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कंप्यूटर आर्किटेक्चर | SSC CGL Tier 2 - Study Material, Online Tests, Previous Year (Hindi) PDF Download

कंप्यूटर आर्किटेक्चर

  • कंप्यूटर आर्किटेक्चर का ध्यान इस पर है कि एक कंप्यूटर सिस्टम एक प्रोग्रामर के लिए कैसे काम करता है।
  • यह उस संगठित डिज़ाइन का संदर्भ देता है जो सिस्टम यूनिट को होल्ड करता है, जिसमें इलेक्ट्रॉनिक भाग होते हैं।
  • जॉन वॉन न्यूमैन ने 1970 में पहला कंप्यूटर आर्किटेक्चर पेश किया।
कंप्यूटर आर्किटेक्चर | SSC CGL Tier 2 - Study Material, Online Tests, Previous Year (Hindi)

कंप्यूटर के घटक

कंप्यूटर आर्किटेक्चर | SSC CGL Tier 2 - Study Material, Online Tests, Previous Year (Hindi)
  • इनपुट यूनिट
  • आउटपुट यूनिट
  • सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट
  • मेमोरी यूनिट

नोट: सिस्टम यूनिट एक धातु या प्लास्टिक का केस होता है जो कंप्यूटर के सभी भौतिक भागों को होल्ड करता है। इसमें डेटा को प्रोसेस करने वाले घटक होते हैं।

कंप्यूटर उपयोगकर्ता से कोडित जानकारी एक इनपुट यूनिट के माध्यम से प्राप्त करता है, जैसे कि कीबोर्ड या माउस। यह यूनिट कंप्यूटर को आवश्यक विवरण प्रदान करती है।

एक इनपुट यूनिट के निम्नलिखित कार्य होते हैं:

  • यह उपयोगकर्ता से निर्देश और डेटा लेती है।
  • यह इन निर्देशों और डेटा को एक प्रारूप में बदलती है जिसे कंप्यूटर समझ सकता है।
  • यह इन परिवर्तित निर्देशों और डेटा को आगे की प्रोसेसिंग के लिए कंप्यूटर को देती है।

उद्देश्य: यह प्रोसेस किए गए परिणामों को उपयोगकर्ता को भेजती है। सामान्य उदाहरणों में मॉनिटर, प्रिंटर, प्लॉट्टर आदि शामिल हैं। आउटपुट यूनिट के कार्य:

  • यह कंप्यूटर से कोडित परिणाम प्राप्त करती है।
  • यह इन परिणामों को उपयोगकर्ताओं के लिए पढ़ने योग्य रूप में परिवर्तित करती है।
  • यह परिवर्तित परिणामों को उपयोगकर्ता को प्रस्तुत करती है।

सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (CPU)

सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट को अक्सर कंप्यूटर का दिमाग कहा जाता है। इसे एक एकल इंटीग्रेटेड सर्किट (IC) के रूप में बनाया गया है और इसे माइक्रोप्रोसेसर के रूप में भी जाना जाता है। इसमें रजिस्टर का एक समूह, अंकगणितीय लॉजिक यूनिट, और नियंत्रण इकाई शामिल होती है, जो एक साथ काम करके असेंबली भाषा में निर्देशों को व्याख्या और निष्पादित करती है। CPU की मुख्य जिम्मेदारियां हैं:

CPU मुख्य मेमोरी से निर्देशों और इनपुट डेटा को रजिस्टरों में स्थानांतरित करता है। CPU संग्रहीत अनुक्रम में निर्देशों को निष्पादित करता है। जब आवश्यकता होती है, CPU रजिस्टरों से आउटपुट डेटा को मुख्य मेमोरी में स्थानांतरित करता है। एक CPU सभी आंतरिक और बाहरी उपकरणों का प्रबंधन करता है और अंकगणित और तार्किक संचालन करता है।

CPU में निम्नलिखित प्रमुख उप-प्रणाली शामिल हैं:

  • रजिस्टर
  • अंकगणितीय तार्किक इकाई (Arithmetic Logic Unit)
  • नियंत्रण इकाई (Control Unit)

अंकगणितीय तार्किक इकाई (ALU): ALU में इलेक्ट्रॉनिक सर्किटरी होती है जो उपलब्ध डेटा पर सभी गणितीय और तार्किक संचालन करती है। ALU डेटा को संसाधित करने के लिए रजिस्टरों का उपयोग करता है। अधिकांश ALU निम्नलिखित कार्य करने में सक्षम होते हैं:

  • तार्किक संचालन (AND, NOT, OR, XOR)।
  • अंकगणितीय संचालन (जोड़ना, घटाना, गुणा करना, विभाजन करना)।
  • बिट-शिफ्टिंग संचालन (बाएं या दाएं एक निश्चित संख्या के बिट्स द्वारा एक शब्द को स्थानांतरित करना या घुमाना, संकेत को बढ़ाए बिना या उसके साथ)।
  • तुलना संचालन (=, <,><=,>, >=)।

रजिस्टर:

  • रजिस्टर CPU के लिए डेटा और निर्देशों का त्वरित प्रबंधन करना आवश्यक हैं।
  • रजिस्टर मेमोरी पदानुक्रम में शीर्ष पर होते हैं और डेटा हेरफेर करने की सबसे तेज़ विधि होते हैं।
  • रजिस्टरों की मात्रा और आकार प्रोसेसरों के बीच भिन्न होते हैं।

नियंत्रण इकाई (CU):

  • नियंत्रण इकाई (CU) कंप्यूटर के इनपुट और आउटपुट उपकरणों से जुड़ी होती है, जो ALU और रजिस्टरों के साथ बातचीत करके संग्रहीत कार्यक्रम निर्देशों को निष्पादित करने में कंप्यूटर का मार्गदर्शन करती है।
  • यह डेटा और निर्देशों के प्रसंस्करण का प्रबंधन करती है, इसकी प्राथमिक भूमिका मुख्य मेमोरी में संग्रहीत निर्देश को पुनः प्राप्त करना है।
  • फिर यह निर्देश में शामिल संचालन और उपकरणों को पहचानती है और तदनुसार नियंत्रण संकेत उत्पन्न करती है।

मेमोरी इकाई

मेमोरी यूनिट

  • यह यूनिट कार्यक्रमों या डेटा को अस्थायी या स्थायी रूप से संग्रहीत करने के लिए जिम्मेदार है।
  • इसमें प्राथमिक मेमोरी (मुख्य मेमोरी) और द्वितीयक मेमोरी (सहायक मेमोरी) शामिल हैं।
  • प्रसंस्करण से पहले, उस इनपुट डेटा को मुख्य मेमोरी में स्थानांतरित किया जाता है, जिस पर काम करना है।
  • एक अन्य प्रकार की मेमोरी, जिसे कंप्यूटर प्रणाली की द्वितीयक मेमोरी के रूप में जाना जाता है, डेटा, कार्यक्रमों और आउटपुट को स्थायी रूप से रखने के लिए उपयोग की जाती है।
  • यह यूनिट सीधे CPU के साथ संलग्न नहीं होती है।

सूक्ष्मप्रसंस्करणकर्ता

सूक्ष्मप्रसंस्करणकर्ता

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  • सूक्ष्मप्रसंस्करणकर्ता कंप्यूटर का बॉस होता है, जिसे चिप भी कहा जाता है।
  • यह आवश्यक हार्डवेयर है जो कंप्यूटर को शक्ति प्रदान करता है और यह विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों जैसे कंप्यूटर, कैलकुलेटर और डिजिटल उपकरणों में उपयोग होने वाला एक बड़ा प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) है।
  • CPU की गति उस प्रकार के सूक्ष्मप्रसंस्करणकर्ता पर निर्भर करती है जो उसके पास है।
  • 1971 में, इंटेल ने पहला सूक्ष्मप्रसंस्करणकर्ता पेश किया जिसे इंटेल 4004 कहा जाता है, जिसे वैज्ञानिक Ted Hoff और इंजीनियर Frederico Faggin ने डिज़ाइन किया था।
  • कुछ प्रसिद्ध सूक्ष्मप्रसंस्करणकर्ताओं में शामिल हैं: इंटेल, इंटेल कोर i7, इंटेल कोर i9, डुअल कोर, और पेंटियम IV

मदरबोर्ड

मदरबोर्ड

कंप्यूटर में पाया जाने वाला मुख्य सर्किट बोर्ड जिसे मदरबोर्ड कहा जाता है। इसे मुख्य बोर्ड, लॉजिक बोर्ड, सिस्टम बोर्ड, या प्लानर बोर्ड भी कहा जाता है।

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अन्य सभी कंप्यूटर घटक जैसे ROM, RAM, एक्सपेंशन स्लॉट, PCI स्लॉट, और USB पोर्ट मदरबोर्ड से जुड़े होते हैं। इसमें हार्ड ड्राइव, DVD ड्राइव, कीबोर्ड, और माउस जैसे उपकरणों के लिए नियंत्रक भी होते हैं।

मदरबोर्ड पर घटक

मदरबोर्ड पर घटक

(i) CMOS बैटरी (ii) BIOS चिप (iii) फैन (iv) एक्सपेंशन स्लॉट (v) SMPS (vi) PCI स्लॉट (vii) प्रोसेसर चिप (viii) बसें

यूनिट्स का इंटरकनेक्शन

यूनिट्स का इंटरकनेक्शन

CPU कंप्यूटर के अंदर के हिस्सों और जुड़े उपकरणों को जानकारी भेजता है।

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एक बस तारों का एक समूह होता है जो हिस्सों को जोड़ता है, जहां प्रत्येक तार एक बिट डेटा ले जाता है। यह कंप्यूटर घटकों के बीच संकेतों के लिए इलेक्ट्रॉनिक मार्गों के समान होता है।

कंप्यूटर बस के दो प्रकार होते हैं:

आंतरिक बस: मदरबोर्ड के अंदर के हिस्सों को जोड़ता है जैसे CPU और मेमोरी। इसे सिस्टम बस कहा जाता है।

  • कंट्रोल बस मेमोरी या I/O उपकरणों तक पहुंचने के लिए आदेश ले जाती है।
  • एड्रेस बस I/O उपकरणों या मेमोरी का स्थान ले जाती है।
  • डेटा बस वास्तविक डेटा ले जाती है जिसे स्थानांतरित किया जाना होता है।

बाहरी बस: बाहरी उपकरणों जैसे पेरिफेरल्स, एक्सपेंशन स्लॉट, और ड्राइव कनेक्शनों को कंप्यूटर से जोड़ता है। इसे एक्सपेंशन बस भी कहा जाता है।

निर्देश चक्र

निर्देश चक्र

यह उस घटनाओं के अनुक्रम का प्रतिनिधित्व करता है जो तब होती हैं जब एक निर्देश को मेमोरी से पढ़ा जाता है और निष्पादित किया जाता है।

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एक सरल निर्देश चक्र में निम्नलिखित चरण शामिल होते हैं:

  • मेमोरी से निर्देश प्राप्त करना।
  • ऑपरेशन के लिए निर्देश का अनुवाद करना।
  • निर्देश को लागू करना।
  • मेमोरी में संग्रहित करना।

उपरोक्त प्रक्रिया में, पहले दो चरण समान क्रियाओं को शामिल करते हैं और इन्हें फेच चक्र कहा जाता है। अंतिम दो चरण विभिन्न क्रियाओं को शामिल करते हैं और इन्हें निष्पादन चक्र के रूप में जाना जाता है।

टिप्स

  • UPS (अनइंटरप्टिबल पावर सप्लाई) एक उपकरण है जो मुख्य पावर स्रोत के विफल होने पर उपकरण को आपातकालीन शक्ति देता है।
  • पावर स्ट्रिप एक उपकरण है जो आपको एक दीवार सॉकेट में अधिक उपकरणों को प्लग करने में मदद करता है।
  • निर्देश कोड बिट्स का एक सेट है जो कंप्यूटर को बताता है कि क्या करना है।
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