संगणकाच्या सी.पी.यु. ची माहिती | CPU Information

 संगणकाच्या सी.पी.यु. ची माहिती  | CPU Information

आपण जेव्हा आपण संगणकाचे नाव घेतो तेव्हा आपल्या डोळ्यांपुढे संगणकाचा एक भाग कायम येतो ज्याला आपण सीपीयू असे म्हणतो. लहानपणापासून आपण सीपीयू ला संगणकाचा एक मुख्य भाग म्हणून ओळखत आलो आहे. त्यामुळेच या लेखात आपण जाणून घेऊ संगणकाचा सीपीयु म्हणजे काय?

सीपीयु चा उपयोग संगणक मध्ये खूप महत्त्वपूर्ण आहे. सीपीयू च्या मदतीने संगणकातील सर्व हार्डवेअर आणि सॉफ्टवेअर उपक्रमांच्या निर्देशांना सांभाळण्याचे काम केले जाते तसेच सीपीयू मुळेच उपभोक्त्याला त्याचा आवश्यक परिणाम मिळतो. उदाहरण द्यायचे झाले तर जेव्हा आपण संगणकामध्ये इंटरनेटवर गुगल क्रोम उघडण्याचा प्रयत्न करतो आणि आपल्या पुढे गुगल चे मुख्यपान येते तेव्हा त्या कार्यामागे सीपीयू काम करत असतो.

CPU याचे कार्य खूपच सोपे आहे सीपीयू उपभोक्त्या कडून इनपुट घेऊन त्यावर कार्य करतो आणि उपभोक्त्याला त्यावर आऊटपुट देतो. त्यासाठी संगणकाचे विविध भाग सीपीयू ला मदत करतात  व त्या उपकरणांना नियंत्रित ठेवण्याचे काम CPU करतो.

सी.पी.यु ची माहिती CPU Information

सीपीयू संगणकाचा महत्वाचा भाग आहे ज्याला प्रोसेसर मायक्रोप्रोसेसर किंवा केवळ सीपीयू देखील म्हटले जाते. सीपीयू संगणकाशी निगडीत सर्व हार्डवेअर, सॉफ्टवेअर,  उपभोक्ता आणि इनपुट आणि आऊटपुट उपकरणांद्वारे प्राप्त माहिती आणि निर्देशांकाचे संचालन करतो. तसेच सीपीयू च्या द्वारे ऑपरेटिंग सिस्टीम आणि अन्य प्रोग्राम यांचे संचलन पण होते. CPU हा संगणकाचा मेंदू आहे.

सीपीयू चा फुल फॉर्म ( विस्तारित रूप ) आहे Central Processing Unit. सीपीयू चा उपयोग हा मदरबोर्ड च्या सहाय्याने होतो. म्हणजे मदरबोर्ड मध्ये सीपीयू साठी Socket असते त्यामध्ये सीपीयू किंवा प्रोसेसर किंवा मायक्रोप्रोसेसर बसवलेला असतो. सीपीयू मध्ये अन्य घटक देखील आहेत जसे की मेमरी,  कंट्रोल युनिट.

जेव्हा आपल्याला संगणकामध्ये Multitasking करायची असते तेव्हा आपल्याला सीपीयू कोर ची मदत होते. CPU कोर लहान लहान ट्रांजिस्टर चे बनलेले असतात त्या ट्रांजिस्टर ची संख्या काही लाख असू शकते. संगणकामध्ये multitasking करण्यासाठी कमीत कमी दोन कोर चा सीपीयू असणे गरजेचे असते.

 सी.पी.यू. चा इतिहास | History of CPU

 

 कोणत्याही गोष्टीचे संपूर्ण माहिती होण्यासाठी आपल्याला त्या गोष्टीचा इतिहास माहीत असणे अत्यंत गरजेचे आहे सीपीयू चा इतिहास अत्यंत मनोरंजक राहिला आहे. 

सी.पी.यु ची माहिती मराठी मध्ये जाणून घेताना आपल्याला समजते वेळेनुसार सीपीयू मध्ये मोठ्या प्रमाणात बदल केले गेले आहे आणि मागच्या काही काळात सीपीयू च्या रचनेमध्ये मोठ्या प्रमाणात बदल झाला आहे तो पुढील प्रमाणे

ETL Mark III-

 याची निर्मिती सन 1954 ला सुरुवात झाली आणि 1956 ला पूर्ण झाली. हा एक transistor च्या आधारित संगणक होता जो असे मानले जाते की जगातील असा पहिला संगणक होता ज्यामध्ये ट्रांजिस्टर चा उपयोग चांगल्या प्रकारे केला गेला होता आणि विविध प्रोग्राम स्टोअर केले केले होते.

1960- Electronic clock and calculator 

 जेव्हा दुसऱ्या महायुद्धाला काही काळ संपला होता आणि जगातील अनेक देश विकासाच्या दिशेने पाऊल टाकत होते तेव्हा जपान च्या एका शोधाने संपूर्ण विश्वच बदलून टाकले जपान ने 1960 मध्ये इलेक्ट्रॉनिक कॅल्क्युलेटर आणि इलेक्ट्रॉनिक घड्याळ यांचा शोध लावला जो पुढे जगाच्या दृष्टीने अत्यंत कल्याणकारी शोध ठरला आहे.

1971 -intel 4004

 1971 मध्ये या जगातील पहिला सीपीयू बनवण्याची घोषणा केली केली जो होता intel 4004 या सीपीयू मध्ये 92000 सूचना एका वेळेस पूर्ण करण्याची क्षमता होती. या प्रोसेसर मध्ये जवळपास 4kb program memory आणि 640 byte RAM मेमरी ची व्यवस्था होती. या प्रोसेसरचा मुख्य उद्देश हा याचा उपयोग कॅल्क्युलेटर आणि एटीएम मशीन मध्ये करण्यासाठी केला गेला होता.

1972- iAPX 8008-

 यामध्ये iPAX चा अर्थ होतो intel Advanced Performance Architecture. हा जगातील पहिला 16-bit असलेला प्रोसेसर किंवा सीपीयू होता.

1974 - iAPX 8080 -

 हा पहिला सीपीयू होता ज्याचा उपयोग संगणकामध्ये करण्यात आला. या सीपीयु चा उपयोग IBM 5150 संगणकामध्ये करण्यात आला. हा 8 बीटचा प्रोसेसर होता. या प्रोसेसर मध्ये एक त्रुटी होती की हा प्रोसेसर फक्त कमी पॉवर वाल्या device मध्ये उपयोगी होता . नंतर या प्रोसेसर मध्ये त्रुटी कमी करून iAPX 8080A ह्या प्रोसेसर चे निर्माण करण्यात आले.

1981 iAPX 432-

 हा इंटेल कंपनीद्वारे निर्माण करण्यात आलेला पहिला 32-bit चा प्रोसेसर होता. यामध्ये तीन चिप चा उपयोग केला गेला होता. या प्रोसेसर मध्ये ट्रांजिस्टर आणि vocume tube चा उपयोग केला गेला होता. या प्रोसेसरचा जास्त उपयोग झाला नाही हा processor फेल गेला .

सीपीयू चे कार्य | Function of CPU

सी.पी.यु ची माहिती मराठी मध्ये जाणून घेताना आपल्याला सीपीयू चे कार्य माहित असणे गरजेचे आहे.जसे की मी पहिले पण सांगितले आहे सीपीयू हा संगणकाचा मेंदू आहे. संगणकाचे सर्व कार्य हे सीपीयू च्या मदतीने होतात. जेव्हा उपभोक्ता हा संगणकाला input स्वरूपात काही निर्देश देतो ती माहिती सीपीयु मधून पास होतात आणि त्या वरती सीपीयू प्रक्रिया करून उपभोक्त्याला आवश्यक असलेला परिणाम दाखवतो.

सीपीयू मधील सर्व कार्य आहे Binary number च्या सहाय्याने होतात. उदाहरण द्यायचे झाले तर जेव्हा आपल्याला काही अंकांमध्ये बेरीज करायची असते तेव्हा त्याचे निर्देश सीपीयू कडे पाठवले जातात cpu ते निर्देश Arithmetic Logic Unit(ALU) कडे पाठवतो.

ALU हा सर्व गणिताचे कार्य करण्यासाठी उपयुक्त असतो. ALU मिळालेला binary number चे रूपांतर उत्तराच्या Binary नंबर मध्ये करतो आणि ते उत्तर cpu कडे पाठवतो. सीपीयू त्याचे रूपांतर उपभोक्त्याला वाचता येईल अशा सोप्या भाषेत करून उपभोक्त्याला दाखवतो.

सीपीयू ला संगणकाचा मेंदू असे संबोधले जाते. CPU हा संगणकाचे सर्व कार्य करण्यासाठी उपयुक्त आहे.

 सीपीयू हा संगणकामधील सर्व प्रकारच्या माहितीवर प्रक्रिया करण्याचे कार्य करतो.

 सीपीयू हा माहितीचे जतन करतो आणि उपभोक्त्याच्या निर्देशानुसार परिणाम दाखवतो

 सीपीयू हा संगणकाच्या सर्व भागांच्या क्रियेवर नियंत्रण ठेवतो

CPU चे विविध घटक | components of CPU

सीपीयु चे तीन मुख्य घटक आहे जे आहेत मेमरी युनिट,  Arithmetic Logic युनिट आणि Control युनिट. यामध्ये प्रत्येक घटकाचे कार्य हे वेगवेगळे आहे. उदाहरणार्थ मेमरी युनिट चे कार्य आहे माहितीची साठवणूक करणे.आणि या सर्व घटकांच्या आधारावर सीपीयू हा संगणकाला अधिक कार्यक्षम बनवत असतो.

Memory unit -

या घटकाचे मुख्य कार्य आहे माहितीची साठवणूक करणे आणि आवश्यक वेळेस त्या माहितीचा उपयोग सीपीयू साठी करून देणे. या मध्ये दोन प्रकारची मेमरी असते एक आहे Primary Memory जे कि सीपीयू मध्ये असते आणि दुसरी आहे External memory - अशी मेमरी जी चा उपयोग बाह्य उपकरणांद्वारे केला जातो.

Internal memory( अंतर्गत मेमरी ) लाच प्राथमिक मेमरी असे संबोधले जाते. Internal memory मध्ये RAM आणि ROM चा समावेश होतो. मेमरी च्या आकारमानानुसार संगणकाची गती प्रभावित होते. संगणकाची ताकद आणि क्षमता देखील मेमरी युनिटच ठरवत असते.

मेमरी युनिट चे कार्य -

1. मेमरी युनिट चा उपयोग संगणकामधील सर्व माहिती आणि निर्देशांना साठवण्यासाठी होतो.

2. मेमरी युनिट चा उपयोग अल्पकाळासाठी माहितीचा साठवणूक करण्यासाठी होतो ज्यासाठी RAM memory चा उपयोग होतो. ही माहिती संगणक बंद झाल्यानंतर आपोआप मिटवली जाते.

3. मेमरी युनिटचा उपयोग कायमस्वरूपी माहिती साठवण्यासाठी देखील होतो यासाठी ROM चा उपयोग होतो.

4. संगणका मधील सर्व इनपुट आणि आऊटपुट उपकरणांना दिले जाणारे निर्देश हे मुख्य मेमरी मधूनच पास होतात.

Control Unit -

या  युनिट चे कार्य आहे संगणकामधील क्रियांवरती नियंत्रण ठेवणे. या unit चे मुख्य कार्य आहे मेमरी युनिट आणि Arithmetic Logic Unit तसेच इनपुट आणि आऊटपुट उपकरणांच्या कार्यावर लक्ष ठेवून उपभोगत्याच्या संदेशानुसार संगणकाचे कार्य घडून आणणे.

कंट्रोल युनिट चे कार्य असे आहे की तो उपभोगत्याकडून सिग्नल प्राप्त करून central processors कडे पाठवतो आणि सेंट्रल प्रोसेसर त्यावरती action घेऊन हार्डवेअर उपकरणांना निर्देश देतो .control unit चे दोन मुख्य प्रकार आहेत  -  Hardwired control unit आणि micro-programmable control unit.

Control unit चे कार्य -

 कंट्रोल युनिट च्या मदतीने संगणकामधील माहितीचे योग्य प्रकारे नियोजन केले जाते आणि संगणकामधील विविध भागांना निर्देश दिले जातात.

 हे प्रोसेसर मधील data flow चे नियंत्रण करतो.

 याच्या मदतीने संगणका मधील विविध विभागांमध्ये समन्वय साधला जातो.

 कंट्रोल युनिट चा उपयोगाने संगणकाचे सर्व कामे केली जातात याच्या मदतीने Fetch, decode आणि execution चे कार्य केले जाते

कंट्रोल युनिट हे उपभोक्त्या कडून इनपुट उपकरणांद्वारे माहिती घेते त्यावर ती प्रक्रिया करते व आउटपुट उपकरणांद्वारे उपयुक्त माहिती प्रदान करते.

Control unit हे माहितीवर प्रक्रिया करते पण माहिती साठवण्याचे कार्य करत नाही तर माहिती साठवण्याचे कार्य मेमरी unit द्वारे केले जाते.

कंट्रोल युनिट हे बाहेरच्या निर्देशकाकडून निर्देश स्वीकारते आणि त्याचे रूपांतर Series of computer signals मध्ये करते.

थोडक्यात सांगायचे झाले तर कंट्रोल युनिट च्या मदतीने संगणकातील सर्व भागांना नियंत्रित केले जाते व संगणकाकडून कार्य करून घेतले जाते

Arithmetic Logic Unit (ALU)-

हा कोणताही एक भाग नसून दोन भागांचे मिश्रण आहे जे आहेत * Arithmetic unit आणि Logic unit. या युनिटमध्ये Arithmetic भाग हा गणिताचे कार्य जसे कि बेरीज, वजाबाकी, गुणाकार, भागाकार करण्यासाठी उपयुक्त आहे तर Logic unit हे And, Or, Not इत्यादी Logic operations करण्यासाठी उपयुक्त आहे.

ALU हे संगणकातील प्रोसेसर चा आधारस्तंभ आहे.ALU चा आकारमान आणि रचना प्रत्येक प्रोसेसर नुसार वेगवेगळे असते. उदाहरणार्थ काही गणितीय संकल्पना साठी वापरले जातात तर काही floating point क्रिया करण्यासाठी उपयुक्त आहेत..

ALU चे कार्य -

Arithmetic operations -

ALU चा उपयोग मुख्यतः बेरीज आणि वजाबाकी करण्यासाठी होतो. याद्वारे गुणाकार आणि भागाकार देखील केला जाऊ शकतो पण ते जरा अवघड काम आहे त्यासाठी आपण repeated बेरीज / वजाबाकी चा देखील उपयोग करू शकतो. याच्या मदतीने काही complex operations देखील केले जातात.

Logic operations -

 संगणकामध्ये् तर्क आणि वितर्क लावून विविध संगणकीय कार्य केले जातात. ज्यामध्ये And, Or आणि Not चा समावेश होतो. सोप्या भाषेत सांगायचेेेेेेेेेेेेेे झाले तर And चा उपयोग जेव्हा सर्व test pass होतील तेव्हाच होतो आणि और चा उपयोग जर-तर च्या क्रिया करण्यासाठी होतो.

Bit shift -

Bit shift संगणकाच्या सी.पी.यु. ची माहिती  | CPU Information

ift चा उपयोग bit ला डावीकडे किंवा उजवीकडे सरकावण्या साठी होतो याचे मुख्य कार्य हे गुणाकार आणि भागाकार मध्ये होते.

System bus-

जेव्हा उपभोक्ता संगणकाला काही निर्देश देतो तेव्हा ते निर्देश मेमरी पर्यंत येणे खूप गरजेचे असते व जेवढ्या स्पीडने ते मेमरी पर्यंत येतील तेवढ्या स्पीडने पुढे संगणक उपभोक्त्याला परिणाम दाखविल. व या महत्त्वाच्या कार्यासाठी  System bus चा उपयोग केला जातो.

System bus हे वायर आणि कनेक्टर चे मिश्रण असते ज्याद्वारे संगणकाच्या इनपुट आणि आऊटपुट उपकराना मधील माहिती सीपीयू पर्यंत पाठवले जाते आणि cpu चे निर्देश या उपकरणावर पाठविले जातात. थोडक्यात सांगायचे झाले तर system bus हे data च्या दळणवळणाचे काम करते.

System bus चे कार्यानुसार तीन प्रकार पडतात जे आहेत -

1. Adress bus- याचा उपयोग निर्देश संगणकाच्या इनपुट आणि आऊटपुट परिणाम पासून सीपीयू पर्यंत पाठवण्यासाठी व परत नेण्यासाठी होतो

2. Data bus- Data bus चा उपयोग संगणकामध्ये  माहितीचे दळणवळण करण्यासाठी होतो.

3. Central bus -

 याचा उपयोग संगणकामधील नियंत्रण संदेश सीपीयू पासून संगणकाच्या इतर भागांत पर्यंत नेण्यासाठी होतो.