ČTVRTÁ GENERACE POČÍTAČŮ: HISTORIE, VLASTNOSTI, HARDWARE, SOFTWARE - TECHNOLOGIE - 2025

Čtvrtá generace počítačů se odkazuje na typ počítačů, které byly použity během fáze, která začala v roce 1972. V této fázi bylo založeno na informační technologie mikroprocesoru.

Tato generace počítačů je dnes ještě funkční. Lze říci, že počítače, které lze vidět, jsou počítače čtvrté generace.

IBM PC 5150 Zdroj: CC BY-SA 3.0, První vývoj v oblasti výpočetní techniky byl založen na revolučních technologických pokrokech, kde hnací silou byly vynálezy a nové technologie. Tato generace je pravděpodobně lépe vnímána jako evoluční než revoluční.

Čtvrtá generace počítačů byla tedy velkým rozšířením nebo vylepšením třetí generace počítačů.

Narození mikroprocesoru nastalo současně s narozením mikropočítače. Tato generace byla také sladěna s dodržováním Mooreova zákona, který předpovídal exponenciální růst tranzistorů v mikročipech počínaje rokem 1965.

Důležitost

Mikroprocesory nejprve použily rozsáhlou integrační technologii a později velmi rozsáhlou integrační technologii, aby nakonec zapouzdřily miliony tranzistorů na jeden čip.

Mikroprocesorová technologie se nyní nachází ve všech moderních počítačích. Čipy jako takové mohou být vyráběny levně a ve velkém množství.

Tato generace počítačů se vyvinula velmi rychle, protože byly tak univerzální a snadno použitelné. Role počítačů byla velmi užitečná zejména v oblasti průmyslu a informačních technologií.

Nový mikroprocesor byl stejně výkonný jako počítač ENIAC z roku 1946. To, co zaplnilo celou místnost první generace, se nyní vejde do dlaně.

Stolní počítače se staly samozřejmostí. Osobní počítače v kancelářích a domácnostech jsou počítače čtvrté generace.

Původ a historie čtvrté generace

Vynález mikroprocesorového čipu byl uveden v počítačích čtvrté generace. To vedlo k vývoji mikropočítačů nebo osobních počítačů.

První mikroprocesor, nazvaný Intel 4004, byl vyvinut americkou společností Intel v roce 1971.

Technologie VLSI (Large Large Scale Integration) způsobila rutinní výrobu úplného CPU nebo hlavní paměti s jediným integrovaným obvodem, sériově vyráběné za velmi nízké náklady.

Výsledkem byly nové třídy počítačů, jako jsou osobní počítače a vysoce výkonné paralelní procesory obsahující tisíce CPU.

Osobní počítače

V roce 1981 IBM vybrala Intel jako výrobce mikroprocesoru pro svůj nový stroj, IBM-PC. Tímto mikroprocesorem byl Intel 8086.

Tento počítač mohl provádět 240 000 částek za sekundu. Přestože to bylo mnohem pomalejší než počítače v rodině IBM 360, v dnešních dolarech to bylo jen 4 000 dolarů. Tento poměr ceny a výkonu způsobil rozmach na trhu mikropočítačů.

V roce 1996 mohl počítač Intel Pentium Pro běžet 400 000 000 částek za sekundu. To bylo přibližně 210 000krát rychlejší než ENIAC.

Grafické uživatelské prostředí

Jde v zásadě o rozhraní, kde průměrný uživatel interagoval s počítačem pomocí vizuálních ikon, spíše než musel zadávat příkazy v programovacím jazyce.

Díky tomu bylo používání počítače mnohem snazší, a proto bylo možné tuto technologii používat více lidí.

Software, který běžel na těchto počítačích, byl také k dispozici za malý nebo dokonce zdarma.

Charakteristika čtvrté generace počítačů

- Zvýšené používání počítače ve srovnání s předchozí generací.

- Došlo k dramatickému zvýšení rychlosti procesoru.

- Klávesnice a videomonitor se staly standardními zařízeními. Myš začala hrát důležitou roli.

- Velikost, náklady, energetická náročnost a výroba tepla se ve srovnání s předchozí generací snížily.

Miniaturizace

Miniaturizační elektronická součástka, zvaná Large Scale Integration (LSI), byla vyvinuta pro balení stále více obvodů na jeden čip.

Integrace velmi velkého měřítka (VLSI) byla později představena pomocí technologie založené na mikroprocesoru.

Multitask

Na rozdíl od počítačů předchozí generace mohou tyto zpracovávat více úkolů a zajišťovat velkou všestrannost.

Počítače přehrávají videa, zobrazují obrázky, přehrávají hudbu, mohou být použity k surfování po internetu atd.

Tato univerzálnost znamená, že mají větší výpočetní výkon. Tato další energie byla vytvořena implementací mikroprocesoru.

Mikroprocesory mají tuto sílu, protože snížily velikost tranzistorů a zvýšily počet procesorů zahrnutých v obvodu.

Úložný prostor

Jako primární paměti byly použity polovodiče jako RAM, ROM a vyrovnávací paměť. Hlavní paměť se zvýšila ve formě EPROM a SRAM.

Jako sekundární paměť byly použity magnetické disky, jako jsou pevné disky, diskety, optické disky (CD, DVD) a flash paměti.

Sítě

Objevila se koncepce počítačové sítě. Jak počítače staly se silnější, oni byli schopní propojit se spolu tvořit sítě, který nakonec vedl k vývoji internetu.

Byl vyvinut pokročilý a snadno použitelný software pro webové stránky. Kromě toho byly vyvinuty e-mailové a mobilní komunikace.

Hardware

Čtvrtá generace přinesla významné pokroky v makropočítačích druhé generace a také v minipočítačích třetí generace a přidala novou kategorii strojů, kterými byl mikropočítač nebo osobní počítač.

Na druhé straně polovodičové paměti nahradily paměti magnetického jádra. Byly vyvinuty také myš a přenosná zařízení.

S využitím mikroprocesorů v počítačích se jejich výkon stal mnohem rychlejším a efektivnějším.

Mikroprocesor je čip používaný v počítači k provádění všech aritmetických nebo logických funkcí prováděných jakýmkoli programem.

Integrace

Tato generace se dozvěděla o procesech vytváření integrovaných obvodů, které obsahovaly tisíce tranzistorů na jediném čipu.

Ve velkoplošné integraci (LSI) bylo možné umístit 1 000 zařízení na čip a ve velkoplošné integraci (VLSI) 100 000 zařízení na jeden čip.

Pomocí mikroprocesoru bylo možné umístit centrální procesorovou jednotku (CPU) počítače na jediný čip. U jednoduchých systémů se celý počítač vejde na jeden čip: procesor, hlavní paměť a řadiče vstupu / výstupu.

Procesní čipy se používají pro CPU a paměťové čipy se používají pro RAM. Bylo však možné navrhnout procesory s vestavěnou pamětí nebo mezipamětí na jediném čipu.

Paralelní zpracování

Zvýšilo se používání paralelních procesorů. Tyto stroje kombinují několik procesorů tak, aby prováděly výpočty paralelně a prováděly více než jednu instrukci najednou.

Používají se pro vědecké výpočty a také pro databáze a souborové servery.

software

Tyto počítače měly rychlejší programovací jazyk, díky čemuž byl aplikační software pro mikropočítače populární.

Počítače byly používány ke zpracování textu, zpracování tabulek a doručování grafiky.

Operační systémy

V roce 1974 vymyslel Intel 8bitový mikroprocesor s názvem 8808. Gary Kildall napsal operační systém pro tento procesor, známý jako Control Program for Microcomputers (CP / M).

Na druhé straně se IBM spojila s Billem Gatesem, který koupil operační systém počítačového produktu, aby jej distribuoval s novým počítačem IBM.

Oba se jednalo o operační systémy založené na příkazovém řádku, kde uživatel mohl komunikovat s počítačem pomocí klávesnice.

Grafické uživatelské prostředí

Steve Jobs spustil počítač Apple Macintosh v roce 1984 s lepším grafickým uživatelským rozhraním pomocí nápadu rozhraní Xerox Alto.

Po úspěchu společnosti Apple integroval Microsoft verzi systému Windows do operačního systému DOS z roku 1985.

Windows se takto používal po dobu 10 let, dokud nebyl znovuobjeven se systémem Windows 95. Byl to kompletní operační systém se všemi nástroji.

Jazyky čtvrté generace

Na rozdíl od jazyků třetí generace nejsou jazyky čtvrté generace procedurální, ale používají deklarativní styl.

Deklarativní styl poskytuje matematickou specifikaci toho, co by se mělo vypočítat, takže kompilátor nechává mnoho podrobností o tom, jak má být výpočet proveden.

Proto lze velký program vytvořený jazykem třetí generace nahradit jediným prohlášením jazykem čtvrté generace.

Vynálezy a jejich autoři

Vynález technologie LSI a VLSI vedl ke čtvrté generaci počítačů. Tato generace navíc zahrnuje následující vývoj:

- Grafické uživatelské prostředí.

- Nové operační systémy.

- Různá vstupní / výstupní a sekundární paměťová zařízení.

- Lokální sítě.

Mikroprocesor

Byl vyvinut v roce 1971 Ted Hoffem, společně s F. Fagginem a S. Mazorem. Vyvinuli mikroprocesor Intel 4004 pro společnost Intel Corporation.

Tento mikroprocesor obsahoval 2300 tranzistorů. Znamenalo to počátek generace počítačů, která sahá až do současnosti.

Altair 8800

Altair 8800, 1975.

Byl to jeden z prvních mikropočítačů. Byl vytvořen v roce 1975 společností Micro Instrumentation Telemetry Systems (MITS).

Ed Roberts to navrhl pomocí procesoru Intel 8080, který byl prvním 16bitovým mikroprocesorem. Byl to počáteční vliv osobních počítačů na světě.

Manzana

V roce 1976 vyvinul Steve Wozniak první počítač Apple (Apple I). Byl to malý osobní počítač.

Steve Jobs mu pomohl prodat tento počítač a později mu pomohl vyrobit Apple II. Wozniak a Jobs byli spoluzakladateli Apple.

IBM PC

V roce 1981 představila společnost International Business Machine (IBM) tento první domácí počítač s procesorem 4004.

Microsoft

Paul Allen a Bill Gates, zakladatelé společnosti Microsoft, začali pracovat na psaní jazyka BASIC pro ALTAIR 8800.

Operační systém DOS následně společnosti přinesl velký úspěch. V roce 1985 vydali Windows 1.0, 16bitové grafické operační prostředí.

V roce 1986 zahájili program pro zpracování textu, databáze a tabulky nazvaný Microsoft Works.

Doporučené počítače

Zahrnuty jsou minipočítače ze 70. let, jako jsou PDP-11/03 a PDP-11/34, osobní počítače z konce 70. a počátku 80. let a makropočítače, které používají mikroprocesory, jako je například řada IBM.

Xerox Alto

V roce 1973 byl spuštěn počítač Xerox Alto společnosti PARC. Byl to skutečný osobní počítač s ethernetovým portem, myší a také grafické uživatelské rozhraní s bitmapy, první svého druhu. Běžel na 16bitovém čipu od společnosti Texas Instruments.

Mikropočítače Apple

Wozniak a Jobs vyvinuli Apple II, který byl jedním z prvních masově vyráběných vysoce úspěšných domácích mikropočítačů.

Byl to první z řady Apple II. Celkem bylo prodáno pět milionů. Fungovalo to s ROM a Integer BASIC. Wozniak vyvinul Disk II v roce 1978, disketovou jednotku pro ukládání.

Počítač Apple II přitahoval společnosti, aby používaly více počítačů, protože mohl spouštět software, například tabulku VisiCalc.

Apple představil Macintosh v roce 1984, založený na mikroprocesoru Motorola 68000. To nebylo zpočátku komerčně úspěšné, ale nakonec to bylo.

Během čtvrté generace výpočetní techniky bylo vyrobeno mnoho dalších modelů počítačů Apple. Některé byly úspěšné, zatímco jiné ne.

IBM PC

V roce 1981 IBM vydala osobní počítač. Stal se nejprodávanějším počítačem a dodnes se prodává. Byl to počítač se systémem Windows.

Architektura počítače IBM PC se stala de facto standardem na trhu, který se ostatní výrobci počítačů snažili napodobovat.

Výhody a nevýhody

Výhoda

Nejvýznamnější pokroky ve vývoji počítačů nastaly při přechodu ze třetí na čtvrtou generaci.

Největší výhodou je, že většina populace může mít doma alespoň jeden počítač díky své cenové dostupnosti a přiměřené velikosti.

- Jsou to vysoce spolehlivé počítače, malé a výkonnější. Vyžadují mnohem méně údržby než předchozí generace.

- Mají schopnost rychlého zpracování s nižší spotřebou energie. Navíc jsou nejlevnější ze všech generací.

- Mají interní ventilátor, který odvádí teplo a je schopen udržovat správnou teplotu. Klimatizace již není nutná pro normální fungování.

- Poskytují snadno použitelné prostředí při práci s nimi díky vývoji grafického uživatelského rozhraní a interaktivních vstupních a výstupních zařízení.

- Jsou to počítače pro všeobecné použití. Mohou být zvyklí dělat téměř cokoli. Jeho produkce je zcela komerční.

- Lze použít všechny typy jazyků na vysoké úrovni.

Nevýhody

K výrobě mikroprocesorů je zapotřebí nejnovější technologie. To má omezený design a výrobu na velmi málo společností (Intel, AMD atd.), Což je na nich závislých.

Konstrukce a výroba mikroprocesoru je velmi složitá. Pro výrobu jsou nutné nákladné nastavení a vysoce kvalifikovaní pracovníci.

Na druhé straně, síťový systém má náchylnost k útoku ve velkém měřítku a také ponechává možnost virového útoku v celém systému, což činí každého zranitelným.

Reference

1. Benjamin Musungu (2018). Generace počítačů od roku 1940 do současnosti. Kenyaplex. Převzato z: kenyaplex.com.
2. Encyklopedie (2019. generace, počítače. Převzato z: encyclopedia.com.
3. Wikieducator (2019). Historie vývoje a generování počítačů. Převzato z: wikieducator.org.
4. Prerana Jain (2018). Generace počítačů. Zahrnout nápovědu. Převzato z: includeehelp.com.
5. Kullabs (2019). Generování počítače a jeho funkce. Převzato z: kullabs.com.
6. Byte-Notes (2019). Pět generací počítačů. Převzato z: byte-notes.com.
7. Alfred Amuno (2019). Počítačová historie: Klasifikace generací počítačů. Turbo Future. Převzato z: turbofuture.com.
8. Stephen Noe (2019). 5 Generování počítače. Stella Maris College. Převzato z: stellamariscollege.org.
9. Weebly (2019). Počítačová historie. Převzato z: weebly.com.