वॉन न्यूमैन आर्किटेक्चर | Von Neumann architecture hindi

वॉन न्यूमैन आर्किटेक्चर (Von Neumann architecture) एक कंप्यूटर आर्किटेक्चर मॉडल है जिसका उपयोग अधिकांश आधुनिक कंप्यूटरों में किया जाता है। यह पहली बार 1940 के दशक में गणितज्ञ और कंप्यूटर वैज्ञानिक जॉन वॉन न्यूमैन द्वारा प्रस्तावित किया गया था। वॉन न्यूमैन आर्किटेक्चर प्रोग्राम और डेटा को मेमोरी में स्टोर करने की अवधारणा पर आधारित है, जो कंप्यूटर को क्रमिक तरीके से प्रोग्राम निष्पादित करने की अनुमति देता है।आइये अब  वॉन न्यूमैन आर्किटेक्चर के प्रमुख घटकों को डायग्राम से जानते हैं :

 आइये इन सभी घटकों को विस्तार से जानते हैं :

1. सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (सीपीयू): सीपीयू कंप्यूटर का दिमाग है और निर्देशों को क्रियान्वित करने के लिए जिम्मेदार है। इसमें एक अरिथमैटिकल एंड लॉजिकल यूनिट (ALU) और एक कंट्रोल यूनिट  (CU) होती है, जो डेटा को प्रोसेस करने के लिए एक साथ काम करती हैं।

• अरिथमैटिकल एंड लॉजिकल यूनिट (ALU) - अरिथमैटिकल एंड लॉजिकल यूनिट (ALU) सीपीयू का वह हिस्सा है जो सीपीयू की जरूरत की सभी गणनाओं को संभालता है, उदा। जोड़ना , घटाना , तुलना करना । यह लॉजिकल ऑपरेशंस जैसे  बिट शिफ्टिंग ऑपरेशंस और अरिथमेटिक ऑपरेशंस करता है।

•  कंट्रोल यूनिट  (CU) -एक कंट्रोल यूनिट (CU) सभी प्रोसेसर कंट्रोल सिग्नल को हैंडल करती है। यह सभी इनपुट और आउटपुट प्रवाह को निर्देशित करता है, निर्देशों के लिए कोड प्राप्त करता है, और नियंत्रित करता है कि डेटा सिस्टम के चारों ओर कैसे घूमता है।

 
2. मेमोरी: वॉन न्यूमैन आर्किटेक्चर प्रोग्राम और डेटा दोनों को स्टोर करने के लिए सिंगल मेमोरी यूनिट का उपयोग करता है। मेमोरी को एड्रेसेबल यूनिट्स  में विभाजित किया गया है, और प्रत्येक इकाई को एक यूनिक एड्रेस दिया गया है।

3. इनपुट/आउटपुट (I/O) डिवाइस: ये डिवाइस कंप्यूटर को बाहरी दुनिया के साथ संचार करने की अनुमति देते हैं। I/O डिवाइस के उदाहरणों में कीबोर्ड, माउस , डिस्प्ले और प्रिंटर शामिल हैं।

4. बस: बस एक संचार मार्ग(कम्युनिकेशन पाथ ) है जो सीपीयू, मेमोरी और आई/ओ उपकरणों को जोड़ता है। यह डेटा को इन घटकों के बीच ट्रेवल करने की अनुमति देता है। बस निम्न प्रकार की  होती हैं :

• डेटा बस: यह मेमोरी यूनिट, I/O डिवाइस और प्रोसेसर के बीच डेटा ले जाती है।

• एड्रेस बस: यह मेमोरी और प्रोसेसर के बीच डेटा एड्रेस  (वास्तविक डेटा नहीं) को ले जाती है ।

• कंट्रोल बस: यह कंप्यूटर के भीतर सभी गतिविधियों को नियंत्रित और समन्वयित करने के लिए सीपीयू (और अन्य उपकरणों से स्थिति संकेत) से नियंत्रण आदेश (कण्ट्रोल इंस्ट्रक्शंस ) लेती है।
  

5. इंस्ट्रक्शन सेट: वॉन न्यूमैन आर्किटेक्चर निर्देशों के एक सेट (इंस्ट्रक्शन सेट) का उपयोग करता है जिसे सीपीयू निष्पादित (एक्सेक्यूट) कर सकता है। इन निर्देशों को मेमोरी में संग्रहित किया जाता है और सीपीयू द्वारा पढ़ा जाता है।

 आइये अब Von Neumann architecture की सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (सीपीयू) में एक्सेक्यूटिव की  महत्त्वपूर्ण भूमिका निभाने वाले सभी रजिस्टर्स और उनकी वर्किंग को भी समझते हैं।   निचे दिए हुए  डायग्राम को देखिये :

ये सभी रजिस्टर डाटा और इंस्ट्रक्शंस को एक्सेक्यूटे करने में cpu की मदद करते हैं।  इनका विवरण निम्नलिखित है:

• इंस्ट्रक्शन रजिस्टर  (IR ): यह सबसे हाल ही में प्राप्त निर्देशों को संग्रहीत करता है, जबकि यह कोडित और निष्पादित होने की प्रतीक्षा कर रहा है।

• प्रोग्राम काउंटर (PC ): अगले निर्देशों से निपटने के लिए स्मृति स्थान का ट्रैक रखता है। पीसी फिर इस अगले पते को मेमोरी एड्रेस रजिस्टर (MAR) में भेजता है।

• Accumulator: ALU द्वारा की गई गणनाओं के मध्यवर्ती (Intermediate ) परिणामों को संग्रहीत करता है।

• मेमोरी एड्रेस रजिस्टर (MAR): यह उन निर्देशों के मेमोरी लोकेशन को स्टोर करता है जिन्हें मेमोरी से लाने या मेमोरी में स्टोर करने की आवश्यकता होती है।

• मेमोरी डेटा रजिस्टर (MDR ): यह किसी भी डेटा या मेमोरी से प्राप्त निर्देशों को स्टोर करता है जिसे मेमोरी में ट्रांसफर या स्टोर किया जाना है।

• जनरल पर्पस रजिस्टर (GPR ): जनरल पर्पस रजिस्टर अतिरिक्त रजिस्टर होते हैं जो सीपीयू में मौजूद होते हैं और किसी भी समय डेटा या मेमोरी की आवश्यकता होने पर उपयोग किए जाते हैं।

वॉन न्यूमैन आर्किटेक्चर एक अत्यधिक कुशल और लचीली आर्किटेक्चर है, जिसने कंप्यूटर को समय के साथ तेज और अधिक शक्तिशाली बनाया है। हालाँकि, इसकी कुछ सीमाएँ भी हैं, जैसे कि एक साथ कई निर्देशों को निष्पादित करने में असमर्थता इसे वो नुमान बोटलनेक (Von Neumann bottleneck) कहा जाता है । आधुनिक कंप्यूटरों ने मल्टी-कोर प्रोसेसर और अन्य तकनीकों के उपयोग के माध्यम से इनमें से कुछ सीमाओं को पार कर लिया है, लेकिन वॉन न्यूमैन आर्किटेक्चर आधुनिक कंप्यूटिंग की नींव बना हुआ है।

आशा है आपको  वॉन न्यूमैन आर्किटेक्चर | Von Neumann architecture hindi पर यह आर्टिकल अच्छा लगा होगा।  आप इसके वीडियो टुटोरिअल को देख कर भी कांसेप्ट को क्लियर और नोट्स त्यार कर सकते हैं।  वीडियो निचे देखें :

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