コンピュータの第4世代：歴史、特性、ハードウェア、ソフトウェア - 技術 - 2025

第4世代のコンピューターとは、1972年に始まったフェーズで使用されたコンピューターの種類を指します。このフェーズは、マイクロプロセッサーの情報技術に基づいています。

この世代のコンピューターは、現在も機能しています。周りに見えるコンピューターは第4世代コンピューターと言えます。

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

コンピュータテクノロジーの最初の開発は、発明と新技術を原動力とした革命的なテクノロジーの進歩に基づいていました。この世代はおそらく革命的というよりも進化的であると考えられています。

したがって、第4世代のコンピューターは、第3世代のコンピューターの大幅な拡張または改善でした。

マイクロプロセッサの誕生は、マイクロコンピュータの誕生と同時に起こりました。この世代は、1965年に始まるマイクロチップ内のトランジスタの指数関数的成長を予測するムーアの法則の遵守とも整合しました。

重要性

マイクロプロセッサは、最初に大規模な統合技術を使用し、後に非常に大規模な統合技術を使用して、最終的に何百万ものトランジスタを単一のチップにカプセル化しました。

マイクロプロセッサ技術は現在、すべての現代のコンピューターに搭載されています。このようなチップは、安価に大量生産することができます。

この世代のコンピューターは、非常に用途が広く使いやすいため、非常に短期間で開発されました。コンピュータの役割は、特に産業および情報技術の分野で非常に役立ちました。

新しいマイクロプロセッサは1946年のENIACコンピュータと同じくらい強力で、第1世代の部屋全体を埋め尽くしたものが手のひらに収まるようになりました。

デスクトップコンピュータは当たり前になりました。オフィスや家庭で見られるパソコンは第4世代のパソコンです。

第四世代の起源と歴史

マイクロプロセッサーチップの発明は、第4世代コンピューターの先駆けとなりました。これは、マイクロコンピュータやパーソナルコンピュータの開発につながりました。

Intel 4004と呼ばれる最初のマイクロプロセッサは、1971年にアメリカの会社Intelによって開発されました。

超大規模統合（VLSI）テクノロジーにより、単一の集積回路で完全なCPUまたはメインメモリを製造することが日常的に行われ、非常に低コストで大量生産されました。

これにより、パーソナルコンピュータや数千のCPUを含む高性能並列プロセッサなど、新しいクラスのマシンが生まれました。

パソコン

1981年、IBMは新しいマシンであるIBM-PCのマイクロプロセッサのメーカーとしてIntelを選択しました。このマイクロプロセッサはIntel 8086でした。

このコンピューターは、毎秒240,000回の合計を実行できます。IBM 360ファミリーのコンピューターよりもはるかに低速でしたが、今日のドルではわずか4,000ドルでした。この価格性能比は、マイクロコンピュータ市場でブームを引き起こしました。

1996年に、IntelのPentium Pro PCは毎秒400,000,000の合計を実行できました。これは、ENIACよりも約210,000倍高速でした。

グラフィカル・ユーザー・インターフェース

これは基本的に、平均的なユーザーがプログラミング言語でコマンドを入力する必要がなく、視覚的なアイコンを使用してコンピューターと対話するインターフェースでした。

これにより、コンピューターの使用がはるかに簡単になり、より多くの人々がこのテクノロジーを使用できるようになりました。

これらのコンピューター上で実行されたソフトウェアは、ほとんどまたは無料で入手することもできました。

第4世代コンピューターの特徴

-前世代と比較してコンピューターの使用が増加。

-プロセッサ速度が劇的に向上しました。

-キーボードとビデオモニターが標準装備になりました。マウスは重要な役割を果たし始めました。

-前世代と比較して、サイズ、コスト、エネルギー要件、および発熱が減少しました。

小型化

大規模集積回路（LSI）と呼ばれる小型電子部品は、1つのチップにますます多くの回路をパッケージ化するために開発されました。

超大規模統合（VLSI）は、マイクロプロセッサベースのテクノロジを使用して後に導入されました。

マルチタスク

前世代のコンピュータとは異なり、これらは複数のタスクを処理できるため、優れた汎用性を提供します。

コンピュータは、ビデオの再生、画像の表示、音楽の再生、インターネットの閲覧などに使用できます。

この汎用性は、処理能力が高いことを意味します。この追加の電力は、マイクロプロセッサの実装によって作成されました。

マイクロプロセッサは、トランジスタのサイズを縮小し、回路に含まれるプロセッサの数を増やしたため、この能力を備えています。

ストレージ

RAM、ROM、キャッシュメモリなどの半導体が一次メモリとして使用されました。メインメモリはEPROMとSRAMの形で増加しました。

ハードディスク、フロッピーディスク、光ディスク（CD、DVD）、フラッシュメモリなどの磁気ディスクが二次記憶装置として使用されました。

ネットワーキング

コンピュータネットワークの概念が現れました。コンピュータがより強力になるにつれて、それらは互いにリンクしてネットワークを形成することができ、それが最終的にインターネットの発展につながりました。

Webページ用の高度で使いやすいソフトウェアが開発されました。さらに、電子メールとモバイル通信が開発されました。

ハードウェア

第4世代は、第2世代のマクロコンピューターと第3世代のミニコンピューターに重要な進歩をもたらし、マイクロコンピューターまたはパーソナルコンピューターという新しいカテゴリーの機械を追加しました。

一方、半導体メモリは磁気コアメモリに取って代わった。マウスとポータブルデバイスも開発されました。

コンピュータにマイクロプロセッサを使用することで、そのパフォーマンスは非常に速くなり、効率も向上しました。

マイクロプロセッサは、プログラムで実行されるすべての算術または論理機能を実行するためにコンピュータで使用されるチップです。

統合

この世代は、単一のチップ上に数千のトランジスタを含む集積回路を作成するプロセスについて学びました。

大規模統合（LSI）ではチップあたり1,000デバイスを配置でき、超大規模統合（VLSI）ではチップあたり100,000デバイスを配置できます。

マイクロプロセッサを使用すると、コンピュータの中央処理装置（CPU）をシングルチップに配置することができました。単純なシステムの場合、プロセッサ、メインメモリ、および入出力コントローラなど、コンピュータ全体を1つのチップに収めることができます。

CPUにはプロセッシングチップが使用され、RAMにはメモリチップが使用されます。ただし、オンボードメモリまたはキャッシュを搭載したプロセッサをシングルチップに設計することは可能です。

並列処理

並列プロセッサの使用が増加しました。これらのマシンは、複数のプロセッサを組み合わせて計算を並行して実行し、一度に複数の命令を実行します。

これらは、科学計算やデータベース、ファイルサーバーに使用されています。

ソフトウェア

これらのコンピュータはより高速なプログラミング言語を備えていたため、マイクロコンピュータ用のアプリケーションソフトウェアが普及しました。

コンピューターは、テキストの処理、スプレッドシートの処理、グラフィックの配信に使用されていました。

オペレーティングシステム

1974年、Intelは8808と呼ばれる8ビットマイクロプロセッサを考案しました。GaryKildallは、マイクロプロセッサの制御プログラム（CP / M）として知られる、このプロセッサのオペレーティングシステムを書きました。

一方、IBMは、Computer Productオペレーティングシステムを購入したBill Gatesと提携して、新しいIBMコンピューターと共に配布しました。

どちらもコマンドラインベースのオペレーティングシステムであり、ユーザーはキーボードを使用してコンピューターと対話できます。

グラフィカル・ユーザー・インターフェース

Steve Jobsは、Xerox Altoインターフェイスのアイデアを使用して、より優れたグラフィカルユーザーインターフェイスを備えたApple Macintoshコンピュータを1984年に発売しました。

Appleの成功を受けて、MicrosoftはWindowsのシェルバージョンを1985バージョンのDOSオペレーティングシステムに統合しました。

Windowsは、Windows 95で再発明されるまで、10年間このように使用されました。これは、すべてのユーティリティを備えた完全なオペレーティングシステムでした。

第4世代言語

第3世代言語とは異なり、第4世代言語は手続き型ではなく、宣言型のスタイルを使用しています。

宣言型スタイルは、計算する必要があるものの数学的仕様を提供し、コンパイラーに計算の実行方法に関する多くの詳細を残します。

したがって、第3世代言語で作成された大規模なプログラムは、第4世代言語の単一の宣言で置き換えることができます。

発明とその作者

LSIテクノロジーとVLSIテクノロジーの発明により、第4世代のコンピューターが誕生しました。さらに、この世代には以下の開発が含まれます。

- グラフィカル・ユーザー・インターフェース。

-新しいオペレーティングシステム。

-異なる入力/出力および二次ストレージデバイス。

-ローカルエリアネットワーク。

マイクロプロセッサ

1971年にF. FagginとS. MazorとともにTed Hoffによって開発されました。彼らはIntel Corporation用にIntel 4004マイクロプロセッサを開発しました。

このマイクロプロセッサには2,300個のトランジスタが含まれていました。それは、今日にまで及ぶコンピュータの世代の始まりを示しました。

Altair 8800

Altair 8800、1975。

それは最初のマイクロコンピュータの一つでした。1975年にMicro Instrumentation Telemetry Systems（MITS）社によって作成されました。

Ed Robertsは、最初の16ビットマイクロプロセッサであるIntel 8080プロセッシングチップを使用して設計しました。それは、世界のパーソナルコンピューティングの最初の影響でした。

マンザナ

1976年、スティーブウォズニアックは最初のAppleコンピュータ（Apple I）を開発しました。小さなパソコンでした。

スティーブジョブズは彼がこのコンピュータを売るのを助け、後に彼がアップルIIを作るのを助けました。ウォズニアックとジョブズはアップルの共同創設者でした。

IBM PC

1981年、International Business Machine（IBM）は、4004プロセッサーを実行するこの最初のホームコンピューターを発表しました。

マイクロソフト

マイクロソフトの創設者であるポールアレンとビルゲイツは、ALTAIR 8800のBASIC言語の作成を開始しました。

その後、DOSオペレーティングシステムは同社に大きな成功をもたらしました。彼らは1985年に16ビットのグラフィカルオペレーティング環境であるWindows 1.0をリリースしました。

1986年に、Microsoft Worksと呼ばれるワープロ、データベース、スプレッドシートプログラムを立ち上げました。

注目のコンピューター

PDP-11 / 03やPDP-11 / 34などの1970年代のミニコンピュータ、1970年代後半から1980年代初頭のパーソナルコンピュータ、IBMのzシリーズなどのマイクロプロセッサを使用するマクロコンピュータが含まれます。

ゼロックスアルト

1973年、PARCのゼロックスアルトコンピュータが発売されました。これは、イーサネットポート、マウス、およびビットマップを備えたグラフィカルユーザーインターフェイスを備えた、真のパーソナルコンピューターでした。Texas Instrumentsの16ビットチップ上で実行されました。

アップルマイコン

ウォズニアックとジョブズはApple IIを開発しました。これは、最初に大量生産された大成功を収めたホームマイクロコンピューターの1つです。

Apple IIシリーズの最初の製品です。合計で500万が販売されました。ROMとInteger BASICで動作しました。Wozniakは1978年にストレージ用のフロッピーディスクドライブであるディスクIIを開発しました。

Apple IIコンピュータは、VisiCalcスプレッドシートなどのソフトウェアを実行できるため、コンピュータをより多く使用するように企業を引き付けました。

Appleは1984年にMotorola 68000マイクロプロセッサをベースにしたMacintoshを発表しましたが、当初は商業的に成功しませんでしたが、最終的には成功しました。

アップルコンピュータの他の多くのモデルは、第4世代のコンピューティングを通じて生産されました。一部は成功したが、他は成功しなかった。

IBM PC

1981年、IBMはパーソナルコンピュータをリリースしました。それはベストセラーのコンピューターになり、今日でも売られています。それはWindowsベースのPCでした。

IBM PCのアーキテクチャーは、他のPCメーカーが模倣しようとした市場の事実上の標準になりました。

長所と短所

利点

コンピュータの開発における最も重要な進歩は、第3世代から第4世代に渡ったときに発生しました。

最大の利点は、手頃な価格と適切なサイズのおかげで、人口の大多数が自宅に少なくとも1台のコンピューターを設置できることです。

-それらは信頼性の高いコンピューターであり、サイズが小さく、より強力です。彼らは前の世代よりもはるかに少ないメンテナンスが必要です。

-彼らはより低いエネルギー消費で高速処理の力を持っています。さらに、彼らはすべての世代の中で最も安いです。

-彼らは熱を排出するために内部ファンを持っているので、適切な温度を維持することができます。それらが正常に機能するためにエアコンはもはや必要ありません。

-グラフィカルユーザーインターフェイスとインタラクティブな入出力デバイスの開発により、作業中に使いやすい環境を提供します。

-彼らは汎用コンピュータです。彼らはほとんど何でもするために使用することができます。その生産は完全に商業的です。

-すべてのタイプの高水準言語を使用できます。

短所

マイクロプロセッサを製造するには、最新のテクノロジーが必要です。これは、設計と製造がごく少数の企業（Intel、AMDなど）に限定されているため、誰もがそれらに依存しています。

マイクロプロセッサの設計と製造は非常に複雑です。製造には、コストのかかるセットアップと高度な資格を持つ人材が必要です。

一方、ネットワーク化されたシステムは大規模な攻撃の影響を受けやすく、システム全体にウイルス攻撃の可能性が残り、誰もが脆弱になります。

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