माइक्रोप्रोसेसर (Microprocessor) क्या है और यह कैसे काम करता है?

173
what is microprocessor

वर्तमान युग कंप्यूटर युग है। हम चारो ओर से कम्प्यूटरो से घिरे हुए हैं। आपके स्मार्टफ़ोन से लेकर लैपटॉप तक, सारे स्मार्ट उपकरण कंप्यूटर से संचालित होते हैं। अब प्र्श्न उठता है, ये कंप्यूटर कैसे संचालित होता है? आज हम आपके इसी प्रश्न का उत्तर देंगे आखिर कंप्यूटर को चलाने वाली वो चीज क्या है? और कैसे संचालित होती है? दोस्तों कंप्यूटर को चलाने के लिए जरूरत होती है, उसके अंदर एक Processor की, जिसे कंप्यूटर इंजीनियरिंग में Microprocessor या फिर CPU कहा जाता है। एक तरह से Microprocessor कंप्यूटर का दिमाग है या कहे आत्मा है बिना इसके कंप्यूटर हमारे Instructions को नहीं मानेगा। तो चलिये Microprocessor को करीब से जानते है।

Microprocessor

• कंप्यूटर के अन्य महत्वपूर्ण भाग RAM, ROM, SMPS, Motherboard के समान Microprocessor भी एक अति महत्वपूर्ण भाग है। यह एक बिस्किट्स के समान होता है।

• आप इसे Motherboard में Processor Fan के नीचे लगा देख सकते है। वर्तमान में इसके प्रकारो को Dual core, I3 ,I5 तथा I7 के माध्यम से दर्शाया जाता है।

• कंप्यूटर Microprocessor के द्वारा ही, हमारी दी गयी command को execute करके उसके results को स्क्रीन पर दिखाता है। यह कहना अतिश्योक्ति नहीं होगी Microprocessor कंप्यूटर का दिमाग होता है।

• सूक्ष्म माइक्रो ट्रांज़िस्टरों का इंटीग्रेटेड रूप ही Microprocessor होता है। वर्तमान में इसकी क्षमता को जनरेशन के रूप में दर्शाया जाता है। जैसे 5th, 6th, 8th, 9th जनरेशन आदि।

• Microprocessor सेमीकंडक्टर मटेरियल का बना होता है जैसे ,सिलिकॉन ,जर्मेनियम। Microprocessor के अविष्कारक Marcian Hoff तथा उनकी टीम थी।

• Microprocessor के निर्माण में जितने छोटे ट्रांजिस्टर का उपयोग किया जाता है ,उतना ही उसका आकर छोटा होता जाता है। आकर छोटा होने के साथ साथ Processor की जनरेशन और क्षमता बढ़ती जाती है।

• Microprocessor की कोर इनकी बहुकार्य तकनीकी को दर्शाती है। अर्थात 1-कोर वाला Processor,एक समय पर एक ही कार्य करेगा। Dual -कोर , एक साथ दो कार्य कर सकता है। इसी प्रकार से Quad -कोर , Hexa-कोर , Octa-कोर तथा Deca-कोर भी कार्य करते हैं।

• बिट, कंप्यूटर की बाइनरी लैंग्वेज की इकाई है। 4-बिट का मतलब है , उक्त प्रोसेसर 4-बिट का इंस्ट्रक्शन ले सकता है। ऊपरी तौर पर कहा जाये तो बिट का आशय इंस्ट्रक्शन साइज से होता है।

• माइक्रोप्रोसेसर की स्पीड को GHz में मापा जाता है।स्पीड से मतलब है ,कंप्यूटर हमारे निर्देश को कितने समय में पूरा कर रहा है। 1 GHz का तात्पर्य है, 1 गीगा साइकिल इन पर सेकंड। प्रोसेसर की स्पीड जितनी ज्यादा होगी , वह उतनी कार्यकुशलता से कार्य कर सकेगा।

• IIT मद्रास ने , भारत का पहला स्वदेशी Microprocessor विकसित किया है। इस Microprocessor का नाम ‘शक्ति’ रखा गया है।

• वर्तमान में बाजार में 32-बिट और 64-बिट के Microprocessor उपलब्ध हैं। प्रोसेसर बनाने वाली मुख़्य कंपनी इंटेल तथा AMD हैं।

• हमारे स्मार्ट फ़ोन में उपयोग होने वाले Microprocessor बनाने वाली मुख़्य कंपनी Qualcomm और MediaTeck हैं। अधिकांश स्मार्ट फ़ोन कंपनी इन्ही ब्रांड के Microprocessor का उपयोग करती हैं।

Microprocessor की यात्रा

• 1971 में इंटेल कंपनी द्वारा पहला कार्यकारी Microprocessor 4004 बाजार में उतारा गया था। जो एक 4-बिट प्रोसेसर था और ये 2300 ट्रांजिस्टरो से मिलकर बना था।

• 1977 में इंटेल ने 8-बिट का Microprocessor 8085 बाजार में उतारा था।

•1978 मे इंटेल ने 16 -बिट Microprocessor 8086 लांच किया था,जिसमे 29000 ट्रांजिस्टर लगे थे।

• 1993 में इंटेल ने पेंटियम सीरीज को बाजार में उतारा था। यह एक 32-बिट का माइक्रोप्रोसेसर था। इसमें 33 लाख ट्रांजिस्टर उपयोग किये गए थे तथा CISC (complex instruction set computer) तकनीकी से इसे तैयार किया गया था।

• इसके बाद इंटेल ने बैक 2 बैक पेंटियम प्रो (1995), पेंटियम II (1997), पेंटियम III (1999) और पेंटियम 4 (2000) बाजार में पेश किये थे। ये सभी 32-बिट माइक्रोप्रोसेसर से युक्त थे।

• 2006-07 में इंटेल ने अपनी लोकप्रिय सीरीज Core -I को लांच किया। इसके फलस्वरूप 2006 में I3 , 2011 में I5 , 2016 में I7 तथा 2018 में I9 का बाजार में आगमन हो आ चुके हैं। ये सभी 64-बिट के माइक्रोप्रोसेसर हैं।

Microprocessor के भाग

Microprocessor के भागो को यदि कार्य के अनुसार विभाजित किया जाये तो वे निम्नवत होंगे।

मेमोरी यूनिट(MU) – माइक्रोप्रोसेसर में MU का कार्य उसके इनपुट तथा आउटपुट इंस्ट्रक्शन से सम्बंधित जानकारी को स्टोर करके रखना है। कंप्यूटर को हमारे द्वारा जो इंस्ट्रक्शन दिये जाते हैं।। वे इंस्ट्रक्शन Execute होने से पूर्व तथा बाद में MU में स्टोर होता है। उसके पश्चात रिजल्ट के रूप में सामने आते हैं।

ALU(Arithmetic Logical Unit)- माइक्रोप्रोसेसर के अंकगणित और लॉजिकल दोनों प्रकार के कार्य ALU द्वारा किये जाते हैं। अंकगणित operation में जोड़ ,घटाना, गुणा ,भाग आदि होते है। लॉजिकल operation, लॉजिकल गेट्स AND, OR, NOT के द्वारा सम्पन्न होती हैं।

Control Unit (CU)- माइक्रोप्रोसेसर के सभी Instructions का प्रचालन एवं नियंत्रण Control Unit के द्वारा होता है। CU ही माइक्रोप्रोसेसर में आये हुये, इंस्ट्रक्शन को Decode करता है। Decode के बाद उसके Execution का निर्देश सम्बंधित यूनिट को देता है। Execution के पश्चात उसके परिणाम को मेमोरी यूनिट में तथा उससे आगे सम्पादित करने का कार्य भी CU के द्वारा ही किया जाता है।

Microprocessor का कार्य सिद्धांत

Microprocessor, किसी भी दिये गए इंस्ट्रक्शन को पूरा जिस तरीके से करता है। उसे हम 4 भागो में बाँट सकते हैं। जो इस प्रकार से हैं।

FETCH – माइक्रोप्रोसेसर में जब कोई Instruction I/P यूनिट् के द्वारा आता है। यह इंस्ट्रक्शन पहले मेमोरी यूनिट में स्टोर होता है। इस क्रिया को Fetching कहते हैं। पुरानी पीढ़ी के कंप्यूटर में RAM के द्वारा माइक्रोप्रोसेसर को I/P Instruction दिए जाते थे। आधुनिक पीढ़ी के माइक्रोप्रोसेसर में एक Cache मेमोरी की व्यवस्था की गयी है। Cache में I/P Instructionपहले से रहता है, जिससे I/P Instruction के आने के समय की बचत होती है और प्रोसेसर की प्रोसेसिंग स्पीड बढ़ जाती है।

DECODE – मेमोरी यूनिट में स्टोर इंस्ट्रक्शन को,कण्ट्रोल यूनिट द्वारा पढ़ा और समझा जाता है। ये किस प्रकार का इंट्रक्शन है, इंस्ट्रक्शन Arithmetic या logical इसमें विभेद करके , ALU को यह बताना होता है। ALU , कण्ट्रोल यूनिट द्वारा दिए गए निर्देश के अनुसार कार्य करती है। इस सम्पूर्ण क्रिया को DECODE ऑपरेशन कहते हैं।

EXECUTION – Fetch, Decode होने के बाद इंस्ट्रक्शन ALU में पहुँचता है। इंस्ट्रक्शन के अनुसार ALU टास्क परफॉर्म करता है। ALU के ऑपरेशन के बाद उसका रिजल्ट मेमोरी यूनिट में स्टोर हो जाता है। इस सम्पूर्ण किया को EXECUTION कहते हैं।

WRITE BACK – मेमोरी यूनिट में जो रिजल्ट स्टोर रहता है। उसको कण्ट्रोल यूनिट, आउटपुट इंट्रक्शन के द्वारा रिजल्ट के रूप में हमे दिखाती है। अर्थात यहाँ पर इनपुट इंस्ट्रक्शन के अनुसार उसका रिजल्ट Write Back हो जाता है। इसलिए इसे WRITE BACK क्रिया कहते है।

इस प्रकार आपने सीखा , कैसे माइक्रोप्रोसेसर हमारे द्वारा दी गयी कमांड पर कार्य करता है,और बड़ी ही तेजी से उसका रिजल्ट हमें दिखाता है।

चलते चलते

दोस्तों, वर्तमान समय में हम किसी न किसी रूप में कंप्यूटर का उपयोग कर रहे हैं। किन्तु आज तक हम इस बात से अनभिज्ञ थे , कंप्यूटर हमारी बातें को कैसे समझ जाता है। हम आर्डर देते हैं और कंप्यूटर झट से पूरा कर देता है। एक प्रकार से देखा जाये तो कंप्यूटर हमारे लिए अलाद्दीन का जिन्न है। तो दोस्तों कैसा लगा आपको हमारे जिन्न का काम को झट से पूरा करने का तरीका? हमें कमैंट्स में बताये, धन्यवाद।

Leave a Reply !!

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.