Cuarta generación de computadoras: historia, características, hardware
La cuarta generación de computadoras se refiere al tipo de computadoras que fueron empleadas durante la fase que comenzó en 1972. Esta fase ha estado fundamentada en la tecnología informática del microprocesador.
Esta generación de computadoras es con la que aún se está trabajando actualmente. Se puede decir que las computadoras que se pueden ver a la redonda son computadoras de cuarta generación.
Los primeros desarrollos en tecnología informática se basaban en avances tecnológicos revolucionarios, donde la fuerza impulsora eran las invenciones y las nuevas tecnologías. Esta generación probablemente se vea mejor como evolutiva que como revolucionaria.
Así, la cuarta generación de computadoras fue una gran extensión o mejora de la tercera generación de computadoras.
El nacimiento del microprocesador ocurrió al mismo tiempo que el nacimiento de la microcomputadora. Esta generación también estuvo alineada con el cumplimiento de la ley de Moore, que predijo el crecimiento exponencial de transistores en los microchips a partir de 1965.
Importancia
Los microprocesadores emplearon primero la tecnología de integración a gran escala y posteriormente la tecnología de integración a escala muy grande para llegar a encapsular millones de transistores en un solo chip.
La tecnología del microprocesador se encuentra ahora en todas las computadoras modernas. Los chips como tal se pueden fabricar a bajo costo y en grandes cantidades.
Esta generación de computadoras se desarrolló muy rápidamente debido a que estas eran muy versátiles y fáciles de usar. El papel de las computadoras ha sido muy útil especialmente en el campo de la industria y la tecnología de la información.
El nuevo microprocesador era tan poderoso como la computadora ENIAC de 1946. Lo que en la primera generación llenaba toda una habitación podía ahora caber en la palma de la mano.
Las computadoras de escritorio se convirtieron en algo común. Las computadoras personales que se ven en las oficinas y hogares son computadoras de cuarta generación.
Origen e historia de la cuarta generación
La invención del chip microprocesador marcó el comienzo de las computadoras de cuarta generación. Esto condujo al desarrollo de las microcomputadoras o computadoras personales.
El primer microprocesador, llamado Intel 4004, fue desarrollado por la empresa estadounidense Intel en 1971.
La tecnología de integración a escala muy grande (VLSI) hizo que fuera rutinario fabricar una CPU completa o una memoria principal con un solo circuito integrado, producido en masa a un costo muy bajo.
Esto dio como resultado nuevas clases de máquinas, como las computadoras personales y los procesadores paralelos de alto rendimiento que contienen miles de CPU.
Computadoras personales
En 1981 IBM seleccionó a Intel como fabricante del microprocesador para su nueva máquina, la IBM-PC. Este microprocesador fue el Intel 8086.
Esta computadora podía ejecutar 240.000 sumas por segundo. Aunque era mucho más lenta que las computadoras de la familia IBM 360, solo costaba $4.000 en dólares actuales. Esta relación precio-rendimiento causó un auge en el mercado de las microcomputadoras.
En 1996, la PC Pentium Pro de Intel podía ejecutar 400.000.000 de sumas por segundo. Esto era aproximadamente 210.000 veces más rápido que la ENIAC.
Interfaz gráfica de usuario
Esta era básicamente una interfaz donde el usuario promedio interactuaba con la computadora usando íconos visuales, en lugar de tener que escribir comandos en un lenguaje de programación.
Esto hizo que el uso de la computadora fuera mucho más fácil y, por tanto, más personas tuvieron la capacidad de utilizar dicha tecnología.
El software que se ejecutaba en estas computadoras también estaba disponible por poco dinero o incluso de forma gratuita.
Características de la cuarta generación de computadoras
– Se aumentó el uso de la computadora en comparación con la generación anterior.
– Hubo un aumento dramático en la velocidad del procesador.
– El teclado y el monitor de video se convirtieron en dispositivos estándar. El mouse comenzó a jugar un papel importante.
– Disminuyó el tamaño, el costo, el requerimiento de energía y la generación de calor, con respecto a la generación anterior.
Miniaturización
Se desarrolló el componente electrónico de miniaturización, llamado integración a gran escala (LSI), para empaquetar así cada vez más circuitos en un solo chip.
Se introdujo posteriormente la integración a escala muy grande (VLSI), utilizándose la tecnología basada en el microprocesador.
Multitarea
A diferencia de las computadoras de generaciones anteriores, estas pueden procesar múltiples tareas, brindando una gran versatilidad.
Las computadoras reproducen videos, muestran imágenes, reproducen música, se pueden usar para navegar por Internet, etc.
Esta versatilidad significa que tienen más potencia de procesamiento. Esta potencia adicional se creó con la implementación del microprocesador.
Los microprocesadores tienen esta potencia porque han reducido el tamaño de los transistores y aumentado la cantidad de procesadores incluidos en un circuito.
Almacenamiento
Se utilizaron semiconductores como RAM, ROM y memoria caché como memorias primarias. La memoria principal aumentó en forma de EPROM y SRAM.
Se utilizaron como memoria secundaria los discos magnéticos, tales como discos duros, disquetes, discos ópticos (CD, DVD) y memorias flash.
Redes
Surgió el concepto de la red de computadoras. A medida que las computadoras se hicieron más poderosas, pudieron vincularse para formar redes, lo que eventualmente condujo al desarrollo de Internet.
Se desarrolló un software avanzado y fácil de usar para páginas web. Además, se desarrolló el correo electrónico y la comunicación móvil.
Hardware de la cuarta generación
La cuarta generación trajo importantes avances sobre las macrocomputadoras de la segunda generación y también sobre las minicomputadoras de la tercera generación, agregando una nueva categoría de máquina, que fue la microcomputadora o computadora personal.
Por otro lado, las memorias de semiconductores reemplazaron a las memorias de núcleo magnético. También se desarrolló el mouse y los dispositivos portátiles.
Con el uso de microprocesadores en las computadoras, su rendimiento se volvió mucho más rápido, además de eficiente.
El microprocesador es un chip utilizado en la computadora para realizar todas las funciones aritméticas o lógicas ejecutadas por cualquier programa.
Integración
Esta generación conoció los procesos para crear circuitos integrados que contuvieran miles de transistores en un solo chip.
En la integración a gran escala (LSI) se podían colocar 1.000 dispositivos por chip y en la integración a escala muy grande (VLSI) se podían colocar 100.000 dispositivos por chip.
Con el microprocesador fue posible colocar la unidad central de procesamiento (CPU) de la computadora en un solo chip. Para sistemas sencillos puede caber en un solo chip toda una computadora: procesador, memoria principal y controladores de entrada/salida.
Para la CPU se utilizan los chips de procesamiento y para la memoria RAM se usan los chips de memoria. Sin embargo, se han podido diseñar procesadores con memoria integrada o caché en un solo chip.
Procesamiento paralelo
Se aumentó el uso de procesadores paralelos. Estas máquinas combinan varios procesadores para realizar cálculos en paralelo, ejecutando más de una instrucción a la vez.
Se han utilizado para cálculos científicos y también para bases de datos y servidores de archivos.
Software de la cuarta generación
Estas computadoras tenían un lenguaje de programación más rápido, haciéndose popular el software de aplicación para microcomputadoras.
Las computadoras se emplearon para procesar textos, manejar hojas de cálculo y entregar gráficos.
Sistemas operativos
En 1974 Intel ideó un microprocesador de 8 bits llamado 8808. Gary Kildall escribió el sistema operativo para este procesador, conocido como Programa de Control para Microcomputadoras (CP/M).
Por otro lado, IBM se asoció con Bill Gates, quien compró el sistema operativo Computer Product, para distribuirlo con la nueva computadora de IBM.
Ambos eran sistemas operativos basados en líneas de comandos, donde el usuario podía interactuar con la computadora por medio del teclado.
Interfaz gráfica de usuario
Steve Jobs lanzó la computadora Apple Macintosh en 1984, con una mejor interfaz gráfica de usuario, utilizando la idea de interfaz de Xerox Alto.
Tras el éxito de Apple, Microsoft integró una versión shell de Windows en la versión del sistema operativo DOS de 1985.
Windows se usó así durante 10 años, hasta que se reinventó con Windows 95. Este era un sistema operativo completo, con todas las utilidades.
Lenguajes de cuarta generación
A diferencia de los lenguajes de tercera generación, los de cuarta generación no son procedimentales, sino que usan un estilo declarativo.
En el estilo declarativo se proporciona una especificación matemática de lo que se debe calcular, dejando al compilador muchos detalles sobre cómo se debe hacer el cálculo.
Por tanto, un programa de gran tamaño hecho con un lenguaje de tercera generación puede ser reemplazado por una sola declaración con un lenguaje de cuarta generación.
Inventos y sus autores
La invención de la tecnología LSI y la tecnología VLSI condujo a la cuarta generación de computadoras. Además, esta generación incluye los siguientes desarrollos:
- Interfaz gráfica de usuario.
- Nuevos sistemas operativos.
- Diferentes dispositivos de entrada/salida y de almacenamiento secundario.
- Redes de área local.
Microprocesador
Fue desarrollado en 1971 por Ted Hoff, junto con F. Faggin y S. Mazor. Desarrollaron el microprocesador Intel 4004 para Intel Corporation.
Este microprocesador contenía 2.300 transistores. Marcó el comienzo de una generación de computadoras que se extiende hasta la actualidad.
Altair 8800
Fue una de las primeras microcomputadoras. Fue creada en 1975 por la empresa Micro Instrumentation Telemetry Systems (MITS).
Ed Roberts la diseñó utilizando un chip de procesamiento Intel 8080, que fue el primer microprocesador de 16 bits. Fue la influencia inicial de la informática personal en el mundo.
Apple
En 1976 Steve Wozniak desarrolló la primera computadora Apple (Apple I). Fue una pequeña computadora personal.
Steve Jobs lo ayudó a vender esta computadora y luego lo ayudó a fabricar la Apple II. Wozniak y Jobs fueron los cofundadores de Apple.
IBM PC
En 1981, International Business Machine (IBM) presentó esta primera computadora para el hogar, que ejecutaba el procesador 4004.
Microsoft
Paul Allen y Bill Gates, fundadores de Microsoft, comenzaron a trabajar escribiendo el lenguaje BASIC para la ALTAIR 8800.
Posteriormente, el sistema operativo DOS trajo mucho éxito para la empresa. En 1985 lanzaron Windows 1.0, un entorno operativo gráfico de 16 bits.
En 1986 lanzaron un programa de procesamiento de texto, bases de datos y hojas de cálculo, denominado Microsoft Works.
Computadoras de la cuarta generación
Se incluyen las minicomputadoras de la década de 1970, como PDP-11/03 y PDP-11/34, las computadoras personales de finales de 1970 y principios de 1980, y las macrocomputadoras que utilizan microprocesadores, como la serie z de IBM.
Xerox Alto
En 1973 se lanzó la computadora Xerox Alto de PARC. Era una verdadera computadora personal, presentando un puerto Ethernet, un mouse y también una interfaz gráfica de usuario con mapas de bits, la primera de su tipo. Funcionaba con un chip de 16 bits de Texas Instruments.
Microcomputadoras Apple
Wozniak y Jobs desarrollaron la Apple II, que fue una de las primeras microcomputadoras domésticas de gran éxito producida en masa.
Fue la primera de la serie Apple II. Se vendieron cinco millones en total. Funcionaba con una ROM e Integer BASIC. Wozniak desarrolló Disk II en 1978, una unidad de disquete para almacenamiento.
La computadora Apple II atrajo a las empresas a que utilizaran más las computadoras, porque podía ejecutar software como la hoja de cálculo VisiCalc.
Apple presentó la Macintosh en 1984, basada en el microprocesador Motorola 68000. Inicialmente no fue comercialmente exitosa, pero lo fue eventualmente.
Muchos otros modelos de computadoras Apple se produjeron a lo largo de la cuarta generación de informática. Algunos resultaron exitosos, mientras que otros no.
IBM PC
En 1981 IBM lanzó la computadora personal. Se convirtió en una computadora de grandes ventas y todavía se vende hoy. Era una PC basada en Windows.
La arquitectura de la IBM PC se convirtió en el modelo estándar de facto del mercado, que otros fabricantes de PC buscaron emular.
Ventajas y desventajas
Ventajas
Los avances más significativos en el desarrollo de las computadoras ocurrieron al pasar de la tercera a la cuarta generación.
El mayor beneficio es que la mayoría de la población puede tener al menos una computadora en el hogar gracias a que son asequibles y a tener un tamaño adecuado.
– Son computadoras altamente confiables, de tamaño pequeño y más potentes. Requieren mucho menos mantenimiento que las generaciones anteriores.
– Tienen el poder de un rápido procesamiento con un menor consumo de energía. Además, son las más baratas entre todas las generaciones.
– Poseen un ventilador interno para la descarga de calor y así poder mantener la temperatura adecuada. Ya no se requiere aire acondicionado para que puedan funcionar normalmente.
– Proporcionan un entorno fácil de utilizar mientras se trabaja con ellas, debido al desarrollo de la interfaz gráfica de usuario y a los dispositivos interactivos de entrada y salida.
– Son computadoras para un propósito general. Se pueden usar para hacer casi cualquier cosa. Su producción es totalmente comercial.
– Se pueden usar todos los tipos de lenguajes de alto nivel.
Desventajas
Se requiere tener la última tecnología para poder fabricar los microprocesadores. Esto ha limitado el diseño y la fabricación a muy pocas empresas (Intel, AMD, etc.), haciendo que todos tengan que depender de ellas.
El diseño y fabricación del microprocesador es muy complejo. Para la fabricación se requiere una configuración costosa y también personal altamente calificado.
Por otro lado, en un sistema en red se tiene la susceptibilidad a un ataque a gran escala, dejando también la posibilidad de un ataque de virus en todo el sistema, haciendo que todos sean vulnerables.
Referencias
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