Chapter 4 · Computer basics
CPU — कंप्यूटर का दिमाग
CPU & MotherboardCPU (Central Processing Unit) कंप्यूटर का दिमाग (Brain) है। हर गणना, हर तुलना और हर निर्देश का पालन यहीं होता है। आज CPU एक छोटी चिप — माइक्रोप्रोसेसर (Processor) — के रूप में होता है।
| भाग | क्या करता है | आसान उदाहरण |
|---|---|---|
| ALU Arithmetic Logic Unit | अंकगणित (जोड़, घटाना, गुणा, भाग) और तार्किक काम (तुलना — बड़ा, छोटा, बराबर; AND, OR, NOT) | कैलकुलेटर वाला हिस्सा 🧮 |
| CU Control Unit | सारे भागों को निर्देश देता है, काम का क्रम तय करता है, डेटा का आना-जाना नियंत्रित करता है। खुद गणना नहीं करता | प्रधानाध्यापक 👨🏫 / ट्रैफ़िक पुलिस 🚦 |
| Registers | CPU के अंदर की सबसे तेज़ और सबसे छोटी मेमोरी — अभी चल रहे निर्देश और डेटा | हाथ में पकड़ी पर्ची ✋ |
प्रमुख रजिस्टर
| Accumulator (AC) | ALU की गणना का बीच का नतीजा रखता है |
| Program Counter (PC) | अगले निर्देश का पता (address) रखता है |
| Instruction Register (IR) | अभी चल रहा निर्देश रखता है |
| MAR / MDR | Memory Address Register — मेमोरी का पता; Memory Data Register — मेमोरी से आया/जाने वाला डेटा |
मशीन चक्र (Machine / Instruction Cycle)
📥1. Fetchमेमोरी से निर्देश लाना
🔍2. Decodeनिर्देश का मतलब समझना
⚙️3. Executeकाम करना
💾4. Storeनतीजा मेमोरी में रखना
CPU के भाग: "A-C-M" = ALU + CU + MU। मूल मशीन चक्र के 3 चरण: Fetch → Decode → Execute; चौथा Store (नतीजा वापस लिखना) कई किताबों में अलग गिना जाता है।
"कंप्यूटर का दिमाग?" → CPU · "गणना और तुलना कौन करता है?" → ALU · "सब भागों को निर्देश कौन देता है?" → CU · "अगले निर्देश का पता कौन रखता है?" → Program Counter · "CPU के अंदर सबसे तेज़ मेमोरी?" → रजिस्टर · "मशीन चक्र का पहला चरण?" → Fetch
CPU की गति, बस और मदरबोर्ड CPU & Motherboard
CPU की गति किस पर निर्भर है?
| चीज़ | मतलब |
|---|---|
| Clock Speed | एक सेकंड में कितने चक्र — हर्ट्ज़ (Hz) में; आज GHz (1 GHz = 10⁹ Hz = 1 अरब चक्र प्रति सेकंड) |
| Cores | एक चिप में कई प्रोसेसर — Dual (2), Quad (4), Octa-core (8) |
| Cache | CPU और RAM के बीच की तेज़ मेमोरी — L1 (सबसे तेज़), L2, L3 |
| Word Length | CPU एक बार में कितने बिट संभालता है — 32-bit, 64-bit |
| MIPS | Million Instructions Per Second — एक सेकंड में कितने मिलियन (1 मिलियन = 10 लाख) निर्देश |
बस (Bus) — डेटा जाने का रास्ता 🚌
📦 Data Busडेटा ले जाती है — दोनों दिशाओं में (Bi-directional)
📍 Address Busमेमोरी का पता ले जाती है — केवल CPU से बाहर (एक दिशा)
🚦 Control Busनियंत्रण संकेत — पढ़ना / लिखना (Read / Write)
मदरबोर्ड (Motherboard) और बिजली
| 🟩 Motherboard | कंप्यूटर का मुख्य सर्किट बोर्ड — CPU, RAM, BIOS चिप, स्लॉट और पोर्ट सब इसी पर जुड़ते हैं |
| 📜 BIOS | Basic Input Output System — ROM चिप में रखा फ़र्मवेयर; चालू होते ही सबसे पहले चलता है |
| 🔋 CMOS बैटरी | छोटी गोल सेल — कंप्यूटर बंद होने पर भी तारीख, समय और BIOS सेटिंग बचाती है |
| 🔌 SMPS | Switch Mode Power Supply — घर की AC बिजली को DC में बदलता है |
| 🔋 UPS | Uninterruptible Power Supply — बिजली जाने पर कुछ देर कंप्यूटर चालू रखता है |
| 🌀 Heat Sink + Fan | CPU को ठंडा रखते हैं; ज़्यादा गर्म होने पर कंप्यूटर धीमा या बंद हो सकता है |
पोर्ट और कनेक्टर (Ports)
| पोर्ट | किससे जोड़ते हैं | पोर्ट | किससे जोड़ते हैं |
|---|---|---|---|
| USB Universal Serial Bus | पेन ड्राइव, माउस, कीबोर्ड, प्रिंटर, मोबाइल — सबसे आम; नया USB Type-C | HDMI High-Definition Multimedia Interface | मॉनिटर / TV / प्रोजेक्टर — वीडियो + ऑडियो दोनों |
| VGA Video Graphics Array | पुराना मॉनिटर / प्रोजेक्टर — केवल वीडियो | RJ-45 | LAN / ईथरनेट (इंटरनेट केबल) |
| PS/2 | पुराने कीबोर्ड-माउस; Parallel — पुराने प्रिंटर | RJ-11 | टेलीफ़ोन लाइन; Audio Jack — स्पीकर, माइक |
"CPU की गति किसमें मापी जाती है?" → Hz / GHz · "कौन-सी बस दोनों दिशाओं में चलती है?" → Data Bus · "कंप्यूटर बंद होने पर भी घड़ी कौन चलाती है?" → CMOS बैटरी · "AC को DC में कौन बदलता है?" → SMPS · "प्रोजेक्टर को लैपटॉप से जोड़ने का पोर्ट?" → HDMI / VGA · "LAN केबल का कनेक्टर?" → RJ-45
बूटिंग और प्रोसेसर CPU & Motherboard
बूटिंग (Booting) — कंप्यूटर कैसे चालू होता है?
बूटिंग = चालू होने पर ऑपरेटिंग सिस्टम का हार्ड डिस्क / SSD से RAM में लोड होना। POST = Power On Self Test — RAM, कीबोर्ड आदि ठीक हैं या नहीं, इसकी अपने-आप जाँच।
❄️ Cold Boot (कोल्ड बूट)बंद कंप्यूटर को पावर बटन से चालू करना।
🔥 Warm Boot (वार्म बूट)चालू कंप्यूटर को Restart करना; पुराने तरीके में Ctrl + Alt + Del।
कंप्यूटर हैंग हो तो सीधे बिजली न काटें — पहले Restart (वार्म बूट) करें, ताकि फ़ाइलें ख़राब न हों।
प्रोसेसर बनाने वाली कंपनियाँ
| कंपनी | प्रोसेसर | कहाँ |
|---|---|---|
| Intel | Pentium, Celeron, Core i3 / i5 / i7 / i9 | डेस्कटॉप, लैपटॉप |
| AMD | Ryzen, Athlon | डेस्कटॉप, लैपटॉप |
| Qualcomm / MediaTek | Snapdragon / Dimensity, Helio (ARM आधारित) | स्मार्टफोन, टैबलेट |
| Apple | A-शृंखला, M-शृंखला (ARM आधारित) | iPhone, iPad, Mac |
पहला माइक्रोप्रोसेसर: Intel 4004 (1971, 4-bit)। मोबाइल के प्रोसेसर ज़्यादातर ARM तकनीक पर बने होते हैं — कम बिजली खाते हैं।
शक्ति (SHAKTI) — IIT मद्रास द्वारा विकसित भारत का स्वदेशी माइक्रोप्रोसेसर (खुले RISC-V डिज़ाइन पर; RISC = Reduced Instruction Set Computer)।
कक्षा में: शिक्षक के लिए काम की बातें 🏫
🖥️ स्मार्ट क्लासप्रोजेक्टर / स्मार्ट TV को लैपटॉप से HDMI केबल से जोड़ें।
🐢 कंप्यूटर धीमा?बेकार प्रोग्राम बंद करें, Restart करें; RAM / SSD से गति बढ़ती है।
⚡ सुरक्षाUPS लगाएँ; बच्चों को तार-सॉकेट से दूर रखें।
"बूटिंग में सबसे पहले कौन-सा प्रोग्राम चलता है?" → BIOS · "POST का पूरा नाम?" · "Restart करना कौन-सा बूट?" → वार्म बूट · "Intel का प्रोसेसर नहीं है — चुनिए" → Ryzen (AMD) · "भारत का स्वदेशी माइक्रोप्रोसेसर?" → शक्ति · "पहला माइक्रोप्रोसेसर?" → Intel 4004