CPU क्या है? परिभाषा, भूमिका, और यह आपके कंप्यूटर को कैसे चलाता है

हर एक कंप्यूटिंग डिवाइस में एक CPU होता है।

आपने इस तकनीकी शब्द को पहले सुना होगा, लेकिन वास्तव में यह क्या है? CPU क्या है और यह कैसे काम करता है?

इस शुरुआती-अनुकूल लेख में आप सीखेंगे कि CPU वास्तव में क्या है, और मैं आपको इसका अवलोकन दूंगा कि यह कैसे काम करता है।

CPU क्या है और यह कंप्यूटर में कहां पाया जाता है?

CPU का मतलब सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट है। इसे प्रोसेसर या माइक्रोप्रोसेसर के रूप में भी जाना जाता है।

यह किसी भी डिजिटल कंप्यूटिंग सिस्टम में हार्डवेयर के सबसे महत्वपूर्ण टुकड़ों में से एक है – यदि सबसे महत्वपूर्ण नहीं है।

CPU के अंदर हजारों सूक्ष्म ट्रांजिस्टर होते हैं, जो छोटे स्विच होते हैं जो इंटीग्रेटेड सर्किट के माध्यम से बिजली के प्रवाह को नियंत्रित करते हैं।

आप CPU को कंप्यूटर के मदरबोर्ड पर स्थित पाएंगे।

कंप्यूटर का मदरबोर्ड कंप्यूटर के अंदर मुख्य सर्किट बोर्ड होता है। इसका काम सभी हार्डवेयर घटकों को एक साथ जोड़ना है।

अक्सर सभी डिजिटल सिस्टम के मस्तिष्क और दिल के रूप में संदर्भित, एक CPU सभी काम करने के लिए जिम्मेदार होता है। यह कंप्यूटर द्वारा की जाने वाली हर एक कार्रवाई को करता है और प्रोग्राम को निष्पादित करता है।

कंप्यूटर प्रोग्राम क्या हैं और वे कहां स्टोर होते हैं?

CPU जो कुछ भी करता है उसके लिए एक प्रोग्राम होता है।

आपके पास एक प्रोग्राम है जो आपको अपने वेब ब्राउज़र या वर्ड प्रोसेसर का उपयोग करने देता है। आपके पास एक है जो कैलकुलेटर पर गणितीय संचालन करता है या आपको कीबोर्ड पर अक्षरों और वर्णों को टाइप करने देता है। और ऐसे प्रोग्राम हैं जो कंप्यूटर माउस के साथ क्लिक करने और चयन करने और आपके लैपटॉप के टचपैड पर दबाने का प्रबंधन करते हैं।

जो भी हो, सभी कंप्यूटर गतिविधियों के लिए एक प्रोग्राम है।

प्रोग्राम निर्देशों के सेट हैं जिन्हें क्रमिक, तार्किक क्रम में निष्पादित करने की आवश्यकता होती है और चरण-दर-चरण सटीक रूप से पालन किया जाता है।

वे एक प्रोग्रामर द्वारा मानव-पठनीय भाषा – एक प्रोग्रामिंग भाषा – में लिखे जाते हैं।

कंप्यूटर प्रोग्रामिंग भाषाओं को सीधे नहीं समझते हैं, इसलिए उन्हें एक ऐसे रूप में अनुवादित करने की आवश्यकता होती है जिसे आसानी से समझा जा सके।

उस रूप को मशीन लैंग्वेज या बाइनरी कहा जाता है।

बाइनरी एक बेस टू न्यूमेरिकल सिस्टम है। इसमें केवल दो नंबर होते हैं: 0 और 1।

यह ट्रांजिस्टर के केवल दो संभावित राज्यों के साथ अच्छी तरह से प्रतिबिंबित और जुड़ा हुआ है जो बिजली के प्रवाह को नियंत्रित करते हैं – वे या तो चालू (1) या बंद (0) होते हैं।

तो, हुड के तहत, प्रोग्राम बिट्स के अनुक्रम के रूप में संग्रहीत होते हैं। बिट्स बाइनरी डिजिट्स (1 और 0 के अनुक्रम) का दूसरा नाम है।

प्रोग्राम स्थायी रूप से और दीर्घकालिक रूप से एक स्टोरेज डिवाइस में संग्रहीत होते हैं, चाहे वह HDD (हार्ड डिस्क ड्राइव) हो या SSD (सॉलिड स्टेट ड्राइव)।

ये नॉन-वोलेटाइल प्रकार की मेमोरी हैं, जिसका अर्थ है कि वे पावर बंद होने पर भी डेटा स्टोर करते हैं।

हालांकि, जब एक प्रोग्राम चल रहा होता है और वर्तमान में उपयोग किया जा रहा होता है, तो उसका सारा डेटा मुख्य, प्राथमिक, मेमोरी या RAM (रैंडम एक्सेस मेमोरी) में संग्रहीत होता है।

इस प्रकार की मेमोरी वोलेटाइल होती है, और पावर बंद होने पर सभी डेटा खो जाता है।

CPU क्या करता है?

संक्षेप में, CPU तार्किक और गणितीय संचालन के प्रसंस्करण को संभालने और उसे दिए गए निर्देशों को निष्पादित करने के लिए जिम्मेदार है।

यह प्रति सेकंड लाखों निर्देशों को निष्पादित कर सकता है – लेकिन एक समय में केवल एक निर्देश को पूरा कर सकता है।

यह पहले किसी प्रकार का इनपुट प्राप्त करता है, आमतौर पर एक इनपुट डिवाइस (जैसे मॉनिटर डिस्प्ले स्क्रीन, कीबोर्ड, माउस, या माइक्रोफोन) या एप्लिकेशन/सिस्टम सॉफ्टवेयर प्रोग्राम (जैसे आपका वेब ब्राउज़र या ऑपरेटिंग सिस्टम) से।

फिर CPU चार कार्यों के प्रभारी होता है:

1. फेचिंग मेमोरी से निर्देश, यह जानने के लिए कि इनपुट को कैसे संभालना है और उस विशेष इनपुट डेटा के लिए संबंधित निर्देशों को जानना है। विशेष रूप से, यह संबंधित निर्देश के पते की तलाश करता है और अनुरोध को RAM पर अग्रेषित करता है। CPU और RAM लगातार एक साथ काम करते हैं। इसे मेमोरी से पढ़ना भी कहा जाता है।
2. डिकोडिंग या निर्देशों का अनुवाद एक ऐसे रूप में जिसे CPU समझ सके, जो मशीन लैंग्वेज (बाइनरी) है।
3. निष्पादित करना और दिए गए निर्देशों को पूरा करना।
4. स्टोर करना निष्पादन के परिणाम को बाद में पुनर्प्राप्ति के लिए मेमोरी में वापस, यदि और जब अनुरोध किया जाए। इसे मेमोरी में लिखना भी कहा जाता है।

अंत में, किसी प्रकार का आउटपुट होता है, जैसे स्क्रीन पर कुछ प्रिंट करना।

उपरोक्त प्रक्रिया को फेच-एक्सीक्यूट चक्र कहा जाता है, और यह प्रति सेकंड लाखों बार होता है।

CPU के मुख्य भाग

अब आप जानते हैं कि CPU कंप्यूटर पर होने वाले हर ऑपरेशन के लिए बुनियादी कार्य करता है, CPU के वे कौन से भाग हैं जो उस काम को पूरा करने में मदद करते हैं?

नीचे इसके भीतर कुछ महत्वपूर्ण घटक हैं:

• CU (कंट्रोल यूनिट के लिए संक्षिप्त)। यह इनपुट और आउटपुट के प्रवाह को नियंत्रित करता है। यह वह भाग है जो मेन मेमोरी से निर्देशों को लाता है और पुनर्प्राप्त करता है और बाद में उन्हें डिकोड करता है।
• ALU (अरिथमेटिक लॉजिक यूनिट के लिए संक्षिप्त)। वह भाग जहां सभी प्रसंस्करण होता है। यहां सभी गणितीय गणनाएं होती हैं, जैसे जोड़, घटाव, गुणा, और भाग, साथ ही निर्णय लेने के लिए सभी तार्किक संचालन, जैसे डेटा की तुलना।
• रजिस्टर. एक अत्यंत तेज़ मेमोरी स्थान। फेच-एक्सीक्यूट चक्र के दौरान वर्तमान में संसाधित किए जा रहे डेटा और निर्देश वहां संग्रहीत होते हैं, प्रोसेसर द्वारा त्वरित पहुंच के लिए।

CPU कोर क्या हैं?

पहले आपने सीखा कि एक CPU आमतौर पर एक समय में केवल एक कार्य कर सकता है।

यह भौतिक कोर की मदद से एक समय में एक निर्देश निष्पादित करता है।

अनिवार्य रूप से, एक कोर स्वयं एक CPU है, मुख्य CPU चिप के अंदर एक अलग डिवाइस। इसका मतलब है कि इसमें एक समय में केवल एक चीज करने की क्षमता है।

हालांकि, आधुनिक कंप्यूटर में मुख्य चिप के अंदर एक से अधिक कोर का समर्थन करने की क्षमता होती है।

CPU में जितने अधिक कोर होंगे, कम्प्यूटेशनल शक्ति उतनी ही अधिक होगी और अधिक कार्य एक साथ चलाए और पूरे किए जा सकते हैं, जिससे CPU एक सीरियल मल्टीटास्कर बन जाता है।

उदाहरण के लिए, डुअल-कोर CPU हैं, जिसका अर्थ है कि एक ही चिप पर दो CPU हैं और एक ही समय में दो निर्देश चला सकते हैं।

क्वाड-कोर CPU का अर्थ है एक ही चिप पर चार CPU, हेक्सा-कोर CPU का अर्थ है छह कोर, और इसी तरह।

हाइपरथ्रेडिंग क्या है?

आधुनिक CPU एक तकनीक का भी समर्थन करते हैं जिसे हाइपरथ्रेडिंग कहा जाता है।

यह काम करने का तरीका यह है कि एक सिंगल फिजिकल कोर कई फिजिकल कोर के रूप में प्रकट होता है, जिससे ऑपरेटिंग सिस्टम को लगता है कि वास्तव में जितने कोर हैं उससे अधिक कोर हैं। यह बदले में कंप्यूटर को लगता है कि वास्तव में जितनी शक्ति है उससे अधिक शक्ति है।

तो, ऊपर उल्लिखित फिजिकल कोर के अलावा, ये वर्चुअल कोर भी हैं, जिन्हें थ्रेड भी कहा जाता है।

वे वास्तविक फिजिकल कोर नहीं हैं, लेकिन वे ऐसे प्रतीत होते हैं।

फिजिकल और वर्चुअल दोनों कोर का संयोजन प्रोग्राम के निष्पादन समय को और भी तेज़ बनाता है और CPU को और भी अधिक कम्प्यूटेशनल शक्ति देता है।

निष्कर्ष

पढ़ने और अंत तक पहुंचने के लिए धन्यवाद! उम्मीद है कि अब आपको इस बात की बेहतर समझ है कि CPU क्या हैं, वे क्या करते हैं, और वे इतने महत्वपूर्ण क्यों हैं।

यदि आप कंप्यूटर बेसिक्स के बारे में अधिक जानना चाहते हैं, तो इस गाइड पर एक नज़र डालें जो कंप्यूटर के बुनियादी भागों को कवर करता है।

हैप्पी लर्निंग!