ČETRTA GENERACIJA RAČUNALNIKOV: ZGODOVINA, LASTNOSTI, STROJNA OPREMA, PROGRAMSKA OPREMA - TEHNOLOGIJA - 2026

Četrta generacija računalnikov se nanaša na vrsto računalnikov, ki so bile uporabljene v fazi, ki se je začela leta 1972. Ta faza je temeljila na informacijski tehnologiji mikroprocesorja.

Ta generacija računalnikov je tista, ki deluje še danes. Lahko rečemo, da so računalniki, ki jih vidimo okoli, računalniki četrte generacije.

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

Prvi razvoj računalniške tehnologije je temeljil na revolucionarnem tehnološkem napredku, kjer so bila gonilna sila izumi in nove tehnologije. Na to generacijo je verjetno bolje gledati kot na evolucijsko kot na revolucionarno.

Tako je bila četrta generacija računalnikov velika razširitev ali izboljšava tretje generacije računalnikov.

Rojstvo mikroprocesorja se je zgodilo istočasno z rojstvom mikroračunalnika. Ta generacija je bila usklajena tudi z upoštevanjem Mooreovega zakona, ki je v letu 1965 napovedoval eksponentno rast tranzistorjev v mikročipih.

Pomen

Mikroprocesorji so najprej uporabili tehnologijo obsežne integracije in kasneje zelo obsežno integracijsko tehnologijo, da bi sčasoma obkrožili milijone tranzistorjev na enem čipu.

Mikroprocesorska tehnologija se danes nahaja v vseh sodobnih računalnikih. Čipe kot take je mogoče izdelati poceni in v velikih količinah.

Ta generacija računalnikov se je zelo hitro razvila, ker so bili tako vsestranski in enostavni za uporabo. Vloga računalnikov je bila zelo koristna zlasti na področju industrije in informacijske tehnologije.

Novi mikroprocesor je bil tako močan kot računalnik ENIAC iz leta 1946. Kar je napolnilo celotno sobo v prvi generaciji, se je zdaj lahko prilegalo na dlan.

Namizni računalniki so postali običajna. Osebni računalniki, ki jih vidimo v pisarnah in domovih, so računalniki četrte generacije.

Poreklo in zgodovina četrte generacije

Izum mikroprocesorskega čipa, ki je nastal v računalnikih četrte generacije. To je privedlo do razvoja mikroračunalnikov ali osebnih računalnikov.

Prvi mikroprocesor, imenovan Intel 4004, je leta 1971 razvilo ameriško podjetje Intel.

Tehnologija zelo obsežne integracije (VLSI) je naredila rutinsko izdelavo celotnega procesorja ali glavnega pomnilnika z enim integriranim vezjem, množično proizvedeno z zelo nizkimi stroški.

To je povzročilo nove razrede strojev, kot so osebni računalniki in visokozmogljivi vzporedni procesorji, ki vsebujejo na tisoče procesorjev.

Osebni računalniki

Leta 1981 je IBM izbral Intel za proizvajalca mikroprocesorja za svoj novi stroj, IBM-PC. Ta mikroprocesor je bil Intel 8086.

Ta računalnik bi lahko izvedel 240.000 vsot na sekundo. Čeprav je bil precej počasnejši od računalnikov v družini IBM 360, je v današnjih dolarjih znašal le 4000 dolarjev. To razmerje med ceno in uspešnostjo je povzročilo razmah na trgu mikroračunalnikov.

Leta 1996 je Intelov PC Pentium Pro lahko pognal 400.000.000 vsot na sekundo. To je bilo približno 210.000 krat hitreje kot ENIAC.

Grafični uporabniški vmesnik

To je bil v bistvu vmesnik, kjer je povprečni uporabnik z računalnikom komuniciral z vizualnimi ikonami, namesto da bi moral ukaze vnašati v programski jezik.

To je z uporabo računalnika bistveno olajšalo in zato je več ljudi lahko uporabljalo tehnologijo.

Programska oprema, ki se je izvajala na teh računalnikih, je bila na voljo tudi za malo ali celo brezplačno.

Značilnosti računalnikov četrte generacije

- Povečana uporaba računalnika v primerjavi s prejšnjo generacijo.

- Hitro se je povečala hitrost procesorja.

- Tipkovnica in video monitor sta postala standardni napravi. Miška je začela igrati pomembno vlogo.

- Velikost, stroški, potrebe po energiji in proizvodnja toplote so se v primerjavi s prejšnjo generacijo zmanjšali.

Miniatrizacija

Miniaturna elektronska komponenta, imenovana LSE (Large Scale Integration), je bila razvita za pakiranje čedalje več vezij na enem čipu.

Pozneje je bila uvedena zelo obsežna integracija (VLSI) z uporabo mikroprocesorske tehnologije.

Večopravilnost

Za razliko od računalnikov prejšnje generacije lahko ti obdelujejo več nalog, kar zagotavlja veliko vsestranskost.

Računalniki predvajajo videoposnetke, prikazujejo slike, predvajajo glasbo, lahko se uporabljajo za brskanje po internetu itd.

Ta vsestranskost pomeni, da imajo večjo procesno moč. Ta dodatna moč je nastala z uvedbo mikroprocesorja.

Mikroprocesorji imajo to moč, ker so zmanjšali velikost tranzistorjev in povečali število procesorjev, vključenih v vezje.

Skladiščenje

Kot primarni pomnilnik so bili uporabljeni polprevodniki, kot so RAM, ROM in predpomnilnik. Glavni pomnilnik se je povečal v obliki EPROM-a in SRAM-a.

Kot sekundarni pomnilnik so bili uporabljeni magnetni diski, kot so trdi diski, diskete, optični diski (CD, DVD) in bliskovni pomnilniki.

Mrežno povezovanje

Pojavil se je koncept računalniškega omrežja. Ko so računalniki postajali močnejši, so se lahko povezali v mreže, kar je sčasoma privedlo do razvoja interneta.

Razvita je bila napredna in enostavna programska oprema za spletne strani. Poleg tega sta bila razvita elektronska pošta in mobilna komunikacija.

Strojna oprema

Četrta generacija je prinesla pomemben napredek na makroračunalnikih druge generacije in tudi na miniračunalnikih tretje generacije ter dodala novo kategorijo strojev, ki je bil mikroračunalnik ali osebni računalnik.

Po drugi strani so polprevodniški spomini nadomestili spomine magnetnega jedra. Razvili so tudi miško in prenosne naprave.

Z uporabo mikroprocesorjev v računalnikih so njihove zmogljivosti postale veliko hitrejše, pa tudi učinkovite.

Mikroprocesor je čip, ki se v računalniku uporablja za izvajanje vseh aritmetičnih ali logičnih funkcij, ki jih izvaja kateri koli program.

Integracija

Ta generacija je spoznala procese ustvarjanja integriranih vezij, ki so vsebovale na tisoče tranzistorjev na enem čipu.

V integraciji z velikimi lestvicami (LSI) bi lahko na čip postavili 1.000 naprav, v zelo veliki lestvici (VLSI) pa 100.000 naprav.

Z mikroprocesorjem je bilo mogoče osrednjo procesno enoto (CPU) računalnika postaviti na en čip. Za enostavne sisteme se lahko celoten računalnik namesti na en čip: procesor, glavni pomnilnik in vhodno / izhodni regulatorji.

Procesorski čipi se uporabljajo za CPU, pomnilniški čipi pa za RAM. Vendar je bilo mogoče oblikovati procesorje z vgrajenim pomnilnikom ali predpomnilnikom na enem čipu.

Vzporedna obdelava

Povečala se je uporaba vzporednih procesorjev. Ti stroji združujejo več procesorjev za izvajanje računov vzporedno, pri čemer izvajajo več kot eno navodilo hkrati.

Uporabljali so jih za znanstvene izračune in tudi za podatkovne baze in datotečne strežnike.

programska oprema

Ti računalniki so imeli hitrejši programski jezik, zato je bila uporabniška programska oprema za mikroračunalnike priljubljena.

Računalniki so bili uporabljeni za obdelavo besedila, obdelavo preglednic in pošiljanje grafike.

Operacijski sistemi

Leta 1974 je Intel zasnoval 8-bitni mikroprocesor z imenom 8808. Gary Kildall je napisal operacijski sistem za ta procesor, znan kot Nadzorni program za mikroračunalnike (CP / M).

Po drugi strani je IBM sodeloval z Billom Gatesom, ki je kupil operacijski sistem Computer Product, da bi ga distribuiral z novim računalnikom IBM.

Oba sta bila operacijski sistem na osnovi ukazne vrstice, kjer je uporabnik lahko komuniciral z računalnikom prek tipkovnice.

Grafični uporabniški vmesnik

Steve Jobs je računalnik Apple Macintosh predstavil leta 1984 z boljšim grafičnim uporabniškim vmesnikom z uporabo vmesnika Xerox Alto.

Po Applovem uspehu je Microsoft v različico operacijskega sistema DOS iz leta 1985 integriral lupinsko različico sistema Windows.

Windows se je uporabljal tako kot 10 let, dokler ni bil znova zasnovan z Windows 95. To je bil popoln operacijski sistem z vsemi pripomočki.

Jeziki četrte generacije

Za razliko od jezikov tretje generacije, jeziki četrte generacije niso postopkovni, ampak uporabljajo deklarativni slog.

Deklarativni slog zagotavlja matematično specifikacijo, kaj je treba izračunati, tako da prevajalnik pušča veliko podrobnosti o tem, kako naj se izvede izračun.

Zato je velik program, narejen z jezikom tretje generacije, mogoče nadomestiti z eno izjavo z jezikom četrte generacije.

Izumi in njihovi avtorji

Izum tehnologije LSI in tehnologije VLSI je privedel do četrte generacije računalnikov. Poleg tega ta generacija vključuje naslednje razvojne dogodke:

- Grafični uporabniški vmesnik.

- Novi operacijski sistemi.

- Različne vhodno / izhodne in sekundarne naprave za shranjevanje.

- Lokalna omrežja.

Mikroprocesor

Leta 1971 jo je razvil Ted Hoff, skupaj s F. Fagginom in S. Mazorjem. Za Intel Corporation so razvili mikroprocesor Intel 4004.

Ta mikroprocesor je vseboval 2.300 tranzistorjev. Pomenil je začetek generacije računalnikov, ki sega do današnjih dni.

Altair 8800

Altair 8800, 1975.

Bil je eden prvih mikroračunalnikov. Ustvarilo ga je leta 1975 podjetje Micro Instrumentation Telemetry Systems (MITS).

Ed Roberts jo je zasnoval z uporabo procesorskega čipa Intel 8080, ki je bil prvi 16-bitni mikroprocesor. Šlo je za začetni vpliv osebnega računalništva na svetu.

Manzana

Leta 1976 je Steve Wozniak razvil prvi računalnik Apple (Apple I). Bil je majhen osebni računalnik.

Steve Jobs mu je pomagal prodati ta računalnik in mu kasneje pomagal narediti Apple II. Wozniak in Jobs sta bila soustanovitelja Apple-a.

IBM PC

Leta 1981 je International Business Machine (IBM) predstavil ta prvi domači računalnik, ki poganja procesor 4004.

Microsoft

Paul Allen in Bill Gates, ustanovitelja Microsofta, sta začela delati pisanje BASIC jezika za ALTAIR 8800.

Kasneje je operacijski sistem DOS podjetju prinesel velik uspeh. Leta 1985 so izdali Windows 1.0, 16-bitno grafično operacijsko okolje.

Leta 1986 so uvedli program za obdelavo besedil, baz podatkov in preglednic z imenom Microsoft Works.

Predstavljeni računalniki

Vključeni so miniračunalniki iz sedemdesetih let prejšnjega stoletja, kot sta PDP-11/03 in PDP-11/34, osebni računalniki s konca sedemdesetih in zgodnjih osemdesetih let in makroračunalniki, ki uporabljajo mikroprocesorje, kot je IBM-ova z-serija.

Xerox Alto

Leta 1973 je bil predstavljen računalnik PARC Xerox Alto. Bil je pravi osebni računalnik, ki vsebuje vrata Ethernet, miško in tudi grafični uporabniški vmesnik z bitnimi slikami, prvi te vrste. Potekal je na 16-bitnem čipu podjetja Texas Instruments.

Apple mikroračunalniki

Wozniak in Jobs sta razvila Apple II, ki je bil eden prvih množično izdelanih zelo uspešnih domačih mikroračunalnikov.

Bil je prvi v seriji Apple II. Skupaj je bilo prodanih pet milijonov. Sodeluje z ROM-om in Integerjem BASIC. Wozniak je leta 1978 razvil Disk II, disketni pogon za shranjevanje.

Računalnik Apple II je pritegnil podjetja, da so bolj uporabljala računalnike, ker je lahko poganjala programsko opremo, kot je preglednica VisiCalc.

Apple je Macintosh predstavil leta 1984, ki temelji na mikroprocesorju Motorola 68000. Sprva ni bil komercialno uspešen, na koncu pa je bil.

V četrti generaciji računalništva so bili izdelani številni drugi modeli računalnikov Apple. Nekateri so bili uspešni, drugi pa ne.

IBM PC

Leta 1981 je IBM izdal osebni računalnik. Postal je najbolje prodajani računalnik in se prodaja še danes. To je bil računalnik z Windows.

Arhitektura IBM PC-ja je postala dejansko standard na trgu, ki so ga drugi proizvajalci osebnih računalnikov poskušali posnemati.

Prednosti in slabosti

Prednost

Najpomembnejši napredek v razvoju računalnikov se je zgodil pri prehodu s tretje na četrto generacijo.

Največja korist je, da ima večina prebivalstva doma vsaj en računalnik, ker je cenovno dostopen in ustrezne velikosti.

- So zelo zanesljivi računalniki, majhni in zmogljivejši. Zahtevajo veliko manj vzdrževanja kot prejšnje generacije.

- Imajo moč hitre obdelave z manjšo porabo energije. Poleg tega so najcenejše med vsemi generacijami.

- Imajo notranji ventilator, ki odvaja toploto in tako lahko vzdržuje primerno temperaturo. Klima ne potrebuje več za normalno delovanje.

- Med delom z njimi omogočajo enostavno uporabo, saj je njihov grafični uporabniški vmesnik ter interaktivne vhodne in izhodne naprave enostaven za uporabo.

- So računalniki za splošno rabo. Uporabite jih lahko za skoraj vse. Njegova proizvodnja je popolnoma komercialna.

- Uporabljajo se lahko vse vrste jezikov na visoki ravni.

Slabosti

Za izdelavo mikroprocesorjev potrebuje najnovejšo tehnologijo. To je za načrtovanje in izdelavo omejeno na zelo malo podjetij (Intel, AMD itd.), Zaradi česar so vsi odvisni od njih.

Zasnova in izdelava mikroprocesorja je zelo zapletena. Za izdelavo sta potrebna draga namestitev in visoko usposobljeno osebje.

Po drugi strani ima omrežni sistem dovzetnost za obsežne napade, prav tako pušča možnost napada virusa po celotnem sistemu, zaradi česar so vsi ranljivi.

Reference

1. Benjamin Musungu (2018). Generacije računalnikov od leta 1940 do danes. Kenijapleks. Vzeto iz: kenyaplex.com.
2. Enciklopedija (2019. Generacije, računalniki. Vzeto iz: encyclopedia.com.
3. Wikieducator (2019). Zgodovina računalniškega razvoja in generacije računalnika. Izvedeno iz: wikieducator.org.
4. Prerana Jain (2018). Generacije računalnikov. Vključi pomoč. Vzeto iz: includehelp.com.
5. Kullabs (2019). Generacija računalnika in njihove značilnosti. Vzeto iz: kullabs.com.
6. Bajt-opombe (2019). Pet generacij računalnikov. Vzeto iz: byte-notes.com.
7. Alfred Amuno (2019). Računalniška zgodovina: Klasifikacija generacij računalnikov. Turbo prihodnost. Vzeto iz: turbofuture.com.
8. Stephen Noe (2019). 5 Generacija računalnika. Visoka šola Stella Maris. Izvedeno iz: stellamariscollege.org.
9. Weebly (2019). Računalniška zgodovina. Vzeto iz: weebly.com.