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CPU क्या है | What Is CPU in Hindi 

दोस्तों आज हम CPU के बारे में जानेगें। Computer में CPU (Central Processing Unit)  केेन्‍द्र में रहता है इनपुट यूनिट के द्वारा डाटा और निर्देशों को कंप्‍यूटर में एंटर किया जाता है और इसके बाद सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (Central Processing Unit) डाटा को प्रोसेस करता है और आपको आउटपुट देता है, डाटा को प्रोसेेस करनेे में यह अपने दो भागोंं की मदद लेता है अर्थमेटीक लॉजिक यूनिट (Arithmetic Logic Unit ) और कंट्रोल यूनिट (Control Unit) –

CPU क्या है –

CPU (Central Processing Unit) Computer का Electronic दिमाग है। एक Personal Computer में CPU आमतौर पर एक चिप (Chip) है | यह Computer से जुड़े विभिन्न उपकरणों (Different Devices) को नियंत्रित (Control) करता है| यह उपयोगकर्ता (User) या सॉफ़्टवेयर (Software) से आने वाले निर्देशों (Instructions) का आयोजन (Organizes) और संचालन (Operations) करता है | Processor कई घटकों (Components) से बना है| उनमें से दो का नाम है Arithmetic and Logic Unit और Control Unit है।

सरल शब्दों में कहे तो CPU एक इकाई (Unit) और अंग (Component) है जिसका उपयोग Data Process करने में किया जाता है और उसे सार्थक जानकारी (Meaningful Information) में परिवर्तित करता है। CPU (Processor) Computer के Motherboard में लगा होता है | Motherboard एक कठोर आयताकार कार्ड है जिसमें सर्किट्री होती है जो प्रोसेसर और आपके Computer को बनाने वाले अन्य सभी घटकों (Component) को जोड़ती है| अधिकांश Personal Computer में, कुछ घटक (Component) सीधे Motherboard से जुड़े होते हैं और कुछ अपने छोटे Circuit Board पर रखे जाते हैं जो Motherboard में बने विस्तार स्लॉट (Expansion Slots) में जोड़ा जाता हैं। Computer की प्रसंस्करण क्षमता (Processing Capacity) को एक Operation में CPU द्वारा संसाधित (Processed) Data की मात्रा के संदर्भ में मापा जाता है।

✦ CPU का मुख्य कार्य किसी भी निर्देश को कार्यान्वित करना होता है।
✦ Intel-4004 में 2300 Transistor लगे हुए थे।
✦ भारत का सबसे पहला Micro processer शक्ति (Shakti) है, जो कि IIT मद्रास में बनाया गया था।
✦ Shakti Micro processer जुलाई, 2018 में Launch किया गया ।
✦ Micro-Processor की Speed Hertz में मापी जाती है।
✦ Hertz = One Cycle Per Second
✦ विश्व का सबसे पहला Microprocessor Intel-4004 है, जो कि Intel Corporation ने जनवरी, 1971 में बनाया था, लेकिन आम जनता के लिए इसे मार्च, 1971 में Launch किया था।

इंस्ट्रक्शन सेट ( Instruction Set )

instruction एक command होती है जिसे computer को एक विशिष्ट operation को perform करने के लिए दिया जाता है. microprocessor में instruction set, निर्देशों का एक समूह होता है जिसे माइक्रोप्रोसेसर execute करता है।

CPU द्वारा किसी भी Program को Execute करने पर उसे एक Unique number मिल जाता है। इस Unique number के Set को Instruction Set कहते है।
Unique number को Micro code में व्यक्त किया जाता है।

8085 के पास 246 instructions हैं. और प्रत्येक इंस्ट्रक्शन 8 bit बाइनरी वैल्यू के द्वारा represent (प्रस्तुत) होती है. बाइनरी वैल्यू की इन 8 bits को opcode या instruction byte कहते है।

क्लॉक स्पीड ( System Clock )

क्लॉक स्पीड एक क्रिस्टल Oscillator द्वारा उत्पादित प्रति सेकंड Cycle की संख्या है, जो एक Synchronous circuit के लिए समय को नियंत्रित करती है, जैसे कि सीपीयू। क्लॉक स्पीड को मेगाहर्ट्ज़ (मेगाहर्ट्ज) या गीगाहर्ट्ज़ (गीगाहर्ट्ज़) में मापा जाता है।

✦ CPU में किसी भी निर्देश के Execute होने में एक निश्चित समय का अन्तराल होता है। जिसे Electro Drummer द्वारा Control किया जाता है। इसे System clock कहा जाता है।
✦ इसकी Speed को Clock speed कहा जाता है।
✦ Clock speed ही CPU की speed होती है।
✦ यह किसी Date & time से Related नहीं होती।
✦ CPU की धड़कन को Clock Tik कहते है।

CPU के तीन महत्वपूर्ण उप इकाइयां (Sub Units)
1. Arithmetic-Logic Unit
2. Control Unit
3. Memory Unit

Arithmetic-Logic Unit (ALU)

ALU एक Electronic Circuit है जो अंकगणितीय (Arithmetic) ऑपरेशन करने के लिए प्रयोग किया जाता है जैसे की जोड़, घटा, गुणा और भाग | इस Unit में तार्किक (Logical) ऑपरेशंस भी होते हैं जैसे कि उससे कम, अधिक या बराबर इत्यादि | यह Input Device द्वारा प्रदान किए गए डेटा पर ऑपरेशन करता है।

Logical Operation का उपयोग यह निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है कि क्या विशेष कथन सत्य है या गलत है।

Main Memory में जो Data होता है ALU उसको Operates करता है और उसे Process करने के बाद वापस उसे Main Memory में भेज देता हैं।

Control Unit ( CU )

Control Unit सभी अन्य Unit की गतिविधियों को Control करता है | इसका मुख्य कार्य विभिन्न Units के बीच डेटा और जानकारी के हस्तांतरण को नियंत्रित करना और अंकगणितीय तर्क (Arithmetic-Logic) Units द्वारा उचित क्रियाएं शुरू करना है| अवधारणात्मक रूप से, Control Unit Memory से निर्देश प्राप्त करती है उन्हें Decodes करती है और निर्दिष्ट कार्य करने के लिए उन्हें विभिन्न इकाइयों को निर्देशित करती है।

Memory Unit ( MU )

Main Memory को Primary Memory भी कहा जाता है| इसका उपयोग अस्थायी रूप से डेटा स्टोर करने के लिए किया जाता है| हालांकि, Computer में सभी कार्य (Operation) के पीछे का मस्तिष्क CPU ही होता है, इसे डाटा को Processed करने के लिए निर्देश देना पड़ता है की डाटा के साथ क्या करना हैं| यदि CPU एक बार निर्देश का पालन कर लेता है तो फिर इस परिणाम को Store करने की आवश्यकता पड़ता है | यह Storage Space Computer Memory के द्वारा प्रदान किया जाता है| Input Device द्वारा प्रदान किया गया डेटा, और उस Processed Data का परिणाम Memory Unit में भी Store किया जाता है | यह Main Memory एक स्क्रैच पैड की तरह है | Memory की भंडारण क्षमता आमतौर पर मेगाबाइट्स (Megabytes) में मापा जाता है

Capacity Of Memory
8 Bits1 Byte
1024 Bytes1 Kilobyte (KB)
1024 Kilobytes1 Megabyte (MB)
1024 Megabytes1 Gigabytes (GB)
CPU-Registers

✦ प्रत्येक Instruction को CPU द्वारा Execute किया जाता है।
✦ किसी भी Instruction Execute होने पर Information transfer होती है। इन सूचनाओं के आदान-प्रदान को तेज गति व संतोषजनक Result लेने के लिए CPU द्वारा एक Memory unit का use किया जाता है, जिसे Register कहा जाता है।
✦ Register किसी Main Memory का हिस्सा नहीं होते हैं।
✦ यह Virtual Memory के रूप में काम करते है।
✦ Register का उपयोग उसके Memory के आधार पर होगा।

Type of Register :-

1. Memory Address Register :- यह Computer के Instruction की Active Memory location को Store करता है।

2. Memory Buffer Register :- यह Register Memory से Read और Write किये गये किसी Data के Content को Store करता है।

3. Program Control Register:- यह Register Execute होने वाले Program के अगले निर्देश को Store करता है

4. Accumlator Register:- यह Register Execute (Rum होने वाले Data को उसके Middle व अन्तिम Result क Store करता है।

5. Instruction Register :- यह Register Execute ह वाले result को Store करता है।

6. Input/Output Register :- यह Register विभिन्न inpu output device के मध्य सूचनाओं के आवागमन के लि प्रयोग होता है। 

7. Program counter :- यह microprocessor द्वारा वर्तमान इंस्ट्रक्शन को एक्जीक्यूट करने के बाद के अगले इंस्ट्रक्शन की memory location का पता रखता है।

8. Data register :- यह एक 16 बिट रजिस्टर है, जिसका उपयोग Processor द्वारा संचालित होने वाले variables को store करने के लिए किया जाता है। यह Input or output device से प्राप्त data को अस्थायी रूप से Store करने का कार्य करता है |

9. Input output register :- इनपुट आउटपुट रजिस्टर का उपयोग I / O Device का address रखने के लिए किया जाता है | यहाँ पर I/O का मतलब input और output Device से है |

Cache Memory ( कैश मेमोरी )

✦ Cache Memory उच्च गति वाली Memory होती है जो Computer में CPU और RAM के मध्य स्थित होती है।
✦ Cache Memory उस प्रकार के Data तथा Instruction को Store करती है, जिनकी आवश्यकता CPU को बार-बार पड़ती है।
✦ CPU Cache Memory से Data या Instruction को RAM तथा Disc की अपेक्षाकृत अधिक शीघ्रता के साथ प्राप्त कर सकता है।
✦ इन दिनों Computer में 256, 512 तथा 1024 KB Cache Memory उपलब्ध है।

Cache Memory
CPU ⇄ RAM

यह तीन प्रकार की होती है।
1. L1 (Level 1) Cache Memory
2. L2 (Level 2) Cache Memory
3. L3 (Level 3) Cache Memory

1. L1 (Level 1) Cache Memory

✦ L1 Cache Memory को Primary Cache Memory से भी जाना जाता है जो कि CPU में Inbuilt होती है।
✦ L1 Cache Memory Size में बहुत छोटी होती है तथा यह बहुत तेज होती है।
✦ Level 1 कैश मेमोरी का आकार (size) छोटा होता है और इसकी स्पीड काफी ज्यादा होती है।
✦ यह मेमोरी CPU के अंदर मौजूद होती है जो काफी कम मात्रा में डेटा को स्टोर करती है।
✦ इस मेमोरी का आकार 2KB से 64 KB तक होता है।
✦ CPU को जब भी डेटा की जरुरत होती है तो वह सबसे पहले इस डेटा को Level 1 Cache में ही Check करता है, यदि डेटा CPU को Level 1 Cache में मिल जाता है तो CPU बांकी के Level को Check नहीं करता है.

Level 1 Cache को L1 Cache भी कहते हैं.

2. L2 (Level 2) Cache Memory

✦ L2 Cache Memory को Secondary Cache Memory से भी जाना जाता है।
✦ यह एक अलग से Chip में निर्मित होती है।
✦ Level 2 कैश मेमोरी CPU के अंदर और बाहर कहीं भी मौजूद हो सकती है।
✦ Level 2 कैश मेमोरी, Level 1 कैश मेमोरी से साइज में थोड़ी बड़ी होती है और इसकी स्पीड भी Level 1 cache मेमोरी से थोड़ी कम होती है।
✦ इस मेमोरी का साइज 256 KB से 512 KB तक होता है।
✦ Level 2 Cache को L2 Cache भी कहते हैं.

3. L3 (Level 3) Cache Memory

✦ L3 Cache Memory का उपयोग वर्तमान में अभी तक 1 नहीं किया गया।
✦ L3 Cache Memory का उपयोग उच्च क्षमता वाले कम्प्यूटर में किया जाता है।
✦ सभी Computer में L3 Cache Memory होना आवश्यक नहीं है।
✦ Level 3 कैश मेमोरी सभी सीपीयू में मौजूद नहीं होता है; कुछ हाई-एंड सीपीयू में ही इस प्रकार का कैश हो सकता है।
✦ यह साइज में L1 cache और L2 cache से थोड़ी बड़ी होती है और इसकी स्पीड L1 cache और L2 cache मेमोरी से थोड़ी कम होती है।
✦ इस मेमोरी का साइज 1 MB से 8 MB तक होता है।
✦ Level 3 cache मेमोरी का इस्तेमाल L1 cache और L2 cache की परफॉरमेंस को बढ़ाने के लिए किया जाता है.
✦ Level 3 Cache को L3 Cache भी कहते हैं.

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