THẾ HỆ MÁY TÍNH THỨ TƯ: LỊCH SỬ, ĐẶC ĐIỂM, PHẦN CỨNG, PHẦN MỀM - CÔNG NGHỆ - 2024

Thế hệ thứ tư của máy tính đề cập đến loại máy tính được sử dụng trong giai đoạn bắt đầu vào năm 1972. Giai đoạn này dựa trên công nghệ thông tin của bộ vi xử lý.

Thế hệ máy tính này vẫn đang hoạt động cho đến ngày nay. Có thể nói những máy tính có thể nhìn thấy xung quanh là máy tính thế hệ thứ tư.

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

Những phát triển đầu tiên của công nghệ máy tính dựa trên những tiến bộ công nghệ mang tính cách mạng, trong đó động lực là các phát minh và công nghệ mới. Thế hệ này có lẽ được xem là tiến hóa hơn là cách mạng.

Do đó, thế hệ máy tính thứ tư là một phần mở rộng hoặc cải tiến tuyệt vời của thế hệ máy tính thứ ba.

Sự ra đời của bộ vi xử lý xảy ra cùng lúc với sự ra đời của máy vi tính. Thế hệ này cũng phù hợp với việc tuân thủ định luật Moore, định luật này đã dự đoán sự phát triển theo cấp số nhân của các bóng bán dẫn trong vi mạch bắt đầu từ năm 1965.

Tầm quan trọng

Các bộ vi xử lý đầu tiên sử dụng công nghệ tích hợp quy mô lớn và sau đó là công nghệ tích hợp quy mô rất lớn để cuối cùng gói gọn hàng triệu bóng bán dẫn trên một chip duy nhất.

Công nghệ vi xử lý hiện được tìm thấy trong tất cả các máy tính hiện đại. Những con chip như vậy có thể được sản xuất với giá rẻ và số lượng lớn.

Thế hệ máy tính này phát triển rất nhanh chóng vì chúng rất linh hoạt và dễ sử dụng. Vai trò của máy tính đã rất hữu ích đặc biệt là trong lĩnh vực công nghiệp và công nghệ thông tin.

Bộ vi xử lý mới mạnh ngang ngửa với máy tính ENIAC năm 1946. Những gì lấp đầy cả một căn phòng ở thế hệ đầu tiên giờ đây có thể nằm gọn trong lòng bàn tay bạn.

Máy tính để bàn đã trở nên phổ biến. Các máy tính cá nhân được thấy trong văn phòng và nhà là máy tính thế hệ thứ tư.

Nguồn gốc và lịch sử của thế hệ thứ tư

Việc phát minh ra chip vi xử lý đã mở ra các máy tính thế hệ thứ tư. Điều này dẫn đến sự phát triển của máy vi tính hoặc máy tính cá nhân.

Bộ vi xử lý đầu tiên có tên là Intel 4004, được phát triển bởi công ty Intel của Mỹ vào năm 1971.

Công nghệ Tích hợp Quy mô Rất lớn (VLSI) đã tạo nên thói quen sản xuất một CPU hoặc bộ nhớ chính hoàn chỉnh với một mạch tích hợp duy nhất, được sản xuất hàng loạt với chi phí rất thấp.

Điều này dẫn đến các lớp máy mới, chẳng hạn như máy tính cá nhân và bộ xử lý song song hiệu suất cao chứa hàng nghìn CPU.

Những máy tính cá nhân

Năm 1981, IBM đã chọn Intel làm nhà sản xuất bộ vi xử lý cho máy mới của mình, IBM-PC. Bộ vi xử lý này là Intel 8086.

Máy tính này có thể thực thi 240.000 tổng mỗi giây. Mặc dù nó chậm hơn nhiều so với các máy tính trong gia đình IBM 360, nhưng tính theo đô la ngày nay thì nó chỉ là $ 4.000. Tỷ lệ hiệu suất giá này đã gây ra sự bùng nổ trên thị trường máy tính siêu nhỏ.

Năm 1996, PC Pentium Pro của Intel có thể chạy 400.000.000 tổng mỗi giây. Tốc độ này nhanh hơn ENIAC khoảng 210.000 lần.

Giao diện đồ họa người dùng

Về cơ bản, đây là một giao diện mà người dùng bình thường tương tác với máy tính bằng các biểu tượng trực quan, thay vì phải nhập lệnh bằng ngôn ngữ lập trình.

Điều này làm cho việc sử dụng máy tính dễ dàng hơn nhiều và do đó nhiều người có thể sử dụng công nghệ hơn.

Phần mềm chạy trên các máy tính này cũng được cung cấp miễn phí hoặc ít.

Đặc điểm của thế hệ máy tính thứ tư

- Tăng khả năng sử dụng máy tính so với thế hệ trước.

- Tốc độ bộ xử lý đã tăng lên đáng kể.

- Bàn phím và màn hình video trở thành thiết bị tiêu chuẩn. Con chuột bắt đầu đóng một vai trò quan trọng.

- Kích thước, chi phí, nhu cầu năng lượng và sinh nhiệt giảm so với thế hệ trước.

Thu nhỏ

Thành phần điện tử thu nhỏ, được gọi là Tích hợp quy mô lớn (LSI), được phát triển để đóng gói ngày càng nhiều mạch trên một chip duy nhất.

Tích hợp Quy mô Rất lớn (VLSI) sau đó đã được giới thiệu, sử dụng công nghệ dựa trên bộ vi xử lý.

Đa nhiệm

Không giống như các máy tính thế hệ trước, chúng có thể xử lý nhiều tác vụ, mang lại tính linh hoạt cao.

Máy tính phát video, hiển thị hình ảnh, chơi nhạc, có thể được sử dụng để lướt Internet, v.v.

Tính linh hoạt này có nghĩa là chúng có nhiều sức mạnh xử lý hơn. Sức mạnh bổ sung này được tạo ra với sự triển khai của bộ vi xử lý.

Các bộ vi xử lý có được sức mạnh này vì chúng đã giảm kích thước của các bóng bán dẫn và tăng số bộ xử lý có trong một mạch.

Lưu trữ

Các chất bán dẫn như RAM, ROM và bộ nhớ đệm được sử dụng làm bộ nhớ chính. Bộ nhớ chính tăng lên dưới dạng EPROM và SRAM.

Đĩa từ tính, chẳng hạn như đĩa cứng, đĩa mềm, đĩa quang (CD, DVD) và bộ nhớ flash, được sử dụng làm bộ nhớ phụ.

Kết nối mạng

Khái niệm về mạng máy tính xuất hiện. Khi các máy tính trở nên mạnh mẽ hơn, chúng có thể liên kết với nhau để tạo thành mạng, điều này cuối cùng dẫn đến sự phát triển của Internet.

Phần mềm tiên tiến và dễ sử dụng cho các trang web đã được phát triển. Ngoài ra, email và thông tin liên lạc di động đã được phát triển.

Phần cứng

Thế hệ thứ tư mang lại những tiến bộ quan trọng trên máy tính macro thế hệ thứ hai và cả trên máy tính mini thế hệ thứ ba, bổ sung thêm một loại máy mới, đó là máy tính siêu nhỏ hoặc máy tính cá nhân.

Mặt khác, bộ nhớ bán dẫn thay thế bộ nhớ lõi từ. Chuột và các thiết bị di động cũng được phát triển.

Với việc sử dụng bộ vi xử lý trong máy tính, hiệu suất của chúng trở nên nhanh hơn và hiệu quả hơn rất nhiều.

Bộ vi xử lý là một con chip được sử dụng trong máy tính để thực hiện tất cả các chức năng số học hoặc logic được thực hiện bởi bất kỳ chương trình nào.

Hội nhập

Thế hệ này đã học về quy trình tạo ra các mạch tích hợp chứa hàng nghìn bóng bán dẫn trên một con chip.

Trong Tích hợp Quy mô Lớn (LSI) 1.000 thiết bị có thể được đặt trên mỗi chip và trong Tích hợp Quy mô Rất lớn (VLSI) 100.000 thiết bị có thể được đặt trên mỗi chip.

Với bộ vi xử lý, có thể đặt đơn vị xử lý trung tâm (CPU) của máy tính trên một con chip duy nhất. Đối với các hệ thống đơn giản, toàn bộ máy tính có thể nằm gọn trên một chip duy nhất: bộ xử lý, bộ nhớ chính và bộ điều khiển đầu vào / đầu ra.

Chip xử lý được sử dụng cho CPU và chip bộ nhớ được sử dụng cho RAM. Tuy nhiên, có thể thiết kế bộ xử lý với bộ nhớ tích hợp hoặc bộ nhớ đệm trên một con chip.

Tiến trình song song

Việc sử dụng các bộ xử lý song song đã được tăng lên. Các máy này kết hợp một số bộ xử lý để thực hiện các phép tính song song, thực hiện nhiều lệnh cùng một lúc.

Chúng đã được sử dụng cho các tính toán khoa học và cả cho cơ sở dữ liệu và máy chủ tệp.

phần mềm

Những máy tính này có ngôn ngữ lập trình nhanh hơn, làm cho phần mềm ứng dụng cho máy vi tính trở nên phổ biến.

Máy tính được sử dụng để xử lý văn bản, xử lý bảng tính và cung cấp đồ họa.

Các hệ điều hành

Năm 1974, Intel đã phát minh ra một bộ vi xử lý 8-bit được gọi là 8808. Gary Kildall đã viết hệ điều hành cho bộ vi xử lý này, được gọi là Chương trình Điều khiển cho Máy vi tính (CP / M).

Mặt khác, IBM hợp tác với Bill Gates, người đã mua hệ điều hành Sản phẩm Máy tính, để phân phối nó với máy tính IBM mới.

Cả hai đều là hệ điều hành dựa trên dòng lệnh, nơi người dùng có thể tương tác với máy tính thông qua bàn phím.

Giao diện đồ họa người dùng

Steve Jobs ra mắt máy tính Apple Macintosh vào năm 1984, với giao diện người dùng đồ họa tốt hơn, sử dụng ý tưởng giao diện Xerox Alto.

Tiếp nối thành công của Apple, Microsoft đã tích hợp phiên bản shell của Windows vào phiên bản 1985 của hệ điều hành DOS.

Windows đã được sử dụng như vậy trong 10 năm, cho đến khi nó được phát minh lại với Windows 95. Đây là một hệ điều hành hoàn chỉnh, với tất cả các tiện ích.

Ngôn ngữ thế hệ thứ tư

Không giống như các ngôn ngữ thế hệ thứ ba, các ngôn ngữ thế hệ thứ tư không mang tính thủ tục, mà sử dụng kiểu khai báo.

Kiểu khai báo cung cấp một đặc tả toán học về những gì cần được tính toán, để lại cho trình biên dịch nhiều chi tiết về cách tính toán nên được thực hiện.

Do đó, một chương trình lớn được thực hiện bằng ngôn ngữ thế hệ thứ ba có thể được thay thế bằng một khai báo duy nhất với ngôn ngữ thế hệ thứ tư.

Các phát minh và tác giả của chúng

Việc phát minh ra công nghệ LSI và công nghệ VLSI đã dẫn đến thế hệ máy tính thứ tư. Ngoài ra, thế hệ này bao gồm những phát triển sau:

- Giao diện đồ họa người dùng.

- Hệ điều hành mới.

- Đầu vào / đầu ra và thiết bị lưu trữ thứ cấp khác nhau.

- Mạng cục bộ.

Bộ vi xử lý

Nó được phát triển vào năm 1971 bởi Ted Hoff, cùng với F. Faggin và S. Mazor. Họ đã phát triển bộ vi xử lý Intel 4004 cho Tập đoàn Intel.

Bộ vi xử lý này chứa 2.300 bóng bán dẫn. Nó đánh dấu sự khởi đầu của một thế hệ máy tính kéo dài cho đến ngày nay.

Altair 8800

Altair 8800, năm 1975.

Nó là một trong những máy vi tính đầu tiên. Nó được tạo ra vào năm 1975 bởi công ty Micro Instrumentation Telemetry Systems (MITS).

Ed Roberts đã thiết kế nó bằng chip xử lý Intel 8080, đây là bộ vi xử lý 16-bit đầu tiên. Đó là ảnh hưởng ban đầu của máy tính cá nhân trên thế giới.

Manzana

Năm 1976, Steve Wozniak đã phát triển chiếc máy tính Apple đầu tiên (Apple I). Đó là một máy tính cá nhân nhỏ.

Steve Jobs đã giúp anh ta bán chiếc máy tính này và sau đó đã giúp anh ta chế tạo ra Apple II. Wozniak và Jobs là những người đồng sáng lập Apple.

Máy tính IBM

Năm 1981, International Business Machine (IBM) giới thiệu chiếc máy tính gia đình đầu tiên này, chạy bộ xử lý 4004.

Microsoft

Paul Allen và Bill Gates, những người sáng lập Microsoft, đã bắt đầu viết ngôn ngữ BASIC cho ALTAIR 8800.

Sau đó, hệ điều hành DOS đã mang lại thành công lớn cho công ty. Năm 1985, họ phát hành Windows 1.0, một môi trường hoạt động đồ họa 16-bit.

Năm 1986, họ tung ra một chương trình xử lý văn bản, cơ sở dữ liệu và bảng tính có tên là Microsoft Works.

Máy tính nổi bật

Bao gồm các máy tính mini từ những năm 1970, chẳng hạn như PDP-11/03 và PDP-11/34, máy tính cá nhân từ cuối những năm 1970 và đầu những năm 1980 và máy tính macro sử dụng bộ vi xử lý, chẳng hạn như dòng z của IBM.

Xerox Alto

Năm 1973 máy tính Xerox Alto của PARC được ra mắt. Đó là một máy tính cá nhân thực sự, có cổng Ethernet, chuột và cũng có giao diện người dùng đồ họa với bitmap, đây là chiếc đầu tiên thuộc loại này. Nó chạy trên chip 16 bit của Texas Instruments.

Máy vi tính của Apple

Wozniak và Jobs đã phát triển Apple II, đây là một trong những máy vi tính gia đình được sản xuất hàng loạt đầu tiên rất thành công.

Đây là chiếc đầu tiên trong dòng Apple II. Tổng cộng đã bán được 5 triệu chiếc. Nó hoạt động với ROM và Integer BASIC. Wozniak đã phát triển Disk II vào năm 1978, một ổ đĩa mềm để lưu trữ.

Máy tính Apple II đã thu hút các công ty sử dụng máy tính nhiều hơn vì nó có thể chạy phần mềm như bảng tính VisiCalc.

Apple giới thiệu Macintosh vào năm 1984, dựa trên bộ vi xử lý Motorola 68000. Ban đầu nó không thành công về mặt thương mại, nhưng cuối cùng đã thành công.

Nhiều mẫu máy tính Apple khác đã được sản xuất trong suốt thế hệ máy tính thứ tư. Một số đã thành công, trong khi những người khác thì không.

Máy tính IBM

Năm 1981, IBM phát hành máy tính cá nhân. Nó đã trở thành một máy tính bán chạy nhất và vẫn được bán cho đến ngày nay. Đó là một PC chạy Windows.

Kiến trúc của PC IBM đã trở thành tiêu chuẩn thực tế trên thị trường mà các nhà sản xuất PC khác đang tìm cách mô phỏng.

Ưu điểm và nhược điểm

Lợi thế

Những tiến bộ quan trọng nhất trong sự phát triển của máy tính xảy ra khi chuyển từ thế hệ thứ ba sang thế hệ thứ tư.

Lợi ích lớn nhất là phần lớn dân số có thể có ít nhất một máy tính ở nhà nhờ khả năng chi trả và kích thước phù hợp.

- Chúng là những máy tính có độ tin cậy cao, kích thước nhỏ và mạnh hơn. Chúng yêu cầu bảo trì ít hơn nhiều so với các thế hệ trước.

- Chúng có khả năng xử lý nhanh với mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn. Ngoài ra, chúng là rẻ nhất trong số tất cả các thế hệ.

- Chúng có một quạt bên trong để thải nhiệt và do đó có thể duy trì nhiệt độ thích hợp. Máy lạnh không còn cần thiết để chúng hoạt động bình thường.

- Chúng cung cấp một môi trường dễ sử dụng khi làm việc với chúng, do sự phát triển của giao diện người dùng đồ họa và các thiết bị đầu vào và đầu ra tương tác.

- Chúng là những máy tính đa năng. Chúng có thể được sử dụng để làm hầu hết mọi thứ. Sản xuất của nó là hoàn toàn thương mại.

- Tất cả các loại ngôn ngữ cấp cao đều có thể được sử dụng.

Nhược điểm

Yêu cầu phải có công nghệ mới nhất để có thể sản xuất các bộ vi xử lý. Điều này đã hạn chế việc thiết kế và sản xuất cho rất ít công ty (Intel, AMD, v.v.), khiến tất cả mọi người đều phụ thuộc vào chúng.

Việc thiết kế và sản xuất bộ vi xử lý rất phức tạp. Thiết lập tốn kém và nhân viên có trình độ cao được yêu cầu để sản xuất.

Mặt khác, một hệ thống nối mạng dễ bị tấn công quy mô lớn, cũng để lại khả năng bị virus tấn công trên toàn hệ thống, khiến mọi người đều dễ bị tấn công.

Người giới thiệu

1. Benjamin Musungu (2018). Các thế hệ máy tính từ năm 1940 đến nay. Kenyaplex. Lấy từ: kenyaplex.com.
2. Bách khoa toàn thư (2019. Các thế hệ, Máy tính. Lấy từ: encyclopedia.com.
3. Wikieducator (2019). Lịch sử phát triển máy tính và thế hệ máy tính. Lấy từ: wikieducator.org.
4. Prerana Jain (2018). Thế hệ máy tính. Bao gồm Trợ giúp. Lấy từ: includehelp.com.
5. Kullabs (2019). Thế hệ máy tính và các tính năng của chúng. Lấy từ: kullabs.com.
6. Byte-Notes (2019). Năm thế hệ máy tính. Lấy từ: byte-notes.com.
7. Alfred Amuno (2019). Lịch sử máy tính: Phân loại các thế hệ máy tính. Tương lai Turbo. Lấy từ: turbofuture.com.
8. Stephen Noe (2019). 5 Thế hệ máy tính. Cao đẳng Stella Maris. Lấy từ: stellamariscollege.org.
9. Weebly (2019). Lịch sử máy tính. Được lấy từ: frobly.com.