Memory Hierarchy In Computer Architecture

Computer Architecture/ Von Neumann Architecture

Memory Hierarchy Design and its Characteristics

1. इनपुट यूनिट (Input Unit) - 

जिस यूनिट के द्वारा कम्प्यूटर में डाटा एवं निर्देशों को प्रवेश कराया जाता है । वह इनपुट यूनिट कहलाती है । जैसे - की - बोर्ड , माउस आदि । 

2. आउटपुट यूनिट (Output Unit)- 

जिस यूनिट के द्वारा यूजर को परिणाम (Result) मिलता है । उसे आउटपुट यूनिट कहा जाता है । जैसे- मॉनीटर ।

3. सीपीयू (CPU) - 

इसका पूरा नाम सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट होता है । इस यूनिट के द्वारा कम्प्यूटर में प्रोसेसिंग का कार्य किया जाता है । सीपीयू तीन भागों से मिलकर बना होता है , जो निम्न हैं - 

• ALU (Arithmetic & Logic Unit) 
• CU (Control Unit)
•  MU (Memory Unit)

एएलयू (ALU-Arithmetic Logic Unit)- 

इसका पूरा नाम अरिथमेटिक लॉजिक यूनिट होता है । एएलयू के द्वारा कम्प्यूटर में गणितीय कार्य किये जाते हैं । अर्थात यह अंकगणितीय गणनाएं जैसे जोड़ , घटाव , गुणा , भाग आदि तथा तार्किक (Logical) क्रियाएं भी करता है । इसका मुख्य कार्य अंकगणितीय समस्याओं को हल करने के अलावा तर्कसंम्बधित कार्य करना भी होता है । - 

सीयू (CU-Control Unit)- 

इसका पूरा नाम कंट्रोल यूनिट होता है । यह यूनिट कंट्रोल एडं टाइमिंग सिगनल उत्पन्न करती है । जिसके द्वारा सभी हार्डवेयर डिवाइसेज की क्रियाओं को नियंत्रित किया जाता है । यह सीपीयू की मुख्य यूनिट होती है । 

एमयू (MU-Memory Unit) -

 इसे मेमोरी यूनिट इसलिए कहा जाता है , क्योंकि इसमें रजिस्टरों का समूह होता है । मेमोरी यूनिट को रजिस्टर के नाम से भी जाना जाता है । यह कम्प्यूटर की अस्थायी मेमोरी होती है । यह कम्प्यूटर में सबसे छोटी एवं सबसे तेज गति की मेमोरी होती है । जिस समय सीपीयू में प्रोसेसिंग होती है उस समय रजिस्टर मेमोरी के द्वारा निर्देश एवं मेमोरी एड्रेस को अस्थायी रूप से स्टोर करा लिया जाता है । मेमोरी यूनिट में निम्न प्रकार के रजिस्टर होते है।

>     MU         : Set of Register 

>    Register : Combination of Flip - Flop

>    Flip - Flop एक डाटा स्टोरेज यूनिट होती है , जो एक समय पर एक बिट (0/1) स्टोर करती है।

● एमबीआर (MBR-Memory Buffer Register)-

इसे MDR (Memory Data Register) तथा डाटा रजिस्टर के नाम से भी जाना जाता है । यह तात्कालिक एक्सेस स्टोरेज से ट्रांसफर किए गये डाटा को स्टोर करता है । इसमें MAR द्वारा मेमोरी एड्रेस की प्रतिलिपि होती है , जो एक बफर के रूप में कार्य करती है । अर्थात एमबीआर रजिस्टर डाटा को होल्ड करता है । 

> जब कोई डाटा हार्ड डिस्क से आता है । तो वह निरंतर गति (Constant Speed) से आता है । जिसकी वजय से एमबीआर रजिस्टर में डाटा हमेशा उपलब्ध रहता है । जिससे सीपीयू प्रोसेसिंग आसानी से कर देता है और बफरिंग नहीं होती है । 

> जब कोई डाटा इंटरनेट से आता है । तब वह डाटा कभी भी निरंतर गति (Constant Speed) से नहीं आ पाता है तथा एमबीआर रजिस्टर को उतना डाटा प्राप्त नहीं हो पाता है , जितना सीपीयू को प्रोसेसिंग के लिये चाहिए होता है । तब वहाँ बफरिंग उत्पन्न होने लगती है ।

एमएआर (MAR-Memory Address Register)-

 इसे एड्रेस रजिस्टर भी कहा जाता है । इसका कार्य मेमोरी एड्रेस को स्टोर करना होता है । सीपीयू डाटा को कहाँ से प्राप्त करेगा और किस एड्रेस पर भेजा जावेगा या स्टोर किया जाएगा । यह जानकारी एमएआर रजिस्टर में स्टोर होती है ।

         " यह वह रजिस्टर होता है । जो रैम तथा सीपीयू के बीच में जो डाटा ट्रांसफर हो रहा है उस डाटा के एड्रेस को होल्ड करता है।

पीसी (PC-Program Counter)- 

यह रजिस्टर सीपीयू में रैम से आने वाले अगले निर्देश (Next Instruction) के एड्रेस को होल्ड करता है । यह 16 बिट रजिस्टर होता है । 

आईआर (IR-Instruction Register)- 

यह वर्तमान निर्देशों को होल्ड करता है । जिस पर  processing प्रोसेसिंग चल रही होती है ।

अक्यूम्यलेटर (Accumulator) - 

यह सीपीयू की प्रोसेसिंग के बाद उत्पन्न हुए परिणाम (Result) को स्टोर करता है । Restaurants एक प्रकार से अस्थायी रजिस्टर (Temporary Register) होता है ।

इनपुट रजिस्टर (INTR)- 

इसे इनपुट रजिस्टर कहा जाता है । इनपुट डिवाइस का डाटा पहले इनपुट रजिस्टर में आता है । 

आउटपुट रजिस्टर (OUTR)-

इसे आउटपुट रजिस्टर कहा जाता है । UPU सीपीयू के द्वारा बनाया गया परिणाम OUTR आउटपुट रजिस्टर पर स्टोर होता है । 

 सिस्टम इकाई (System Unit)- 

जिस हार्डवेयर में मदरबोर्ड लगाया जाता है उसे केबिनेट (Cabinet) कहा जाता है । तथा मदरबोर्ड लगाने के बाद उस केबिनेट को सिस्टम इकाई के नाम से जाना जाता है । 

डाटा और सूचना के बीच अंतर ( Difference Between Data and Information ) - 

डाटा (Data)

 डाटा कोई Text , Picture , Sound में से कुछ भी हो सकता है ।

"वह शब्द जिसका कोई साब्दिक अर्थ नही होता है, डाटा कहलाता हैं"

सूचना (information) -

 वह डाटा जिस पर प्रोसेसिंग हो गईं हो उसे सूचना कहा जाता हैं। अर्थात् जब किसी डाटा पर प्रोसेसिंग होती हैं तब सूचना बनती हैं, जिसका एक सार्थक (meaningful) अर्थ निकलता है।

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