Basic Computer Organization हिंदी में।

basic computer organisation भले ही वर्षों से कंप्यूटरों के प्रदर्शन, विश्वसनीयता और लागत का आकार बदल रहा है, वॉन न्यूमैन (Von Neumann) द्वारा मूल तर्क संरचना (stored program अवधारणा के आधार पर) को नहीं बदला गया है। कोई फर्क नहीं पड़ता कि हम किस कंप्यूटर के आकार और आकार के बारे में बात कर रहे हैं, सभी कंप्यूटर सिस्टम raw input डेटा को अपने  users के लिए उपयोगी जानकारी में परिवर्तित करने के लिए निम्नलिखित पाँच बुनियादी संचालन करते हैं।

Inputting: कंप्यूटर सिस्टम में डेटा और instructions दर्ज करने की प्रक्रिया।

Storing: डेटा और instructions को सहेजना ताकि वे आवश्यकता के अनुसार प्रारंभिक या additional processing के लिए उपलब्ध हों।

Processing: उपयोगी जानकारी में परिवर्तित करने के लिए डेटा पर arithmetic operations (जोड़ना, घटाना, गुणा, भाग, आदि) या logical operations (comparisons like equal to, or less than, greater than,, आदि) की तुलना करना।

Outputting: users के लिए उपयोगी जानकारी या परिणाम बनाने की प्रक्रिया, जैसे कि एक printed report या visual display।

Controlling: उपरोक्त सभी कार्यों को करने के manner और sequence को निर्देशित करना।

इस posts का लक्ष्य आपको कंप्यूटर सिस्टम इकाइयों से परिचित करना है जो इन कार्यों को करते हैं। यह posts आपको कंप्यूटर सिस्टम का अवलोकन प्रदान करेगा क्योंकि वे कंप्यूटर सिस्टम आर्किटेक्ट द्वारा देखे जाते हैं।

एक सिस्टम मॉडल से दूसरे में कंप्यूटर के internal architectural डिजाइन। हालाँकि, सभी कंप्यूटर सिस्टम के लिए basic organization समान रहता है। instruction और डेटा के प्रवाह को इंगित करने के लिए ठोस लाइनों का उपयोग किया जाता है, और dotted lines नियंत्रण unit द्वारा नियंत्रित नियंत्रण का प्रतिनिधित्व करता हैं। यह एक डिजिटल कंप्यूटर सिस्टम के पांच प्रमुख बिल्डिंग blocks या कार्यात्मक units को प्रदर्शित करता है। ये  पाँच इकाइयाँ सभी कंप्यूटर सिस्टम द्वारा किए गए पाँच बुनियादी ऑपरेशनों के अनुरूप हैं। इनमें से प्रत्येक इकाई का कार्य नीचे वर्णित है।

एक-एक करके हम Seven UNITs के बारे में डिटेल में जानेंगे:-

1. INPUT UNIT
2. Output Unit
3. Storage unit
4. Arithmetic Logic Unit
5. Control Unit
6. Central Processing Unit
7. The System Concept

1.INPUT UNIT:

डेटा और instructions कंप्यूटर सिस्टम में दर्ज होने चाहिए इससे पहले कि आपूर्ति किए गए डेटा पर कोई computation की जा सके। यह कार्य input unit द्वारा किया जाता है जो बाहरी वातावरण को कंप्यूटर सिस्टम से जोड़ता है। डेटा instruction इनपुट इकाइयों में ऐसे रूपों में प्रवेश करता है जो उपयोग किए गए विशेष उपकरण पर निर्भर करते हैं। उदाहरण के लिए, टाइपिंग के समान तरीके से कीबोर्ड से डेटा दर्ज किया जाता है, और यह उस तरीके से भिन्न होता है, जिसमें स्कैनर के माध्यम से डेटा दर्ज किया जाता है, जो एक अन्य प्रकार का इनपुट डिवाइस है। हालाँकि, जिस रूप में वे अपने इनपुट प्राप्त करते हैं, उसके बावजूद, सभी इनपुट डिवाइसों को बाइनरी कोड में स्थानांतरित किए जाने वाले डेटा के साथ एक कंप्यूटर प्रदान करना होगा जो कि कंप्यूटर की प्राथमिक मेमोरी एक डिज़ाइन स्वीकार करता है। यह परिवर्तन इनपुट इंटरफेस नामक इकाइयों द्वारा पूरा किया जाता है। इनपुट इंटरफेस को कंप्यूटर सिस्टम की आवश्यकताओं के लिए इनपुट डिवाइस के अद्वितीय भौतिक या विद्युत विशेषताओं से मेल खाने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

संक्षेप में एक इनपुट यूनिट द्वारा निम्नलिखित कार्य किए जाते हैं।…

1. यह बाहरी दुनिया से निर्देशों और डेटा की सूची को स्वीकार करता है (या पढ़ता है)।
2. यह इन निर्देशों और डेटा को कंप्यूटर के acceptable form में परिवर्तित करता है।
3. यह आगे की प्रक्रिया के लिए कंप्यूटर सिस्टम में परिवर्तित निर्देश और डेटा की आपूर्ति करता है।

2.Output Unit:

आउटपुट यूनिट का काम इनपुट इनपुट के ठीक उलट है। यह बाहरी दुनिया को data processing के परिणामस्वरूप प्राप्त जानकारी की आपूर्ति करता है। इस प्रकार यह कंप्यूटर को बाहरी वातावरण से जोड़ता है। चूंकि कंप्यूटर बाइनरी कोड के साथ काम करते हैं, इसलिए उत्पादित परिणाम बाइनरी फॉर्म में भी होते हैं। इसलिए, outside world को परिणाम की आपूर्ति करने से पहले, इसे मानव acceptable (readable) रूप में परिवर्तित किया जाना चाहिए। यह कार्य आउटपुट इंटरफेस नामक इकाइयों द्वारा पूरा किया जाता है। आउटपुट इंटरफेस बाहरी वातावरण की आवश्यकताओं के लिए आउटपुट डिवाइस (टर्मिनल, प्रिंटर, आदि) की अद्वितीय भौतिक या विद्युत विशेषताओं से मेल खाने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।

संक्षेप में, आउटपुट यूनिट द्वारा निम्नलिखित कार्य किए जाते हैं:

1. यह कंप्यूटर द्वारा उत्पादित परिणाम को स्वीकार करता है, जो कि coded form में है, और इसलिए हमें आसानी से समझा नहीं जा सकता है।
2. परिणाम को मानव स्वीकार्य पठनीय रूप में बदलें।
3. यह outside world को परिवर्तित परिणाम की आपूर्ति करता है।

3.Storage unit:

units में इनपुट के माध्यम से कंप्यूटर सिस्टम में प्रवेश करने वाले डेटा और निर्देशों को actual processing शुरू होने से पहले कंप्यूटर के अंदर stored किया जाना है। इसी तरह, processing के बाद कंप्यूटर द्वारा उत्पादित परिणाम भी आउटपुट units पर पारित होने से पहले कंप्यूटर सिस्टम के अंदर कहीं रखा जाना चाहिए। इसके अलावा, कंप्यूटर द्वारा intermediate results produced भी चालू processing के लिए stored होना चाहिए। कंप्यूटर सिस्टम की स्टोरेज यूनिट को इन सभी जरूरतों को पूरा करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह डेटा और निर्देशों को stored करने के लिए स्थान, intermediate परिणामों के लिए स्थान और अंतिम परिणामों के लिए स्थान प्रदान करता है।

संक्षेप में, storage unit द्वारा निम्नलिखित कार्य किए जाते हैं।..

1. processed किए जाने वाले सभी डेटा और Processing के लिए आवश्यक निर्देश (इनपुट उपकरणों से प्राप्त)
2. processing के intermediate परिणाम।
3. इन परिणामों से पहले processing का अंतिम परिणाम एक आउटपुट डिवाइस पर जारी किया जाता है।

सभी कंप्यूटरों की storage unit निम्नलिखित दो प्रकार के storage से समझौता करती है:

1. primary storage : primary storage, जिसे main memory के रूप में भी जाना जाता है, का उपयोग प्रोग्राम निर्देशों और processing के डेटा intermediate परिणामों के टुकड़े रखने के लिए किया जाता है, और हाल ही में नौकरी के processing के परिणाम का उत्पादन किया गया है जो वर्तमान में कंप्यूटर सिस्टम पर काम कर रहा है। main memory  चिप के सर्किट्री में सूचना के टुकड़ों को इलेक्ट्रॉनिक रूप से दर्शाया जाता है, और जबकि यह main memory  में रहता है, सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट इसे बहुत तेज गति से सीधे एक्सेस कर सकता है। हालाँकि, कंप्यूटर सिस्टम पर प्राथमिक storage केवल जानकारी रख सकता है। जैसे ही कंप्यूटर सिस्टम को स्विच या रीसेट किया जाता है, प्राथमिक स्टोरेज में रखी जानकारी गायब हो जाती है। इसके अतिरिक्त, प्राथमिक storage में आम तौर पर सीमित storage क्षमता होती है क्योंकि यह बहुत महंगा होता है। आधुनिक कंप्यूटर सिस्टम का प्राथमिक storage semiconductor उपकरणों से बना है।
2. secondary storage: secondary storage, जिसे सहायक storage के रूप में भी जाना जाता है, का उपयोग प्राथमिक storage की सीमाओं का ध्यान रखने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग सीमित storage क्षमता और primary storage की अस्थिर विशेषताओं के पूरक के लिए किया जाता है। इसका कारण यह है कि secondary storage primary storage की तुलना में बहुत सस्ता है और यह कंप्यूटर सिस्टम के स्विच या रीसेट होने पर भी जानकारी को बनाए रख सकता है। सेकेंडरी स्टोरेज का उपयोग आमतौर पर उन प्रोग्रामों के प्रोग्राम निर्देशों, डेटा और सूचनाओं को रखने के लिए किया जाता है, जिन पर कंप्यूटर सिस्टम काम नहीं कर रहा है और वर्तमान में, लेकिन बाद में उन्हें प्रोसेसिंग के लिए होल्ड करने की आवश्यकता होती है। सबसे अधिक इस्तेमाल होने वाला सेकेंडरी स्टोरेज माध्यम मैग्नेटिक डिस्क है।, जिसे सहायक storage के रूप में भी जाना जाता है, का उपयोग प्राथमिक storage की सीमाओं का ध्यान रखने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग सीमित storage क्षमता और प्राथमिक storage की अस्थिर विशेषताओं

के पूरक के लिए किया जाता है। इसका कारण यह है कि द्वितीयक संग्रहण प्राथमिक भंडारण की तुलना में बहुत सस्ता है और यह कंप्यूटर सिस्टम के स्विच या रीसेट होने पर भी जानकारी को बनाए रख सकता है। सेकेंडरी स्टोरेज का उपयोग आमतौर पर उन प्रोग्रामों के प्रोग्राम निर्देशों, डेटा और सूचनाओं को रखने के लिए किया जाता है, जिन पर कंप्यूटर सिस्टम काम नहीं कर रहा है और वर्तमान में, लेकिन बाद में उन्हें प्रोसेसिंग के लिए होल्ड करने की आवश्यकता होती है। सबसे अधिक इस्तेमाल होने वाला सेकेंडरी स्टोरेज माध्यम मैग्नेटिक डिस्क है।, जिसे सहायक भंडारण के रूप में भी जाना जाता है, का उपयोग प्राथमिक भंडारण की सीमाओं का ध्यान रखने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग सीमित भंडारण क्षमता और प्राथमिक भंडारण की अस्थिर विशेषताओं के पूरक के लिए किया जाता है। इसका कारण यह है कि द्वितीयक संग्रहण प्राथमिक भंडारण की तुलना में बहुत सस्ता है और यह कंप्यूटर सिस्टम के स्विच या रीसेट होने पर भी जानकारी को बनाए रख सकता है। सेकेंडरी स्टोरेज का उपयोग आमतौर पर उन प्रोग्रामों के प्रोग्राम निर्देशों, डेटा और सूचनाओं को रखने के लिए किया जाता है, जिन पर कंप्यूटर सिस्टम काम नहीं कर रहा है और वर्तमान में, लेकिन बाद में उन्हें प्रोसेसिंग के लिए होल्ड करने की आवश्यकता होती है। सबसे अधिक इस्तेमाल होने वाला सेकेंडरी स्टोरेज माध्यम मैग्नेटिक डिस्क है।

4.Arithmetic Logic Unit (ALU):

कंप्यूटर सिस्टम का अंकगणितीय तर्क इकाई (ALU) वह स्थान है जहां प्रोसेसिंग ऑपरेशन के दौरान निर्देशों का वास्तविक निष्पादन होता है। अधिक सटीक होने के लिए, गणना की जाती है और सभी तुलना (निर्णय) ALU में किए जाते हैं। प्रसंस्करण से पहले प्राथमिक भंडारण में संग्रहीत डेटा और निर्देश, को ALU में स्थानांतरित किया जाता है और जब जरूरत होती है तो प्रसंस्करण होता है। प्राथमिक भंडारण इकाई में कोई प्रसंस्करण नहीं किया जाता है। मध्यवर्ती परिणाम उत्पन्न होते हैं जो अस्थायी रूप से पत्र के समय तक प्राथमिक भंडारण में वापस स्थानांतरित हो जाते हैं। डेटा इस प्रकार प्राथमिक भंडारण से ALU में वापस जा सकता है और प्रसंस्करण समाप्त होने से पहले कई बार भंडारण के लिए वापस आ सकता है। प्रसंस्करण के पूरा होने के बाद, अंतिम परिणाम। जो संग्रहण इकाई में संग्रहीत हैं, एक आउटपुट डिवाइस पर जारी किए जाते हैं। एक कंप्यूटर द्वारा किए जाने वाले अंकगणित और तर्क संचालन के प्रकार और संख्या ALU के इंजीनियरिंग डिज़ाइन द्वारा निर्धारित की जाती है। हालाँकि, लगभग सभी ALU को चार बुनियादी arithmetic operations (जोड़ना, घटाना, गुणा, भाग, आदि) या logical operations (comparisons like equal to, or less than, greater than,, आदि) की तुलना करना।

5.Control Unit:

इनपुट डिवाइस को कैसे पता चलता है कि यह स्टोरेज यूनिट में डेटा फीड करने का समय है? ALU को कैसे पता चलता है कि डेटा प्राप्त करने के बाद उन्हें क्या करना चाहिए? और यह कैसे होता है कि केवल अंतिम परिणाम आउटपुट डिवाइस को भेजे जाते हैं न कि इंटरमीडिएट के परिणाम? यह सब कंप्यूटर प्रणाली की नियंत्रण इकाई के कारण संभव है। कार्यक्रम के निर्देशों के निष्पादन को चुनने, व्याख्या करने और देखने के द्वारा, नियंत्रण इकाई आदेश को बनाए रखने और पूरे सिस्टम के संचालन को निर्देशित करने में सक्षम है। यद्यपि यह डेटा पर कोई वास्तविक प्रसंस्करण नहीं करता है, नियंत्रण इकाई कंप्यूटर सिस्टम के अन्य घटकों के लिए केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के रूप में कार्य करती है। यह संपूर्ण कंप्यूटर सिस्टम का प्रबंधन और समन्वय करता है। यह कार्यक्रम से निर्देश प्राप्त करता है और इसे मुख्य मेमोरी में संग्रहीत करता है, निर्देश की व्याख्या करता है, और सिग्नल जारी करता है जो सिस्टम की अन्य इकाइयों को उन्हें निष्पादित करने का कारण बनता है।

6.Central Processing Unit (CPU):

कंट्रोल यूनिट और कंप्यूटर सिस्टम के अंकगणितीय तर्क इकाई को संयुक्त रूप से सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (सीपीयू) के रूप में जाना जाता है। सीपीयू किसी भी कंप्यूटर सिस्टम का मस्तिष्क है। एक मानव शरीर में, सभी प्रमुख निर्णय मस्तिष्क द्वारा लिए जाते हैं और शरीर के अन्य भाग मस्तिष्क द्वारा निर्देशित होते हैं। इसी तरह, एक कंप्यूटर सिस्टम में, सभी प्रमुख गणनाएं और तुलनाएं सीपीयू के अंदर की जाती हैं और सीपीयू कंप्यूटर सिस्टम की अन्य इकाइयों के संचालन को सक्रिय और नियंत्रित करने के लिए भी जिम्मेदार है।

7.The System Concept:

आपने अब तक देखा होगा कि हम एक कंप्यूटर को एक सिस्टम (कंप्यूटर सिस्टम) के रूप में संदर्भित कर रहे हैं। इसके पीछे क्या कारण हो सकता है? उत्तर जानने के लिए आइए पहले हम एक प्रणाली की परिभाषा पर विचार करें।

एक प्रणाली एकीकृत भागों का एक समूह है जिसमें कुछ उद्देश्य प्राप्त करने का सामान्य उद्देश्य है। इसलिए, निम्नलिखित तीन विशेषताएं एक प्रणाली के लिए महत्वपूर्ण हैं:

1. एक प्रणाली में एक से अधिक तत्व होते हैं।
2. एक प्रणाली के सभी तत्व तार्किक रूप से संबंधित हैं।
3. किसी सिस्टम के सभी तत्वों को इस तरह से नियंत्रित किया जाता है कि सिस्टम लक्ष्य प्राप्त हो जाए।

चूँकि एक कंप्यूटर एकीकृत घटकों (इनपुट, आउटपुट, स्टोरेज और सीपीयू) से बना होता है जो प्रोग्राम को निष्पादित करने के लिए बुलाए गए चरणों को पूरा करने के लिए एक साथ काम करते हैं, यह एक प्रणाली है। इनपुट या आउटपुट इकाइयाँ तब तक कार्य नहीं कर सकती हैं जब तक वे सीपीयू से सिग्नल प्राप्त नहीं करते हैं। इसी तरह, भंडारण इकाई या सीपीयू का कोई फायदा नहीं है। इसलिए प्रत्येक इकाई की उपयोगिता अन्य इकाइयों पर निर्भर करती है और इसे तभी महसूस किया जा सकता है जब सभी इकाइयों को एक साथ (एकीकृत) एक प्रणाली बनाने के लिए रखा जाता है