VIERTE GENERATION VON COMPUTERN: GESCHICHTE, EIGENSCHAFTEN, HARDWARE, SOFTWARE - TECHNOLOGIE - 2025

Die vierte Computergeneration bezieht sich auf den Computertyp, der in der 1972 begonnenen Phase verwendet wurde. Diese Phase basiert auf der Informationstechnologie des Mikroprozessors.

Diese Computergeneration funktioniert noch heute. Man kann sagen, dass die Computer, die man sehen kann, Computer der vierten Generation sind.

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

Die ersten Entwicklungen in der Computertechnologie basierten auf revolutionären technologischen Fortschritten, bei denen Erfindungen und neue Technologien die treibende Kraft waren. Diese Generation wird wahrscheinlich eher als evolutionär als als revolutionär angesehen.

Somit war die vierte Computergeneration eine große Erweiterung oder Verbesserung der dritten Computergeneration.

Die Geburt des Mikroprozessors erfolgte zeitgleich mit der Geburt des Mikrocomputers. Diese Generation war auch auf die Einhaltung des Moore-Gesetzes ausgerichtet, das das exponentielle Wachstum von Transistoren in Mikrochips ab 1965 vorhersagte.

Bedeutung

Mikroprozessoren verwendeten zuerst eine Integrationstechnologie im großen Maßstab und später eine Integrationstechnologie im großen Maßstab, um schließlich Millionen von Transistoren auf einem einzigen Chip zu kapseln.

Die Mikroprozessortechnologie ist heute in allen modernen Computern zu finden. Die Chips als solche können billig und in großen Mengen hergestellt werden.

Diese Computergeneration entwickelte sich sehr schnell, weil sie so vielseitig und einfach zu bedienen waren. Die Rolle von Computern war insbesondere im Bereich der Industrie und der Informationstechnologie sehr nützlich.

Der neue Mikroprozessor war so leistungsstark wie der ENIAC-Computer von 1946. Was in der ersten Generation einen ganzen Raum füllte, konnte jetzt in Ihre Handfläche passen.

Desktop-Computer wurden alltäglich. Die in Büros und Privathaushalten verwendeten PCs sind Computer der vierten Generation.

Herkunft und Geschichte der vierten Generation

Die Erfindung des Mikroprozessorchips führte zu Computern der vierten Generation. Dies führte zur Entwicklung von Mikrocomputern oder PCs.

Der erste Mikroprozessor namens Intel 4004 wurde 1971 von der amerikanischen Firma Intel entwickelt.

Die VLSI-Technologie (Very Large Scale Integration) machte es zur Routine, eine komplette CPU oder einen Hauptspeicher mit einer einzigen integrierten Schaltung herzustellen, die in Massenproduktion zu sehr geringen Kosten hergestellt wurde.

Dies führte zu neuen Maschinenklassen wie PCs und Hochleistungs-Parallelprozessoren mit Tausenden von CPUs.

Persönliche Computer

1981 wählte IBM Intel als Hersteller des Mikroprozessors für seine neue Maschine, den IBM-PC. Dieser Mikroprozessor war der Intel 8086.

Dieser Computer könnte 240.000 Summen pro Sekunde ausführen. Obwohl es viel langsamer war als Computer in der IBM 360-Familie, waren es heute nur 4.000 US-Dollar. Dieses Preis-Leistungsverhältnis sorgte für einen Boom auf dem Mikrocomputermarkt.

Im Jahr 1996 konnte der Pentium Pro-PC von Intel 400.000.000 Summen pro Sekunde ausführen. Dies war ungefähr 210.000 Mal schneller als ENIAC.

Grafische Benutzeroberfläche

Dies war im Grunde eine Schnittstelle, über die der durchschnittliche Benutzer über visuelle Symbole mit dem Computer interagierte, anstatt Befehle in einer Programmiersprache eingeben zu müssen.

Dies machte die Verwendung des Computers viel einfacher und daher konnten mehr Menschen die Technologie nutzen.

Die Software, die auf diesen Computern lief, war auch für wenig oder sogar kostenlos verfügbar.

Eigenschaften der vierten Computergeneration

- Erhöhte Computernutzung im Vergleich zur vorherigen Generation.

- Die Prozessorgeschwindigkeit hat sich dramatisch erhöht.

- Die Tastatur und der Videomonitor wurden zu Standardgeräten. Die Maus begann eine wichtige Rolle zu spielen.

- Größe, Kosten, Energiebedarf und Wärmeerzeugung haben sich im Vergleich zur vorherigen Generation verringert.

Miniaturisierung

Die elektronische Miniaturisierungskomponente namens Large Scale Integration (LSI) wurde entwickelt, um immer mehr Schaltungen auf einem einzigen Chip zu verpacken.

Die Very Large Scale Integration (VLSI) wurde später mithilfe der mikroprozessorbasierten Technologie eingeführt.

Multitasking

Im Gegensatz zu Computern der vorherigen Generation können diese mehrere Aufgaben verarbeiten und bieten so eine große Vielseitigkeit.

Computer spielen Videos ab, zeigen Bilder an, spielen Musik ab, können zum Surfen im Internet verwendet werden usw.

Diese Vielseitigkeit bedeutet, dass sie mehr Rechenleistung haben. Diese zusätzliche Leistung wurde mit der Implementierung des Mikroprozessors erzeugt.

Mikroprozessoren haben diese Leistung, weil sie die Größe der Transistoren verringert und die Anzahl der in einer Schaltung enthaltenen Prozessoren erhöht haben.

Lager

Halbleiter wie RAM, ROM und Cache-Speicher wurden als primäre Speicher verwendet. Der Hauptspeicher wurde in Form von EPROM und SRAM erhöht.

Als Sekundärspeicher wurden Magnetplatten wie Festplatten, Disketten, optische Platten (CD, DVD) und Flash-Speicher verwendet.

Vernetzung

Das Konzept des Computernetzwerks entstand. Als die Computer leistungsfähiger wurden, konnten sie sich zu Netzwerken verbinden, was schließlich zur Entwicklung des Internets führte.

Es wurde eine fortschrittliche und benutzerfreundliche Software für Webseiten entwickelt. Darüber hinaus wurden E-Mail und Mobilkommunikation entwickelt.

Hardware

Die vierte Generation brachte wichtige Fortschritte bei den Makrocomputern der zweiten Generation und auch bei den Minicomputern der dritten Generation und fügte eine neue Kategorie von Maschinen hinzu, nämlich den Mikrocomputer oder den Personal Computer.

Andererseits ersetzten Halbleiterspeicher Magnetkernspeicher. Die Maus und tragbare Geräte wurden ebenfalls entwickelt.

Mit der Verwendung von Mikroprozessoren in Computern wurde ihre Leistung viel schneller und effizienter.

Der Mikroprozessor ist ein Chip, der im Computer verwendet wird, um alle von einem Programm ausgeführten arithmetischen oder logischen Funktionen auszuführen.

Integration

Diese Generation lernte die Prozesse zur Erstellung integrierter Schaltkreise kennen, die Tausende von Transistoren auf einem einzigen Chip enthielten.

Bei der Large Scale Integration (LSI) könnten 1.000 Geräte pro Chip und bei der Very Large Scale Integration (VLSI) 100.000 Geräte pro Chip platziert werden.

Mit dem Mikroprozessor war es möglich, die Zentraleinheit (CPU) des Computers auf einem einzigen Chip zu platzieren. Bei einfachen Systemen kann ein ganzer Computer auf einen einzelnen Chip passen: Prozessor, Hauptspeicher und Eingabe- / Ausgabesteuerungen.

Prozessorchips werden für die CPU und Speicherchips für den RAM verwendet. Es war jedoch möglich, Prozessoren mit integriertem Speicher oder Cache auf einem einzelnen Chip zu entwerfen.

Parallelverarbeitung

Der Einsatz von Parallelprozessoren wurde erhöht. Diese Maschinen kombinieren mehrere Prozessoren, um Berechnungen parallel durchzuführen und mehr als einen Befehl gleichzeitig auszuführen.

Sie wurden für wissenschaftliche Berechnungen sowie für Datenbanken und Dateiserver verwendet.

Software

Diese Computer hatten eine schnellere Programmiersprache, was Anwendungssoftware für Mikrocomputer populär machte.

Computer wurden verwendet, um Text zu verarbeiten, Tabellenkalkulationen zu verarbeiten und Grafiken bereitzustellen.

Betriebssysteme

1974 entwickelte Intel einen 8-Bit-Mikroprozessor namens 8808. Gary Kildall schrieb das Betriebssystem für diesen Prozessor, das als Steuerprogramm für Mikrocomputer (CP / M) bekannt ist.

Auf der anderen Seite ging IBM eine Partnerschaft mit Bill Gates ein, der das Betriebssystem Computer Product gekauft hatte, um es mit dem neuen IBM-Computer zu vertreiben.

Beide waren befehlszeilenbasierte Betriebssysteme, bei denen der Benutzer über die Tastatur mit dem Computer interagieren konnte.

Grafische Benutzeroberfläche

Steve Jobs brachte 1984 den Apple Macintosh-Computer mit einer besseren grafischen Benutzeroberfläche auf den Markt, wobei er die Idee der Xerox Alto-Benutzeroberfläche verwendete.

Nach dem Erfolg von Apple hat Microsoft eine Shell-Version von Windows in die 1985er Version des DOS-Betriebssystems integriert.

Windows wurde 10 Jahre lang so verwendet, bis es mit Windows 95 neu erfunden wurde. Dies war ein vollständiges Betriebssystem mit allen Dienstprogrammen.

Sprachen der vierten Generation

Im Gegensatz zu Sprachen der dritten Generation sind Sprachen der vierten Generation nicht prozedural, sondern verwenden einen deklarativen Stil.

Der deklarative Stil bietet eine mathematische Spezifikation dessen, was berechnet werden soll, und lässt dem Compiler viele Details darüber, wie die Berechnung durchgeführt werden soll.

Daher kann ein großes Programm, das mit einer Sprache der dritten Generation erstellt wurde, durch eine einzelne Deklaration mit einer Sprache der vierten Generation ersetzt werden.

Erfindungen und ihre Autoren

Die Erfindung der LSI-Technologie und der VLSI-Technologie führte zur vierten Generation von Computern. Darüber hinaus umfasst diese Generation folgende Entwicklungen:

- Grafische Benutzeroberfläche.

- Neue Betriebssysteme.

- Verschiedene Ein- / Ausgabe- und Sekundärspeichergeräte.

- Lokale Netzwerke.

Mikroprozessor

Es wurde 1971 von Ted Hoff zusammen mit F. Faggin und S. Mazor entwickelt. Sie entwickelten den Intel 4004-Mikroprozessor für die Intel Corporation.

Dieser Mikroprozessor enthielt 2.300 Transistoren. Es war der Beginn einer Computergeneration, die bis heute reicht.

Altair 8800

Altair 8800, 1975.

Es war einer der ersten Mikrocomputer. Es wurde 1975 von der Firma Micro Instrumentation Telemetry Systems (MITS) gegründet.

Ed Roberts entwarf es mit einem Intel 8080-Prozessorchip, dem ersten 16-Bit-Mikroprozessor. Es war der anfängliche Einfluss von Personal Computing auf die Welt.

Manzana

1976 entwickelte Steve Wozniak den ersten Apple-Computer (Apple I). Es war ein kleiner PC.

Steve Jobs half ihm beim Verkauf dieses Computers und später bei der Herstellung des Apple II. Wozniak und Jobs waren die Mitbegründer von Apple.

IBM PC

1981 stellte International Business Machine (IBM) diesen ersten Heimcomputer mit dem 4004-Prozessor vor.

Microsoft

Paul Allen und Bill Gates, Gründer von Microsoft, begannen mit dem Schreiben der BASIC-Sprache für den ALTAIR 8800.

In der Folge brachte das DOS-Betriebssystem dem Unternehmen großen Erfolg. 1985 veröffentlichten sie Windows 1.0, eine grafische 16-Bit-Betriebsumgebung.

1986 starteten sie ein Textverarbeitungs-, Datenbank- und Tabellenkalkulationsprogramm namens Microsoft Works.

Ausgewählte Computer

Eingeschlossen sind die Minicomputer der 1970er Jahre wie PDP-11/03 und PDP-11/34, Personal Computer der späten 1970er und frühen 1980er Jahre sowie Makrocomputer mit Mikroprozessoren wie die z-Serie von IBM.

Xerox Alto

1973 wurde der Xerox Alto-Computer von PARC auf den Markt gebracht. Es war ein echter Personal Computer mit einem Ethernet-Anschluss, einer Maus und einer grafischen Benutzeroberfläche mit Bitmaps, dem ersten seiner Art. Es lief auf einem 16-Bit-Chip von Texas Instruments.

Apple Mikrocomputer

Wozniak und Jobs entwickelten den Apple II, einen der ersten in Serie produzierten, sehr erfolgreichen Heim-Mikrocomputer.

Es war das erste in der Apple II-Serie. Insgesamt wurden fünf Millionen verkauft. Es funktionierte mit einem ROM und Integer BASIC. Wozniak entwickelte 1978 Disk II, ein Diskettenlaufwerk zur Speicherung.

Der Apple II-Computer zog Unternehmen an, Computer häufiger zu verwenden, da er Software wie die VisiCalc-Tabelle ausführen konnte.

Apple stellte den Macintosh 1984 auf der Basis des Motorola 68000-Mikroprozessors vor. Er war anfangs nicht kommerziell erfolgreich, war es aber schließlich.

Viele andere Modelle von Apple-Computern wurden in der vierten Computergeneration hergestellt. Einige waren erfolgreich, andere nicht.

IBM PC

1981 veröffentlichte IBM den Personal Computer. Es wurde ein meistverkaufter Computer und wird noch heute verkauft. Es war ein Windows-basierter PC.

Die Architektur des IBM-PCs wurde zum De-facto-Standard auf dem Markt, den andere PC-Hersteller emulieren wollten.

Vorteile und Nachteile

Vorteil

Die bedeutendsten Fortschritte bei der Entwicklung von Computern wurden beim Übergang von der dritten zur vierten Generation erzielt.

Der größte Vorteil ist, dass die Mehrheit der Bevölkerung aufgrund ihrer Erschwinglichkeit und angemessenen Größe mindestens einen Computer zu Hause haben kann.

- Sie sind hochzuverlässige Computer, klein und leistungsstärker. Sie erfordern viel weniger Wartung als frühere Generationen.

- Sie haben die Kraft einer schnellen Verarbeitung bei geringerem Energieverbrauch. Darüber hinaus sind sie die billigsten unter allen Generationen.

- Sie haben einen internen Lüfter, um Wärme abzuleiten und so die richtige Temperatur aufrechtzuerhalten. Eine Klimaanlage ist nicht mehr erforderlich, damit sie normal funktionieren.

- Aufgrund der Entwicklung der grafischen Benutzeroberfläche und der interaktiven Eingabe- und Ausgabegeräte bieten sie während der Arbeit eine benutzerfreundliche Umgebung.

- Sie sind Allzweckcomputer. Sie können für fast alles verwendet werden. Die Produktion ist völlig kommerziell.

- Alle Arten von Hochsprachen können verwendet werden.

Nachteile

Für die Herstellung der Mikroprozessoren ist die neueste Technologie erforderlich. Dies hat Design und Herstellung auf sehr wenige Unternehmen (Intel, AMD usw.) beschränkt, so dass jeder von ihnen abhängig ist.

Das Design und die Herstellung des Mikroprozessors sind sehr komplex. Für die Herstellung sind kostspielige Einrichtung und hochqualifiziertes Personal erforderlich.

Auf der anderen Seite ist ein vernetztes System anfällig für groß angelegte Angriffe, wodurch auch die Möglichkeit eines Virenangriffs im gesamten System besteht, wodurch alle anfällig werden.

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