HOW A CPU (PROCESSOR) WORKS ? -प्रोसेसर(CPU) कैसे काम करता हैं ?

by:ANKIT SUDEGORA (TECHCINDIA)

जब भी हम CPU का नाम सुनते हैं तो हमारे दिमाग में कुछ इस तरह की तस्वीर नजर आती हैं  |
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पर ये CPU नहीं हैं ,इसे cabinet या computer case कहते हैं | आज मैं आपको बताने जा रहा हूँ की ये 

CPU होता क्या हैं ? और ये कैसे काम करता हैं ? एवं इसके कितने PARTS होते हैं ?



CPU होता क्या हैं ? 

और ये कैसे काम करता हैं ?

 एवं इसके कितने PARTS होते हैं ?


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ऊपर के तस्वीर में जो दिख रहा हैं वो CPU यानि प्रोसेसर(processor) या माइक्रोप्रोसेसर हैं | 

CPU / PROCESSOR क्या होता हैं ?


Processor या Microprocessor एक chip या IC (integrated circuit ) हैं जो mother board  पर लगा होता हैं | ये million of transistor या लाखों ट्रांज़िटर्स से मिलकर बना हुआ होता हैं जिसका प्रमुख काम user के द्वारा दिए गए डाटा को process करके  user के अनुसार result देना होता हैं | इसके लिए हमे उसे एक program या set of instruction देना होता हैं | जिससे प्रोसेसर समझ जाता हैं की user उससे क्या काम करवाना चाहता हैं |
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प्रोसेसर को कंप्यूटर का ब्रेन(दिमाग) या main engine  भी कहा जाता हैं | कंप्यूटर के अंदर हो रहे हर activity की खबर CPU  को होती हैं | या बोले तो ये कंप्यूटर के हर COMPONENTS को CONTROL करता हैं | ये एक समय में करोड़ो(TRILLIONS ) calculation  कर सकता हैं |
  
प्रोसेसर ,Computer का एक ऐसा COMPONENTS हैं जो हमारे द्वारा दिए गए डाटा को process करके  या Softwareऔर Hardware के interpretation(व्याख्या) को समझ कर,  USER को उसके मुताबिक Result दिखता है |

ये दिखने में एक square shaped (वर्गाकार ) के तरह होता है जिससे कई सारे metallic , Shortऔर Rounded Connectors निकले होते हैं जिसे Motherboard के CPU slots में  लगाते  हैं | ये काफी नाजुक होता हैं एकदम आदमी के दिमाग की तरह | इसे बड़े ध्यान से Motherboard में लगाया जाता हैं |


History of processor or microprocessor or CPU

सन1971 में ,दुनिया में सबसे पहले  intel corporation नाम की कंपनी ने एक सिंगल प्रोसेसर चीप बनाया | इसे इंटेल क तीन Engineers : Federico Faggin,Ted hoff और Stan Mazo ने Invent (खोज ) किया था |
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वो चीप जिसका नाम INTEL 4004 MICROPROCESSOR था उसको ऐसे डिज़ाइन किया गया था की एक ही चीप में सारे प्रोसेसिंग Function जैसे: CPU ,Memory , Input और Output Control को रखा गया था |
धीरे-धीरे समय के साथ  technology की दुनिया बदलती गयी  और कंप्यूटर के काम करने की क्षमता को बढ़ाया जाने लगा एवं इसका साइज कम होता गया और आज एक COMPUTER इतना Portable हो गया हैं की लोग इसे लेकर कही  भी TRAVEL कर सकते हैं और Speedभी बढ़ती जा रही हैं | 
INTEL आज प्रोसेसर बनाने में दुनिया का पहला कंपनी हैं और बादशाह भी | 

 HOW A CPU(PROCESSOR) WORKS -प्रोसेसर(CPU) कैसे काम करता हैं ?

CPU GENERALLY  तीन काम करता हैं | जैसे :
                                                                   
(1) receive inputted data

    (2) process on inputted data

                  (3) generate a output as information


मतलब की पहला ये User से Input data लेता है दूसरा ये उसपर Process / Operation करता हैं और तीसरा हमे information  as Output के रूप में देता हैं |

पर ये तीनो काम को करने के लिए कुछ KEY COMPONENTS का USE करता हैं|जैसे : ALU & CU

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CPU के parts :-


(1) Arithmetical Logical Unit (ALU)

(2) Control Unit (CU)

(3) Register

(4) Cache Memory (L1,L2 and L3)

(1)Arithmetical logical unit (ALU) :

  यह CPU का बहुत ही महत्वपूर्ण   भाग है | यह दो तरह के काम को करता हैं : Arithmetical और  Logical |इस unit का मुख्य काम  arithmetical और logical ,  operation करना होता हैं |आसान भाषा में कहा  जाए तो ये  mathematical Calculation करता हैं |  


(a) Arithmetical में addition (जोड़) , subtraction (घटाव)         ,multiplication (गुणा),division (भाग) etc होता हैं | 

(b)Logical में greater than (>), lesser than (<) और  equal to (=) etc होता हैं | 

(2) Control Unit(CU) : 

यह कम्प्यूटर के सारे कार्यों को नियंत्रित करता है तथा कम्प्यूटर के सारे भागों जैसे इनपुट, आउटपुट डिवाइसेज, प्रोसेसर इत्यादि के सारे गतिविधियों के बीच तालमेल बैठाता है । ये कंप्यूटर के हर घटक को मैनेज करता है ये कंप्यूटर मेमोरी से जानकारी लेता है इन्हें पढता है फिर उन्हें एक सिग्नल्स की सीरीज में बदल देता है ताकि कंप्यूटर के बाकि के भी अपना काम शुरू कर सके.

(3) Register:
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 रजिस्टर मेमोरी कंप्यूटर में सबसे छोटी और सबसे तेज मेमोरी होती है। यह CPU में रजिस्टर के रूप में स्थित है। एक रजिस्टर बार-बार इस्तेमाल होने वाला डेटा, निर्देश और मेमोरी का पता, जिसको CPU इस्तेमाल कर सके उसे अस्थाई रूप से रखता है।

(4) Cache Memory :
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 यह आकार में छोटी लेकिन मुख्य मेमोरी से भी तेज होती है। CPU प्राइमरी मेमोरी की अपेक्षा इसका तेजी के साथ उपयोग (access) कर सकता है। यह CPU द्वारा बार-बार इस्तेमाल होने वाला डेटा और प्रोग्राम को रखती है। अगर CPU आवश्यक डेटा या निर्देश कैश मेमोरी (cache memory) में पाता है तो प्राथमिक मेमोरी (RAM) का उपयोग करने की जरूरत नहीं है। इस प्रकार यह सिस्टम के प्रदर्शन को गति देता है।

प्रोसेसर(CPU) कैसे काम करता हैं ?

Processor को मुख्य रूप से चार Process से गुजरना पड़ता है, और तभी जाकर वो instructions को process कर सकते हैं. ये चार process हैं fetch, decode, execute और Write-back. अब में आप लोगों को इन सारे process के बारे में बताऊंगा. .

1. Fetch

Fetch जैसे की इसका मतलब है किसी चीज़ को लाना. यहाँ Processor Core , instructions को retrieve करता है किसी memory में,जो की waiting में रहते हैं . पर आजकल के Modern Processor में usually वो instructions पहले से ही wait कर रहे होते हैं Processor Cache में. Processor में एक area होता है जिसे Program Counter कहते हैं जो किसी bookmark के तरह ही काम करता है, जो की processor को ये बात सूचित करता है की कहाँ last instruction खत्म हुई और कहाँ next वाली शुरू हुई.  .

2. Decode

एक बार instruction Fetch हो गयी तब next process है उसे decode करने का. एक instruction में processor core के कई area होते हैं जैसे arithmetic और जिन्हें processor core को पह्चानना पड़ता है. सभी part में कुछ ऐसा भी होता है जिसे Opcode (क्रिया कोड ) कहते हैं जो processor को बताता है की उस instruction को इस्तमाल कर के  क्या करना है. एक बार Processor ये पहचान ले की उसे क्या करना है तब वो अपने आप ही सारे चीज़ें कर लेता है.

3. Execute

इस step में Processor को पता होता है उसे क्या करना है, और वो actually उसे कार्यकारी करता है. यहाँ actually में क्या होता है ये इस बात पर निर्भर करता है की इसमें Processor Core का कोन सा area use में आता है और इसमें क्या information डाला जाता है. उदहारण के तौर पे Processor किसी arithmetic operation करने के लिए ALU का इस्तेमाल करता  है. माने की ये ऑपरेशन ,  ALU के भीतर ही होता है. ये unit दुसरे input और output से जुड़ा होता है ताकि ये अपना काम को आसान कर सके और finally हमें हमारा रिजल्ट सही समय में दे सके.

4. Write-back

ये end स्टेप भी कहा जा सकता है जैसे की इसका नाम है इसका काम भी समान है जो की end में पहले किये गए तीनों कार्य का result को memory में place करता है. ये पता करना की end में output गया कहाँ ये depend करता है की उस समय कौन  सी application run हो रही है. पर ये आम तौर से processor के register में ही होता है क्यूंकि इसकी जरुरत बहुत ही ज्यादा होती है , तो quick access के लिए इसे  यहाँ रखा जाता है.


ये पुरे Process को Instruction Cycle कहा जाता है. 

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जैसे जैसे हम तरक्की कर रहे हैं वैसे वैसे हमारे पास और भी बेहतर Processor आ रहे जो की बहुत ही ज्यादा Fast और powerful हैं. हमारी CPU को कुछ इस प्रकार बनाया गया है की ये बहुत किसी भी कार्य को divide कर देता है ताकि इसे जल्दी से जल्दी process कर सके. और नए आविष्कारों से ये बिलकुल संभव भी लगता है.

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