सेन्ट्रल प्रॉसेसिंग यूनिट (सीपीयू) (सीपीयू )
सीपीयू का पूरा फॉर्म "सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट" है। सीपीयू एक कंप्यूटर का प्राथमिक घटक है जो निर्देशों को प्राप्त करके प्रोसेस करता है। यह ऑपरेटिंग सिस्टम और एप्लिकेशन चलाता है, उपयोगकर्ता या सक्रिय सॉफ़्टवेयर प्रोग्राम से लगातार इनपुट प्राप्त करता है। यह डेटा को प्रोसेस करता है और आउटपुट उत्पन्न करता है, जो किसी एप्लिकेशन द्वारा स्टोर या स्क्रीन पर प्रदर्शित हो सकता है।
प्र्त्येक सी पी यू में एक प्रोसेसर आवश्यक
रूप से होता है। जब कंप्यूटर की शुरुबात हुई तब से एक प्रोसेसर ही उपयोग होता था लेकिन
अब एक सी पी यू में दो, चार, छः या आठ प्रोसेसर आने लगे । वर्तमान में प्रयुक्त होने
वाले कंप्यूटर में एक से अधिक सी पी यू हो सकते हैं और प्र्त्येक में दो या उससे अधिक
प्रोसेसर भी हो सकते हैं।
जबकि प्रोसेसर अलग अलग आर्किटेक्चर मॉडल के
बीच भिन्न होते हैं, सीपीयू के भीतर प्रत्येक प्रोसेसर में आमतौर पर अपना ALU,
FPU, रजिस्टर और L1 कैश होता है।
आगे सी पी यू को तीन यूनिट्स
में वर्गीकृत किया गया है जिसका हम विस्तार से अध्यन करते हैं –
अर्थमेटिक लॉजिक यूनिट (ए एल यू)
कंट्रोल यूनिट
स्टोरेज (मेमोरी) यूनिट
1. अंकगणित तर्क इकाई (ALU) (Arithmetic Logic Unit)
इस इकाई (ALU) का उपयोग अंकगणतीय और लॉजिकल कार्य
करने के लिए किया जाता है। ऐ एल यू मुख्यतः
कैलकुलेशन करने के लिए ही बनाया गया है।अतः जितने भी गणितीय गणनाएं होती हैं वो सभी
ALU द्वारा ही संचालित की जाती हैं ।
ALU सभी प्रोसेसरों का एक मूलभूत घटक है, ALU का डिज़ाइन और कार्य विभिन्न प्रोसेसर मॉडल के बीच भिन्न हो सकता है। वर्तमान में उपयोग होने वाले सी पी यू में अधिक प्रोसेसिंग क्षमता बाले ALU होते हैं।
2. नियंत्रण इकाई (Control
Unit)
एक नियंत्रण इकाई निर्देश देती है कि डेटा कैसे एक सीपीयू में कार्य करेगा ।
नियंत्रण इकाई निर्देश देती है कि सीपीयू में विभिन्न ऑपरेशन के लिए कोड डिकोड करके
डेटा कैसे ऑपरेट या प्रोसेस होता है। नियंत्रण इकाई (CU) कंप्यूटर की केंद्रीय प्रसंस्करण
इकाई (सीपीयू ) का एक घटक है जो प्रोसेसर के संचालन को निर्देशित करता है। यह कंप्यूटर
की मेमोरी, अंकगणित / तर्क इकाई और इनपुट और आउटपुट डिवाइस को बताता है कि प्रोग्राम
के निर्देशों का कैसे ऑपरेट किया जाए।
नियंत्रण इकाई मेमोरी से डेटा / निर्देश प्राप्त करती है, निर्देश के संकेत को कमांड्स में डिकोड करता है और सीपीयू में निर्देशों और डेटा के हस्तांतरण को नियंत्रित करता है।
3. मेमोरी या स्टोरेज यूनिट (Memory
or Storage Unit)
कंप्यूटर में मेमोरी यूनिट को दो भागों में
बांटा गया है जिसमें रेम (RAM) अस्थाई मेमोरी होती है जिसमे डाटा जब तक यूजर द्वारा
एक्सेस किया जा रहा है तब तक इस मेमोरी में रहता है लेकिन कंप्यूटर को बंद करने या
पावर कट होने के कुछ समय बाद अपने आप इरेज हो जाता है।
वही दूसरी ओर रोम स्थाई मेमोरी होती है इसमें स्टोर किया गया डाटा स्थाई रूप से इसमें सेव रहता है।
सीपीयू क्लॉक
स्पीड -
एक सीपीयू की क्लॉक स्पीड यह दर्शाती है कि
वह प्रति सेकंड में कितने साइकल पूरे कर सकता हैं। क्लॉक स्पीड को क्लॉक की दर, पीसी
आवृत्ति और सीपीयू आवृत्ति के रूप में भी जाना जाता है। यह गीगाहर्ट्ज़ में मापा जाता
है, जो प्रति सेकंड अरबों दालों को संदर्भित करता है और इसे गीगाहर्ट्ज के रूप में
संक्षिप्त किया जाता है।
एक पीसी की क्लॉक स्पीड उसके प्रदर्शन का
एक संकेतक है और कितनी तेजी से सीपीयू डेटा को संसाधित कर सकता है (व्यक्तिगत बिट्स
स्थानांतरित करना )। एक उच्च आवृत्ति वाले कार्य जैसे की गेमिंग आदि में सामान्य कार्यों की अपेक्षा बेहतर
प्रदर्शन का सुझाव देती है।
3.2 गीगाहर्ट्ज़ की क्लॉक स्पीड वाला एक सीपीयू 3.2 बिलियन चक्र प्रति सेकंड का निष्पादन करता है। (पुराने सीपीयू की गति मेगाहर्ट्ज़, या प्रति सेकंड लाखों चक्रों में मापी गई थी।)
सीपीयू के प्रकार:
आधुनिक समय में, market में सीपीयू के
बहुत सारे प्रकार हैं। उनमें से कुछ नीचे वर्णित हैं:
1. सिंगल कोर सीपीयू
(Single Core)
वह चिप जिसमें एक सीपीयू होता है सिंगल कोर
कहलाता है (एक प्रोसेसिंग यूनिट) । 1970 के दशक की शुरुआत में माइक्रोप्रोसेसरों में
स्थापना के बाद से सिंगल कोर ही उपयोग किये जाते थे । फिर धीरे धीरे समय के साथ , दो
या अधिक सीपीयू वाले चिप्स उभरे। जिन्हे डुअल कोर और मल्टीकोर कहा जाता था।
एक सिंगल कोर प्रोसेसर सभी निर्देशों के पूरे इंस्ट्रक्शन चक्र को पूरा करता है, जिसमें एक ही कोर के भीतर लाने, डिकोड करने, निष्पादित करने, मेमोरी एक्सेस और लिखने का काम शामिल है।
2. डुअल कोर सीपीयू
(Dual Core)
आप पहले ही नाम से अनुमान लगा चुके हैं, वह प्रोसेसर या सीपीयू जिसमें दो कोर होते हैं । एक एकल चिप जिसमें दो अलग-अलग प्रोसेसर होते हैं जो एक साथ काम करते हैं। आईबीएम ने 2000 में अपने पावर 4 चिप्स में ड्यूल कोर पेश किए। ड्यूल कोर चिप्स केवल एडवांस्ड ऍप्लिकेशन्स के लिए नहीं हैं; बल्कि, रोजमर्रा के कामों में भी इनका उपयोग किया जा सकता है।
3. क़्वाड कोर
सीपीयू (Quad Core)
क्वाड-कोर प्रोसेसर चार स्वतंत्र इकाइयों
के साथ एक चिप होता है जिसे कोर कहा जाता है जो केंद्रीय प्रसंस्करण इकाई (सीपीयू)
में निर्देशों को रीड करना और प्रोसेस करने के कार्य जैसे कि ऐड, मूव डेटा और ब्रांच आदि कार्य करता
है।
चिप के भीतर, प्रत्येक कोर कैश, मेमोरी मैनेजमेंट और इनपुट / आउटपुट (I / O) पोर्ट जैसे अन्य सर्किट के साथ काम करता है। क्वाड-कोर प्रोसेसर में व्यक्तिगत कोर एक ही समय में कई निर्देश चला सकते हैं, समानांतर प्रोसेसिंग के साथ प्रोग्राम्स की समग्र गति बढ़ाते हैं।
कैसे सीपीयू प्रोग्राम्स
से निर्देश प्रोसेस करता है
हम
मेमोरी के साथ मिलकर, सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट की जांच करते हैं, कंप्यूटर प्रोग्राम
प्रोसेस करते हैं। कार्यक्रम में सिर्फ एक निर्देश कैसे प्रोसेस किया जाता है। वास्तव
में, अधिकांश कंप्यूटर आज एक समय में केवल एक निर्देश को निष्पादित कर सकते हैं, हालांकि
वे इसे बहुत जल्दी से निष्पादित करते हैं।
किसी निर्देश को निष्पादित करने से पहले, प्रोग्राम निर्देशों और डेटा को इनपुट डिवाइस या द्वितीयक स्टोरेज डिवाइस से मेमोरी में रखा जाता है ।
एक
बार आवश्यक डेटा और निर्देश मेमोरी में होने के बाद, केंद्रीय प्रसंस्करण इकाई प्रत्येक
निर्देश के लिए निम्नलिखित चार चरण करती है-
1.
नियंत्रण इकाई स्मृति से निर्देश प्राप्त करती है।
2.
नियंत्रण इकाई निर्देश को डिकोड करती है (इसका मतलब क्या है) और निर्देश देती है कि
आवश्यक डेटा को मेमोरी से अंकगणित / तर्क इकाई में ले जाया जाए। इन पहले दो चरणों को
एक साथ निर्देश समय, या I- टाइम कहा जाता है।
3.
अंकगणित / तर्क इकाई अंकगणितीय या तार्किक निर्देश को निष्पादित करती है। अर्थात्,
ALU को नियंत्रण दिया जाता है और डेटा पर वास्तविक संचालन करता है।
4. अंकगणित / तर्क इकाई स्मृति में या एक रजिस्टर में इस ऑपरेशन के परिणाम को संग्रहीत करता है। चरण 3 और 4 को एक साथ निष्पादन समय, या ई-टाइम कहा जाता है।
अंत
में नियंत्रण इकाई आउटपुट डिवाइस या द्वितीयक स्टोरेज डिवाइस पर परिणाम जारी करने के
लिए मेमोरी को निर्देशित करती है। I-time और E-time के संयोजन को मशीन चक्र कहा जाता
है।
दोस्तों आशा करता हूँ की आपको यह पोस्ट उपयोगी लगी होगी और इसे आगे शेयर करेंगे।
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