uzticami datori, maza izmēra un jaudīgāki. Viņiem nepieciešama daudz mazāka uzturēšana nekā iepriekšējām paaudzēm.

- Viņiem ir ātra apstrāde ar zemāku enerģijas patēriņu. Turklāt tie ir lētākie starp visām paaudzēm.

- Viņiem ir iekšējs ventilators, kas izvada siltumu, un tādējādi viņi var uzturēt pareizu temperatūru. Lai normāli darbotos, gaisa kondicionēšana vairs nav nepieciešama.

- Tie nodrošina ērti lietojamu vidi, strādājot ar tiem, pateicoties grafiskā lietotāja interfeisa un interaktīvo ievades un izvades ierīču izstrādei.

- Tie ir universālie datori. Tos var izmantot, lai izdarītu gandrīz jebko. Tās ražošana ir pilnībā komerciāla.

- Var izmantot visu veidu augsta līmeņa valodas.

Trūkumi

Lai varētu ražot mikroprocesorus, ir jābūt jaunākajām tehnoloģijām. Projektēšana un izgatavošana ir ierobežota tikai dažiem uzņēmumiem (Intel, AMD utt.), Padarot ikvienu no viņiem atkarīgus.

Mikroprocesora dizains un izgatavošana ir ļoti sarežģīta. Ražošanai ir nepieciešama dārga uzstādīšana un augsti kvalificēts personāls.

No otras puses, tīklā savienota sistēma ir uzņēmīga pret liela mēroga uzbrukumiem, atstājot vīrusu uzbrukuma iespēju visā sistēmā, padarot ikvienu neaizsargātu.

Atsauces

1. Bendžamins Musungu (2018). Datoru paaudzes kopš 1940. gada līdz mūsdienām. Kenijaplekss. Iegūts no: kenyaplex.com.
2. Enciklopēdija (2019. Paaudzes, Datori. Iegūts no: encyclopedia.com.
3. Wikieducator (2019). Datoru attīstības vēsture un datora ģenerēšana. Iegūts no: wikieducator.org.
4. Prerana Jain (2018). Datoru paaudzes. Iekļaujiet palīdzību. Paņemts no: includehelp.com.
5. Kullabs (2019). Datoru ģenerēšana un to iespējas. Paņemts no: kullabs.com.
6. Baitu piezīmes (2019. gads). Piecas datoru paaudzes. Paņemts no: byte-notes.com.
7. Alfrēds Amuno (2019). Datoru vēsture: Datoru paaudžu klasifikācija. Turbo nākotne. Paņemts no: turbofuture.com.
8. Stefans Noe (2019). 5 Datoru ģenerēšana. Stella Maris koledža. Iegūts no: stellamariscollege.org.
9. Weebly (2019). Datorvēsture. Iegūts no: weebly.com.