الجيل الرابع من أجهزة الكمبيوتر: التاريخ ، الخصائص ، الأجهزة ، البرامج - تقنية - 2025

يشير الجيل الرابع من أجهزة الكمبيوتر إلى نوع أجهزة الكمبيوتر التي تم استخدامها خلال المرحلة التي بدأت في عام 1972. وقد اعتمدت هذه المرحلة على تقنية المعلومات الخاصة بالمعالج الدقيق.

هذا الجيل من أجهزة الكمبيوتر هو الجيل الذي لا يزال يعمل حتى اليوم. يمكن القول أن أجهزة الكمبيوتر التي يمكن رؤيتها هي أجهزة كمبيوتر من الجيل الرابع.

IBM PC 5150 المصدر: CC BY-SA 3.0 ، https://commons.wikimedia.org/w/index.php ؟curid=51833

استندت التطورات الأولى في تكنولوجيا الكمبيوتر إلى التطورات التكنولوجية الثورية ، حيث كانت الاختراعات والتقنيات الجديدة القوة الدافعة. ربما يُنظر إلى هذا الجيل على أنه تطوري أكثر منه ثوري.

وهكذا ، كان الجيل الرابع من أجهزة الكمبيوتر امتدادًا أو تحسينًا كبيرًا للجيل الثالث من أجهزة الكمبيوتر.

حدثت ولادة المعالج الدقيق في نفس وقت ولادة الكمبيوتر الصغير. كان هذا الجيل يتماشى أيضًا مع الامتثال لقانون مور ، الذي تنبأ بالنمو الأسي للترانزستورات في الرقائق الدقيقة بدءًا من عام 1965.

أهمية

استخدمت المعالجات الدقيقة في البداية تقنية تكامل واسعة النطاق ثم تقنية تكامل واسعة النطاق جدًا لتغليف ملايين الترانزستورات في نهاية المطاف على شريحة واحدة.

تكنولوجيا المعالجات الدقيقة موجودة الآن في جميع أجهزة الكمبيوتر الحديثة. يمكن تصنيع الرقائق على هذا النحو بثمن بخس وبكميات كبيرة.

تطور هذا الجيل من أجهزة الكمبيوتر بسرعة كبيرة لأنها كانت متعددة الاستخدامات وسهلة الاستخدام. كان دور الكمبيوتر مفيدًا جدًا خاصة في مجال الصناعة وتكنولوجيا المعلومات.

كان المعالج الدقيق الجديد قويًا مثل كمبيوتر ENIAC عام 1946. ما ملأ غرفة كاملة في الجيل الأول يمكن أن يلائم راحة يدك الآن.

أصبحت أجهزة الكمبيوتر المكتبية شائعة. أجهزة الكمبيوتر الشخصية التي تظهر في المكاتب والمنازل هي أجهزة كمبيوتر من الجيل الرابع.

أصل وتاريخ الجيل الرابع

أدى اختراع شريحة المعالج الدقيق إلى ظهور أجهزة كمبيوتر من الجيل الرابع. أدى ذلك إلى تطوير أجهزة الكمبيوتر الصغيرة أو أجهزة الكمبيوتر الشخصية.

تم تطوير أول معالج دقيق يسمى Intel 4004 من قبل شركة Intel الأمريكية في عام 1971.

جعلت تقنية التكامل واسع النطاق (VLSI) من الروتيني تصنيع وحدة معالجة مركزية كاملة أو ذاكرة رئيسية بدائرة متكاملة واحدة ، يتم إنتاجها بكميات كبيرة بتكلفة منخفضة جدًا.

نتج عن ذلك فئات جديدة من الآلات ، مثل أجهزة الكمبيوتر الشخصية والمعالجات المتوازية عالية الأداء التي تحتوي على آلاف وحدات المعالجة المركزية.

حواسيب شخصية

في عام 1981 اختارت شركة IBM شركة Intel لتكون الشركة المصنعة للمعالج الدقيق لجهازها الجديد ، IBM-PC. كان هذا المعالج الدقيق هو Intel 8086.

يمكن لهذا الكمبيوتر تنفيذ 240 ألف مبلغ في الثانية. على الرغم من أنه كان أبطأ بكثير من أجهزة الكمبيوتر في عائلة IBM 360 ، إلا أنه كان 4000 دولار فقط بدولارات اليوم. تسببت نسبة السعر إلى الأداء في حدوث طفرة في سوق الحواسيب الصغيرة.

في عام 1996 ، كان بإمكان كمبيوتر Intel Pentium Pro تشغيل 400 مليون دولار في الثانية. كان هذا أسرع بنحو 210،000 مرة من ENIAC.

واجهة المستخدم الرسومية

كانت هذه في الأساس واجهة يتفاعل فيها المستخدم العادي مع الكمبيوتر باستخدام الرموز المرئية ، بدلاً من الاضطرار إلى كتابة أوامر بلغة برمجة.

جعل هذا استخدام الكمبيوتر أسهل بكثير وبالتالي تمكن المزيد من الأشخاص من استخدام التكنولوجيا.

البرنامج الذي يتم تشغيله على أجهزة الكمبيوتر هذه كان متاحًا أيضًا مقابل القليل أو حتى مجانًا.

خصائص الجيل الرابع من الحاسبات

- زيادة استخدام الكمبيوتر مقارنة بالجيل السابق.

- كانت هناك زيادة كبيرة في سرعة المعالج.

- أصبحت لوحة المفاتيح وشاشة الفيديو من الأجهزة القياسية. بدأ الماوس يلعب دورًا مهمًا.

- تناقص الحجم والتكلفة ومتطلبات الطاقة وتوليد الحرارة مقارنة بالجيل السابق.

تصغير

تم تطوير المكون الإلكتروني للتصغير ، المسمى التكامل واسع النطاق (LSI) ، لتجميع المزيد والمزيد من الدوائر على شريحة واحدة.

تم تقديم تكامل واسع النطاق (VLSI) لاحقًا باستخدام تقنية تعتمد على المعالجات الدقيقة.

تعدد المهام

على عكس أجهزة الكمبيوتر من الجيل السابق ، يمكنها معالجة مهام متعددة ، مما يوفر تنوعًا رائعًا.

تقوم أجهزة الكمبيوتر بتشغيل مقاطع الفيديو ، وعرض الصور ، وتشغيل الموسيقى ، ويمكن استخدامها لتصفح الإنترنت ، وما إلى ذلك.

يعني هذا التنوع أن لديهم قوة معالجة أكبر. تم إنشاء هذه الطاقة الإضافية باستخدام المعالج الدقيق.

تتمتع المعالجات الدقيقة بهذه القوة لأنها قللت من حجم الترانزستورات وزادت من عدد المعالجات المضمنة في الدائرة.

تخزين

تم استخدام أشباه الموصلات مثل RAM و ROM وذاكرة التخزين المؤقت كذكريات أساسية. زادت الذاكرة الرئيسية في شكل EPROM و SRAM.

تم استخدام الأقراص المغناطيسية ، مثل الأقراص الثابتة والأقراص المرنة والأقراص الضوئية (CD و DVD) وذاكرة فلاش ، كذاكرة ثانوية.

الشبكات

ظهر مفهوم شبكة الكمبيوتر. عندما أصبحت أجهزة الكمبيوتر أكثر قوة ، أصبحت قادرة على الارتباط معًا لتشكيل الشبكات ، مما أدى في النهاية إلى تطوير الإنترنت.

تم تطوير برامج متقدمة وسهلة الاستخدام لصفحات الويب. بالإضافة إلى ذلك ، تم تطوير اتصالات البريد الإلكتروني والهاتف المحمول.

المعدات

جلب الجيل الرابع تطورات مهمة في أجهزة الكمبيوتر الكبيرة من الجيل الثاني وأيضًا على أجهزة الكمبيوتر الصغيرة من الجيل الثالث ، مضيفًا فئة جديدة من الأجهزة ، وهي الحواسيب الصغيرة أو الكمبيوتر الشخصي.

من ناحية أخرى ، حلت ذكريات أشباه الموصلات محل الذكريات الأساسية المغناطيسية. كما تم تطوير الماوس والأجهزة المحمولة.

مع استخدام المعالجات الدقيقة في أجهزة الكمبيوتر ، أصبح أداؤها أسرع وأكثر كفاءة.

المعالج الدقيق هو شريحة تستخدم في الكمبيوتر لأداء جميع الوظائف الحسابية أو المنطقية التي ينفذها أي برنامج.

دمج

تعلم هذا الجيل عن عمليات إنشاء دوائر متكاملة تحتوي على آلاف الترانزستورات على شريحة واحدة.

في التكامل واسع النطاق (LSI) يمكن وضع 1000 جهاز لكل شريحة ويمكن وضع 100،000 جهاز في تكامل واسع النطاق (VLSI) لكل شريحة.

باستخدام المعالج الدقيق ، كان من الممكن وضع وحدة المعالجة المركزية (CPU) للكمبيوتر على شريحة واحدة. بالنسبة للأنظمة البسيطة ، يمكن أن يصلح الكمبيوتر بأكمله شريحة واحدة: المعالج ، والذاكرة الرئيسية ، ووحدات التحكم في الإدخال / الإخراج.

تستخدم شرائح المعالجة لوحدة المعالجة المركزية وتستخدم شرائح الذاكرة لذاكرة الوصول العشوائي. ومع ذلك ، فقد كان من الممكن تصميم معالجات بذاكرة مدمجة أو ذاكرة تخزين مؤقت على شريحة واحدة.

المعالجة المتوازية

تم زيادة استخدام المعالجات المتوازية. تجمع هذه الآلات بين عدة معالجات لإجراء عمليات حسابية على التوازي ، وتنفيذ أكثر من تعليمة في وقت واحد.

لقد تم استخدامها في الحسابات العلمية وكذلك لقواعد البيانات وخوادم الملفات.

البرمجيات

تتمتع أجهزة الكمبيوتر هذه بلغة برمجة أسرع ، مما جعل برامج التطبيقات لأجهزة الكمبيوتر الصغيرة شائعة.

تم استخدام أجهزة الكمبيوتر لمعالجة النصوص والتعامل مع جداول البيانات وتقديم الرسومات.

أنظمة التشغيل

في عام 1974 ابتكرت إنتل معالج دقيق 8 بت يسمى 8808. كتب جاري كيلدال نظام التشغيل لهذا المعالج ، المعروف باسم برنامج التحكم لأجهزة الكمبيوتر الدقيقة (CP / M).

من ناحية أخرى ، دخلت IBM في شراكة مع Bill Gates ، الذي اشترى نظام تشغيل Computer Product ، لتوزيعه مع كمبيوتر IBM الجديد.

كلاهما كانا أنظمة تشغيل قائمة على سطر الأوامر ، حيث يمكن للمستخدم التفاعل مع الكمبيوتر من خلال لوحة المفاتيح.

واجهة المستخدم الرسومية

أطلق ستيف جوبز جهاز كمبيوتر Apple Macintosh في عام 1984 بواجهة مستخدم رسومية أفضل باستخدام فكرة واجهة Xerox Alto.

بعد نجاح شركة Apple ، قامت Microsoft بدمج إصدار shell من Windows في إصدار 1985 من نظام التشغيل DOS.

تم استخدام Windows على هذا النحو لمدة 10 سنوات ، حتى أعيد اختراعه مع Windows 95. كان هذا نظام تشغيل كامل ، مع جميع الأدوات المساعدة.

لغات الجيل الرابع

على عكس لغات الجيل الثالث ، فإن لغات الجيل الرابع ليست إجرائية ، ولكنها تستخدم أسلوبًا تعريفيًا.

يوفر النمط التعريفي مواصفات رياضية لما يجب حسابه ، مما يترك للمجمع العديد من التفاصيل حول كيفية إجراء الحساب.

لذلك ، يمكن استبدال برنامج كبير مصنوع بلغة من الجيل الثالث بإعلان واحد بلغة من الجيل الرابع.

الاختراعات ومؤلفوها

أدى اختراع تقنية LSI وتقنية VLSI إلى ظهور الجيل الرابع من أجهزة الكمبيوتر. بالإضافة إلى ذلك ، يتضمن هذا الجيل التطورات التالية:

- واجهة المستخدم الرسومية.

- أنظمة تشغيل جديدة.

- أجهزة إدخال / إخراج مختلفة وأجهزة تخزين ثانوية.

- الشبكات المحلية.

معالج دقيق

تم تطويره في عام 1971 من قبل Ted Hoff ، مع F. Faggin و S. Mazor. لقد طوروا المعالج الدقيق Intel 4004 لشركة Intel.

يحتوي هذا المعالج الدقيق على 2300 ترانزستور. لقد كانت بداية لجيل من أجهزة الكمبيوتر الذي يمتد حتى يومنا هذا.

النسر 8800

النسر 8800 ، 1975.

كانت واحدة من أوائل الحواسيب الصغيرة. تم إنشاؤه في عام 1975 من قبل شركة Micro Instrumentation Telemetry Systems (MITS).

صممه Ed Roberts باستخدام شريحة معالجة Intel 8080 ، والتي كانت أول معالج دقيق 16 بت. كان التأثير الأولي للحوسبة الشخصية في العالم.

مانزانا

في عام 1976 ، طور Steve Wozniak أول كمبيوتر Apple (Apple I). كان جهاز كمبيوتر شخصي صغير.

ساعده ستيف جوبز في بيع هذا الكمبيوتر وساعده لاحقًا في صنع Apple II. كان وزنياك وجوبز من مؤسسي شركة أبل.

كمبيوتر IBM الشخصي

في عام 1981 ، قدمت شركة International Business Machine (IBM) أول كمبيوتر منزلي يعمل بمعالج 4004.

مايكروسوفت

بدأ Paul Allen و Bill Gates ، مؤسسا شركة Microsoft ، العمل في كتابة اللغة الأساسية لـ ALTAIR 8800.

بعد ذلك ، حقق نظام التشغيل DOS نجاحًا كبيرًا للشركة. في عام 1985 ، أطلقوا Windows 1.0 ، بيئة تشغيل رسومية 16 بت.

في عام 1986 أطلقوا برنامج معالجة النصوص وقاعدة البيانات وجداول البيانات المسمى Microsoft Works.

أجهزة كمبيوتر مميزة

تم تضمين أجهزة الكمبيوتر الصغيرة من السبعينيات ، مثل PDP-11/03 و PDP-11/34 ، وأجهزة الكمبيوتر الشخصية من أواخر السبعينيات وأوائل الثمانينيات ، وأجهزة الكمبيوتر الكبيرة التي تستخدم المعالجات الدقيقة ، مثل سلسلة z من IBM.

زيروكس ألتو

في عام 1973 ، تم إطلاق جهاز كمبيوتر Xerox Alto من PARC. لقد كان جهاز كمبيوتر شخصي حقيقي ، يتميز بمنفذ إيثرنت ، وماوس ، وأيضًا واجهة مستخدم رسومية مع صور نقطية ، وهو الأول من نوعه. تم تشغيله على شريحة 16 بت من شركة Texas Instruments.

أجهزة كمبيوتر Apple الدقيقة

طور Wozniak and Jobs جهاز Apple II ، الذي كان واحدًا من أوائل الحواسيب المنزلية الصغيرة التي تم إنتاجها بكميات كبيرة.

كانت الأولى في سلسلة Apple II. تم بيع خمسة ملايين في المجموع. عملت مع ROM و Integer BASIC. قامت Wozniak بتطوير Disk II في عام 1978 ، وهو محرك أقراص مرنة للتخزين.

اجتذب كمبيوتر Apple II الشركات إلى استخدام أجهزة الكمبيوتر بشكل أكبر لأنه يمكنه تشغيل برامج مثل جدول بيانات VisiCalc.

طرحت شركة آبل جهاز Macintosh في عام 1984 ، بالاعتماد على المعالج الدقيق Motorola 68000. لم يكن ناجحًا تجاريًا في البداية ، ولكنه كان كذلك في النهاية.

تم إنتاج العديد من الطرز الأخرى من أجهزة كمبيوتر Apple خلال الجيل الرابع من الحوسبة. كان بعضها ناجحًا والبعض الآخر لم يكن كذلك.

كمبيوتر IBM الشخصي

في عام 1981 أصدرت شركة IBM جهاز الكمبيوتر الشخصي. أصبح الكمبيوتر الأكثر مبيعًا ولا يزال يُباع حتى اليوم. كان جهاز كمبيوتر يعمل بنظام Windows.

أصبحت بنية كمبيوتر IBM PC هي المعيار الفعلي في السوق ، والذي سعت شركات تصنيع أجهزة الكمبيوتر الأخرى إلى محاكاته.

المميزات والعيوب

مميزات

حدثت أهم التطورات في تطوير أجهزة الكمبيوتر عند الانتقال من الجيل الثالث إلى الجيل الرابع.

أكبر فائدة هي أن غالبية السكان يمكنهم امتلاك جهاز كمبيوتر واحد على الأقل في المنزل بفضل قدرتها على تحمل التكاليف والحجم المناسب.

- إنها أجهزة كمبيوتر موثوقة للغاية ، صغيرة الحجم وأكثر قوة. تتطلب صيانة أقل بكثير من الأجيال السابقة.

- تتمتع بقوة المعالجة السريعة مع استهلاك أقل للطاقة. بالإضافة إلى ذلك ، فهي الأرخص بين جميع الأجيال.

- تحتوي على مروحة داخلية لتفريغ الحرارة وبالتالي تكون قادرة على الحفاظ على درجة الحرارة المناسبة. لم يعد تكييف الهواء مطلوبًا لكي يعملوا بشكل طبيعي.

- أنها توفر بيئة سهلة الاستخدام أثناء العمل معهم ، وذلك بسبب تطوير واجهة المستخدم الرسومية وأجهزة الإدخال والإخراج التفاعلية.

- هي أجهزة كمبيوتر للأغراض العامة. يمكن استخدامها لفعل أي شيء تقريبًا. إنتاجه تجاري بالكامل.

- يمكن استخدام جميع أنواع اللغات عالية المستوى.

سلبيات

يتطلب امتلاك أحدث التقنيات لتتمكن من تصنيع المعالجات الدقيقة. هذا التصميم والتصنيع محدودان لعدد قليل جدًا من الشركات (Intel و AMD وما إلى ذلك) ، مما يجعل الجميع يعتمد عليها.

تصميم وتصنيع المعالج الدقيق معقد للغاية. الإعداد المكلف والموظفين المؤهلين تأهيلا عاليا مطلوبة للتصنيع.

من ناحية أخرى ، فإن النظام المتصل بالشبكة عرضة لهجوم واسع النطاق ، مما يترك أيضًا احتمال حدوث هجوم فيروسي في جميع أنحاء النظام ، مما يجعل الجميع عرضة للخطر.

المراجع

1. بنيامين موسونغو (2018). أجيال الكمبيوتر منذ عام 1940 حتى الوقت الحاضر. كينيابليكس. مأخوذة من: kenyaplex.com.
2. Encyclopedia (2019. Generations، Computers. مأخوذة من encyclopedia.com.
3. Wikieducator (2019). تاريخ تطوير الكمبيوتر وتوليد الكمبيوتر. مأخوذة من: wikieducator.org.
4. بريرانا جاين (2018). أجيال من الحاسبات. تضمين التعليمات. مأخوذة من: includeehelp.com.
5. كلابس (2019). جيل الكمبيوتر وخصائصه. مأخوذة من: kullabs.com.
6. بايت ملاحظات (2019). خمسة أجيال من الحاسبات. مأخوذة من: byte-notes.com.
7. ألفريد أمونو (2019). تاريخ الكمبيوتر: تصنيف أجيال الكمبيوتر. مستقبل توربو. مأخوذة من: turbofuture.com.
8. ستيفن نوي (2019). 5 جيل الكمبيوتر. كلية ستيلا ماريس. مأخوذة من: stellamariscollege.org.
9. W ث ebly (2019). تاريخ الكمبيوتر. مأخوذة من: weebly.com.