Was ist angesichts der in Computern verwendeten Logikkomponenten die aktuelle Ära der Computer?

Das aktuelle Zeitalter der Computer: die vierte Computergeneration (1970 bis heute). Der Computer der vierten Generation bezieht sich auf Computer, die von 1970 bis heute aus hochintegrierten Schaltkreisen (LSI) und sehr hochintegrierten Schaltkreisen (VLSI) als wichtigsten elektronischen Komponenten hergestellt wurden. Ein wichtiger Zweig der vierten Computergeneration sind Mikroprozessoren und Mikrocomputer.

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 7-System, Dell G3-Computer.

... Indikatoren. Elektrostatischer Wellenröhrenspeicher, magnetischer Kern; externer Speicher verwendet Magnetband. Die Software verwendet Maschinensprache und Assemblersprache. Die Anwendungsgebiete sind hauptsächlich militärisches und wissenschaftliches Rechnen.

Die Nachteile sind große Größe, hoher Stromverbrauch und schlechte Zuverlässigkeit. Die Geschwindigkeit ist langsam (im Allgemeinen tausende bis zehntausende Male pro Sekunde) und teuer, aber sie legt den Grundstein für die zukünftige Computerentwicklung.

• Zweite Generation: Transistor-Digitalmaschine (1958-1964)
  Die Softwareanwendungsbereiche von Betriebssystemen, Hochsprachen und ihren Compilern sind hauptsächlich wissenschaftliches Rechnen und Transaktionsverarbeitung und haben begonnen, in den Bereich einzudringen Industrielle Steuerung. Er zeichnet sich durch eine geringere Größe, einen geringeren Energieverbrauch, eine verbesserte Zuverlässigkeit, eine erhöhte Rechengeschwindigkeit (im Allgemeinen 100.000 Vorgänge pro Sekunde und bis zu 3 Millionen Vorgänge) und eine im Vergleich zur ersten Computergeneration deutlich verbesserte Leistung aus.
  3. Generation: Integrated Circuit Digital Machine (1964-1970)
• Hardwaretechnisch nutzen die Logikkomponenten mittlere und kleine integrierte Schaltkreise (MSI, SSI) und der Hauptspeicher nutzt weiterhin Magnetkerne. Im Softwarebereich sind Time-Sharing-Betriebssysteme sowie strukturierte und umfangreiche Programmiermethoden entstanden. Es zeichnet sich durch eine höhere Geschwindigkeit aus (im Allgemeinen Millionen bis mehrere zehn Millionen Mal pro Sekunde), die Zuverlässigkeit wurde erheblich verbessert, die Preise sind weiter gesunken und die Produkte wurden verallgemeinert, serialisiert und standardisiert. Anwendungsfelder begannen sich in den Bereichen Textverarbeitung sowie Grafik- und Bildverarbeitung zu etablieren.
  4. Generation: Großintegrierter Schaltkreiscomputer (1970 bis heute)
• In Bezug auf die Hardware verwenden Logikkomponenten groß- und sehrgroßintegrierte Schaltkreise (LSI und VLSI). In Bezug auf Software sind Datenbankverwaltungssysteme, Netzwerkverwaltungssysteme und objektorientierte Sprachen entstanden. 1971 wurde im Silicon Valley, USA, der weltweit erste Mikroprozessor geboren und läutete eine neue Ära der Mikrocomputer ein. Die Anwendungsbereiche verlagern sich allmählich von wissenschaftlichem Rechnen, Transaktionsmanagement und Prozesssteuerung in den Heimbereich.

Nach den in Computern verwendeten logischen Komponenten ist die aktuelle Ära der Computer: die vierte Generation von Computern.

• Der Computer der vierten Generation bezieht sich auf Computer, die nach 1970 hergestellt wurden und als wichtigste elektronische Komponenten hochintegrierte Schaltkreise (LSI) und sehr hochintegrierte Schaltkreise (VLSI) verwenden. Beispielsweise kann der Mikroprozessor 80386 etwa 320.000 Transistoren auf einem einzigen Chip mit einer Fläche von etwa 10 mm × 10 mm integrieren.
  Ein weiterer wichtiger Zweig der vierten Computergeneration sind Mikroprozessoren und Mikrocomputer, die auf der Grundlage hoch- und sehr großer integrierter Schaltkreise entwickelt wurden.

Aufgrund der Entwicklung der Integrationstechnologie sind Halbleiterchips stärker integriert. Jeder Chip kann Zehntausende oder sogar Millionen von Transistoren aufnehmen, und die Recheneinheiten und Controller können auf einem Chip konzentriert werden, wodurch die Entstehung der Mikroverarbeitung möglich ist Unter Verwendung eines Mikroprozessors und großer und sehr großer integrierter Schaltkreise zu einem Mikrocomputer zusammengebaut, den wir oft als Mikrocomputer oder PC bezeichnen. Mikrocomputer sind klein, günstig und einfach zu bedienen, ihre Funktionen und Rechengeschwindigkeit haben jedoch in der Vergangenheit die von Großcomputern erreicht oder sogar übertroffen. Andererseits wurden verschiedene Logikchips, die von großen und ultragroßen integrierten Schaltkreisen hergestellt wurden, verwendet, um Supercomputer zu schaffen, die nicht sehr groß sind, aber mit einer Geschwindigkeit von 100 Millionen oder sogar Milliarden Malen arbeiten können. Nachdem unser Land 1983 erfolgreich den Supercomputer Galaxy I entwickelt hatte, der 100 Millionen Operationen pro Sekunde ausführen konnte, entwickelte es 1993 auch erfolgreich den Allzweck-Parallel-Supercomputer Galaxy II, der eine Milliarde Operationen pro Sekunde ausführen kann. In dieser Zeit entstand auch eine neue Generation von Programmiersprachen, Datenbankverwaltungssystemen und Netzwerksoftware.

Mit den Änderungen an physischen Komponenten und Geräten wurde nicht nur der Computer-Host modernisiert, sondern auch seine externen Geräte ändern sich ständig. Beispielsweise hat sich der externe Speicher von der anfänglichen Kathodenstrahl-Anzeigeröhre zu Magnetkernen und Magnettrommeln und später zu Allzweck-Magnetplatten (CD-ROMs) entwickelt.

Die vier Stufen der vierten Computergeneration

Die erste Stufe ist von 1971 bis 1973 mit den Mikroprozessoren 4004, 4040 und 8008. 1971 entwickelte Intel den MCS4-Mikrocomputer (CPU 4040, Vier-Bit-Maschine). Später wurde das MCS-8-Modell mit 8008 als Kern auf den Markt gebracht.

Die zweite Phase ist von 1973 bis 1977 die Entwicklungs- und Verbesserungsphase von Mikrocomputern. Zu den Mikroprozessoren gehören 8080, 8085, M6800 und Z80. Das erste Produkt ist Intels MCS-80 (CPU ist 8080, Acht-Bit-Maschine). Später gab es den Typ TRS-80 (CPU ist Z80) und den Typ APPLE-II (CPU ist 6502), die in den frühen 1980er Jahren weltweit beliebt waren.

Die dritte Stufe reicht von 1978 bis 1983, die Entwicklungsstufe der Sechzehn-Bit-Mikroprozessoren umfasst 8086, 8088, 80186, 80286, M68000 und Z8000. Das repräsentative Produkt eines Mikrocomputers ist IBM-PC (CPU ist 8086). Die Höhepunkte dieser Phase waren die Mikrocomputer Macintosh (1984) von APPLE und PC/AT286 (1986) von IBM.

Die vierte Stufe ist die Entwicklungsstufe von 32-Bit-Mikrocomputern ab 1983. Mikroprozessoren haben nacheinander die Modelle 80386 und 80486 auf den Markt gebracht. Die Mikrocomputer 386 und 486 sind Erstprodukte. 1993 stellte Intel den Mikroprozessor Pentium oder P5 (chinesische Übersetzung als „Pentium“) vor, der über einen internen 64-Bit-Datenkanal verfügt. Der Mikroprozessor Pentium III (auch bekannt als P7) hat sich zu einem Mainstream-Produkt entwickelt, und der Pentium IV wurde im Oktober 2000 auf den Markt gebracht.

Man erkennt, dass die Leistung eines Mikrocomputers hauptsächlich von der Leistung seines Kerngeräts abhängt – dem Mikroprozessor (CPU).

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