Chapter 7 · Computer basics
मेमोरी — बिट, बाइट और इकाइयाँ
Memory & Storageमेमोरी (Memory) = कंप्यूटर का वह भाग जहाँ डेटा और निर्देश रखे जाते हैं। कंप्यूटर सब कुछ 0 और 1 में रखता है: Bit (Binary Digit — 0 या 1) = सबसे छोटी इकाई; 4 बिट = 1 Nibble; 8 बिट = 1 Byte = एक अक्षर (A, 5, @) रखने की जगह।
मेमोरी की इकाइयाँ — छोटी से बड़ी
| इकाई | बराबर | इकाई | बराबर |
|---|---|---|---|
| 1 Nibble | 4 Bit | 1 TB Terabyte | 1024 GB |
| 1 Byte | 8 Bit = 2 Nibble | 1 PB Petabyte | 1024 TB |
| 1 KB Kilobyte | 1024 Byte (2¹⁰) | 1 EB Exabyte | 1024 PB |
| 1 MB Megabyte | 1024 KB (2²⁰ Byte) | 1 ZB Zettabyte | 1024 EB |
| 1 GB Gigabyte | 1024 MB (2³⁰ Byte) | 1 YB Yottabyte | 1024 ZB |
बड़ी इकाई → छोटी इकाई: × 1024 | छोटी → बड़ी: ÷ 1024 | बाइट → बिट: × 8 | बिट → बाइट: ÷ 8
1 KB = 1024 Byte (परीक्षा में; SI मानक में kB = 1000) | 1 MB = 2²⁰ = 10,48,576 Byte
n बिट से बनने वाले अलग-अलग मान = 2ⁿ (8 बिट → 2⁸ = 256 मान, 0 से 255)
Mbps (Megabits per second — इंटरनेट की गति) ÷ 8 = MBps (MegaBytes per second — डाउनलोड)
1 KB = 1024 Byte (परीक्षा में; SI मानक में kB = 1000) | 1 MB = 2²⁰ = 10,48,576 Byte
n बिट से बनने वाले अलग-अलग मान = 2ⁿ (8 बिट → 2⁸ = 256 मान, 0 से 255)
Mbps (Megabits per second — इंटरनेट की गति) ÷ 8 = MBps (MegaBytes per second — डाउनलोड)
प्रश्न: 4 GB = कितने MB?
4 × 1024 = 4096 MB
प्रश्न: 2048 KB = कितने MB?
2048 ÷ 1024 = 2 MB
4 × 1024 = 4096 MB
प्रश्न: 2048 KB = कितने MB?
2048 ÷ 1024 = 2 MB
प्रश्न: 1 KB में कितने बिट?
1024 × 8 = 8192 बिट
प्रश्न: "INDIA" शब्द को कितने बाइट / बिट?
5 अक्षर = 5 बाइट = 5 × 8 = 40 बिट
1024 × 8 = 8192 बिट
प्रश्न: "INDIA" शब्द को कितने बाइट / बिट?
5 अक्षर = 5 बाइट = 5 × 8 = 40 बिट
प्रश्न: 1 TB डिस्क में 4 GB की कितनी फ़िल्में?
1 TB = 1024 GB → 1024 ÷ 4 = 256 फ़िल्में
प्रश्न: 16 बिट से कितने मान? → 2¹⁶ = 65,536
1 TB = 1024 GB → 1024 ÷ 4 = 256 फ़िल्में
प्रश्न: 16 बिट से कितने मान? → 2¹⁶ = 65,536
प्रश्न: इंटरनेट 40 Mbps है। 1 सेकंड में कितने MB डाउनलोड?
40 ÷ 8 = 5 MBps → 100 MB की फ़ाइल ≈ 100 ÷ 5 = 20 सेकंड
40 ÷ 8 = 5 MBps → 100 MB की फ़ाइल ≈ 100 ÷ 5 = 20 सेकंड
क्रम याद करो: "बी-नी-बा, के-मे-गे, ते-पे-ए-ज़े-यो" → Bit, Nibble, Byte, KB, MB, GB, TB, PB, EB, ZB, YB। हर कदम पर × 1024 (केवल Bit → Nibble × 4 और Nibble → Byte × 2)।
"मेमोरी की सबसे छोटी इकाई?" → बिट · "1 बाइट = कितने बिट?" → 8 · "निबल = ?" → 4 बिट · "1 KB = ?" → 1024 बाइट · "इनमें सबसे बड़ी इकाई?" → YB · "सही बढ़ता क्रम चुनिए" → KB < MB < GB < TB · "1 GB = कितने KB?" → 1024 × 1024 = 10,48,576 KB · "8 Mbps = कितने MBps?" → 1
प्राथमिक मेमोरी — RAM और ROM Memory & Storage
1️⃣ प्राथमिक मेमोरीPrimary = Main = Internal
CPU सीधे इसी से काम करता है। तेज़, महँगी, कम जगह। RegisterCacheRAMROM
CPU सीधे इसी से काम करता है। तेज़, महँगी, कम जगह। RegisterCacheRAMROM
2️⃣ द्वितीयक मेमोरीSecondary = Auxiliary (सहायक) = Backing = External
डेटा हमेशा के लिए; CPU सीधे नहीं पढ़ता, पहले RAM में आता है। धीमी, सस्ती, बहुत जगह। HDDSSDपेन ड्राइव
डेटा हमेशा के लिए; CPU सीधे नहीं पढ़ता, पहले RAM में आता है। धीमी, सस्ती, बहुत जगह। HDDSSDपेन ड्राइव
RAM बनाम ROM — सबसे ज़रूरी अंतर 🎯
| RAM 🧠 | ROM 📕 | |
|---|---|---|
| पूरा नाम | Random Access Memory | Read Only Memory |
| बिजली जाने पर | डेटा मिट जाता है — Volatile (अस्थायी) | डेटा बना रहता है — Non-volatile (स्थायी) |
| पढ़ना / लिखना | दोनों (Read + Write) | सामान्यतः केवल पढ़ना |
| क्या रखती है | अभी खुले प्रोग्राम, ऐप, फ़ाइलें | BIOS (Basic Input Output System) — इसमें POST जाँच और Bootstrap Loader (OS को लोड शुरू कराने वाला छोटा प्रोग्राम) |
| जैसे | 📝 स्लेट — लिखो, मिटाओ | 📕 छपी किताब — सिर्फ़ पढ़ो |
| RAM के प्रकार | |
|---|---|
| DRAM Dynamic RAM | संधारित्र (Capacitor) से; बार-बार Refresh करनी पड़ती है; सस्ती — मुख्य मेमोरी |
| SRAM Static RAM | फ़्लिप-फ़्लॉप से; Refresh नहीं; तेज़ और महँगी — कैश में |
| SDRAM | Synchronous DRAM — CPU की घड़ी के साथ तालमेल |
| DDR | Double Data Rate SDRAM — एक चक्र में दो बार डेटा; DDR3, DDR4, DDR5 |
| ROM के प्रकार | |
|---|---|
| Mask ROM | फ़ैक्टरी में ही लिखी, बदल नहीं सकते |
| PROM | Programmable ROM — उपयोगकर्ता एक बार लिख सकता है |
| EPROM | Erasable Programmable ROM — पराबैंगनी (UV) किरणों से मिटाकर फिर लिखो |
| EEPROM | Electrically Erasable PROM — बिजली से मिटाओ; इसी का रूप Flash |
RAM अस्थायी है — बिजली गई तो सेव न किया काम गया। मोबाइल में "6 GB RAM" = एक साथ कितने ऐप आराम से चलें; "128 GB storage" = कितनी फ़ोटो / वीडियो रख सको।
"Volatile मेमोरी?" → RAM · "Non-volatile का उदाहरण?" → ROM / हार्ड डिस्क · "BIOS कहाँ रहता है?" → ROM · "UV किरणों से मिटने वाली?" → EPROM · "किसे बार-बार Refresh करना पड़ता है?" → DRAM · "DDR का पूरा नाम?" → Double Data Rate · "SDRAM का पूरा नाम?" → Synchronous Dynamic RAM
कैश, पदानुक्रम, Volatile और CMOS Memory & Storage
| ⚡ Cache (कैश) | CPU और RAM के बीच की छोटी, बहुत तेज़ मेमोरी (SRAM); बार-बार काम आने वाला डेटा रखती है। स्तर: L1 (सबसे तेज़, सबसे छोटी), L2, L3। CPU को चाहिए डेटा कैश में मिल गया = Cache Hit; नहीं मिला, RAM तक जाना पड़ा = Cache Miss (धीमा) |
| ✋ Register | CPU के अंदर — सबसे तेज़, सबसे छोटी मेमोरी (अध्याय 4) |
| 🧩 Virtual Memory | RAM भर जाने पर हार्ड डिस्क / SSD का कुछ भाग RAM की तरह इस्तेमाल होता है — काम चलता है, पर धीमा |
मेमोरी पदानुक्रम (Memory Hierarchy) 🔺
पदानुक्रम का नियम
जितनी तेज़ → उतनी महँगी (प्रति बिट) और उतनी छोटी
जितनी धीमी → उतनी सस्ती और बड़ी
जितनी तेज़ → उतनी महँगी (प्रति बिट) और उतनी छोटी
जितनी धीमी → उतनी सस्ती और बड़ी
पहुँच का समय (Access Time)
RAM → नैनोसेकंड (ns = 10⁻⁹ s)
हार्ड डिस्क → मिलीसेकंड (ms = 10⁻³ s)
इसलिए RAM, HDD से लाखों गुना तेज़
RAM → नैनोसेकंड (ns = 10⁻⁹ s)
हार्ड डिस्क → मिलीसेकंड (ms = 10⁻³ s)
इसलिए RAM, HDD से लाखों गुना तेज़
Volatile (बिजली गई, डेटा गया) = RAM, Cache, Register
Non-volatile (डेटा बचा रहे) = ROM और सारी द्वितीयक मेमोरी (HDD, SSD, पेन ड्राइव, CD)
Non-volatile (डेटा बचा रहे) = ROM और सारी द्वितीयक मेमोरी (HDD, SSD, पेन ड्राइव, CD)
Random Access का अर्थ = किसी भी जगह (पते) का डेटा सीधे, लगभग बराबर समय में पढ़ना — क्रम से एक-एक करके जाना नहीं पड़ता (जैसे किताब का कोई भी पेज सीधे खोलना)।
| RAM की पट्टियाँ | SIMM (Single In-line Memory Module) — पुरानी; DIMM (Dual In-line) — डेस्कटॉप; SO-DIMM (Small Outline DIMM) — छोटी, लैपटॉप में |
| CMOS | Complementary Metal-Oxide Semiconductor — छोटी मेमोरी जो CMOS बैटरी से चलती है; BIOS की सेटिंग, तारीख और समय बचाकर रखती है |
Word (शब्द) = CPU एक बार में जितने बिट संभालता है — Word size 32-bit या 64-bit। Mbps में छोटा b = bit, MBps में बड़ा B = Byte।
कंपनियाँ 1 GB = 1000 MB गिनती हैं, इसलिए "1 TB" डिस्क कंप्यूटर में लगभग 931 GB दिखती है। परीक्षा में 1024 लें।
"सबसे तेज़ मेमोरी?" → रजिस्टर · "CPU और RAM के बीच की तेज़ मेमोरी?" → कैश · "कैश किससे बनती है?" → SRAM · "डेटा कैश में मिल जाए तो?" → Cache Hit · "RAM कम पड़ने पर डिस्क का उपयोग?" → वर्चुअल मेमोरी · "RAM का Access Time किस इकाई में?" → नैनोसेकंड · "Volatile नहीं है — चुनिए" → ROM / SSD · "SO-DIMM कहाँ?" → लैपटॉप · "CMOS क्या बचाती है?" → तारीख, समय, BIOS सेटिंग
द्वितीयक भंडारण — चुंबकीय और फ़्लैश Memory & Storage
हार्ड डिस्क (HDD — Hard Disk Drive) 🧲
| Cylinder | सभी प्लेटों पर एक ही नंबर के ट्रैक मिलकर एक सिलेंडर बनाते हैं |
| गति | प्लेटें घूमती हैं — RPM (Revolutions Per Minute) में: 5400, 7200; पहली हार्ड डिस्क IBM, 1956 |
| Formatting | डिस्क / पेन ड्राइव को उपयोग के लिए तैयार करना — ट्रैक-सेक्टर और फ़ाइल सिस्टम (NTFS, FAT32, exFAT) बनाना; पुराना डेटा मिट जाता है |
फ़्लॉपी और मैग्नेटिक टेप
| फ़्लॉपी डिस्क (अब बंद) | क्षमता |
|---|---|
| 5.25 इंच | 360 KB / 1.2 MB |
| 3.5 इंच (सबसे प्रसिद्ध) | 1.44 MB |
📼 Magnetic Tapeसस्ता, बहुत बड़ा बैकअप; डेटा क्रम से (Sequential) पढ़ना पड़ता है — गाने की कैसेट जैसे आगे-पीछे करो। सबसे धीमी पहुँच।
फ़्लैश मेमोरी और SSD ⚡
| Flash Memory | EEPROM का ही एक प्रकार — बिजली से मिटे-लिखे, बिना बिजली डेटा बचा रहे। आविष्कार: फ़ुजियो मासुओका (Toshiba, जापान, 1980 का दशक) |
| SSD | Solid State Drive — फ़्लैश चिप, कोई घूमने वाला भाग नहीं; HDD से बहुत तेज़, शांत, झटका सह ले, कम बिजली; पर प्रति GB महँगी |
| Pen Drive | दूसरे नाम: Thumb Drive, USB Flash Drive — USB पोर्ट में लगती है |
| Memory Card | SD (Secure Digital), microSD — मोबाइल, कैमरा |
"हार्ड डिस्क की सतह के गोल घेरे?" → ट्रैक · "ट्रैक का टुकड़ा?" → सेक्टर · "सभी प्लेटों के एक जैसे ट्रैक?" → सिलेंडर · "HDD की गति की इकाई?" → RPM · "3.5 इंच फ़्लॉपी की क्षमता?" → 1.44 MB · "Sequential पहुँच वाली स्टोरेज?" → मैग्नेटिक टेप · "पेन ड्राइव में कौन-सी मेमोरी?" → फ़्लैश · "फ़्लैश मेमोरी के आविष्कारक?" → फ़ुजियो मासुओका
प्रकाशीय डिस्क और क्लाउड Memory & Storage
प्रकाशीय डिस्क (Optical Disc) — लेज़र से पढ़ी जाती है 💿
| डिस्क | एक परत | दो परत (Dual) | लेज़र का रंग |
|---|---|---|---|
| CD — Compact Disc | 650–700 MB | — | इन्फ़्रारेड (अदृश्य) |
| DVD — Digital Versatile Disc | 4.7 GB | 8.5 GB | लाल |
| Blu-ray (BD) | 25 GB | 50 GB | नीली-बैंगनी (नाम इसी से) |
| नाम में | मतलब |
|---|---|
| -ROM (CD-ROM) | केवल पढ़ो |
| -R (CD-R, DVD-R / DVD+R) | एक बार लिखो, बार-बार पढ़ो |
| -RW (CD-RW, DVD-RW / DVD+RW) | मिटाकर बार-बार लिखो |
CD पर डेटा एक लंबे घुमावदार (Spiral) ट्रैक पर होता है — बीच से बाहर की ओर; हार्ड डिस्क पर अलग-अलग गोल घेरे (Concentric)।
"सी-डी-ब्लू = 7-4.7-25" → CD 700 MB, DVD 4.7 GB, Blu-ray 25 GB (दो परत में DVD 8.5, BD 50)। लेज़र: लाल से नीली की ओर जितनी लेज़र की लहर की लंबाई (wavelength) छोटी → बिंदु उतने पास-पास → उतना ज़्यादा डेटा।
क्लाउड स्टोरेज ☁️ और HDD बनाम SSD
☁️ Cloud Storageडेटा इंटरनेट के सर्वर पर; कहीं से भी खोलो — Google Drive, OneDrive, iCloud। भारत सरकार का DigiLocker — प्रमाणपत्र, अंकपत्र, आधार डिजिटल रूप में।
| HDD | SSD | |
|---|---|---|
| भाग | घूमती डिस्क | फ़्लैश चिप |
| गति | धीमी | बहुत तेज़ |
| कीमत / GB | सस्ती | महँगी |
शिक्षक के लिए: ज़रूरी फ़ाइलें (अंक-तालिका, प्रश्नपत्र) की दो जगह कॉपी (Backup) रखें — पेन ड्राइव + क्लाउड; प्रमाणपत्र DigiLocker में।
"DVD की सामान्य क्षमता?" → 4.7 GB · "दो परत वाली Blu-ray?" → 50 GB · "CD किस प्रकार की स्टोरेज?" → ऑप्टिकल · "Blu-ray में कौन-सी लेज़र?" → नीली-बैंगनी · "एक बार लिखी जा सकने वाली CD?" → CD-R · "बिना घूमने वाले भाग की तेज़ स्टोरेज?" → SSD · "प्रमाणपत्र रखने का सरकारी क्लाउड?" → DigiLocker
ASCII, Unicode और पूरे नाम Memory & Storage
अक्षर कैसे बिट बनते हैं? — ASCII और Unicode
| कोड | बिट / अक्षर | पहचान |
|---|---|---|
| ASCII | 7 बिट → 2⁷ = 128 अक्षर | American Standard Code for Information Interchange — अंग्रेज़ी अक्षर, अंक (A = 65) |
| Extended ASCII | 8 बिट → 2⁸ = 256 अक्षर | कुछ अतिरिक्त चिह्न |
| Unicode | लाखों अक्षरों की जगह (UTF-8 में 1 से 4 बाइट) | दुनिया की सभी लिपियाँ — हिंदी (देवनागरी) भी; मोबाइल-इंटरनेट पर हिंदी इसी से |
मेमोरी के पूरे नाम (Full Forms)
| RAM | Random Access Memory | HDD | Hard Disk Drive |
| ROM | Read Only Memory | SSD | Solid State Drive |
| PROM | Programmable ROM | SD | Secure Digital (कार्ड) |
| EPROM | Erasable Programmable ROM | CD | Compact Disc |
| EEPROM | Electrically Erasable Programmable ROM | DVD | Digital Versatile Disc |
| SDRAM | Synchronous Dynamic RAM | BIOS | Basic Input Output System |
| DDR | Double Data Rate | CMOS | Complementary Metal-Oxide Semiconductor |
सारी मेमोरी एक नज़र में
| मेमोरी | कहाँ / किससे | Volatile? | पहचान |
|---|---|---|---|
| Register | CPU के अंदर | हाँ | सबसे तेज़, सबसे छोटी |
| Cache | CPU-RAM के बीच, SRAM | हाँ | L1 > L2 > L3 (गति) |
| RAM | मदरबोर्ड, DRAM | हाँ | मुख्य मेमोरी, खुले प्रोग्राम |
| ROM | मदरबोर्ड की चिप | नहीं | BIOS, POST, Bootstrap Loader |
| HDD / SSD | चुंबकीय / फ़्लैश | नहीं | स्थायी भंडारण, बड़ी क्षमता |
| CD / DVD / टेप | प्रकाशीय / चुंबकीय | नहीं | टेप = क्रमिक पहुँच, बैकअप |
Trap: ROM भी Random Access होती है (नाम केवल RAM में है)। CD-ROM द्वितीयक (प्रकाशीय) भंडारण है, ROM चिप नहीं।
"ASCII में कितने बिट?" → 7 (128 अक्षर) · "Extended ASCII?" → 8 बिट (256) · "हिंदी लिखने का कोड?" → Unicode · "EEPROM का पूरा नाम?" → Electrically Erasable Programmable ROM · "SD कार्ड में SD?" → Secure Digital