Define Hardware. Basic Hardware organization of microcomputer.
(হার্ডওয়্যারের সংজ্ঞা।
মাইক্রো কম্পিউটারের হার্ডওয়্যারের মৌলিক সংগঠন।
Hardware: যে সমস্ত যন্ত্রাংশ বা বাহ্যিক উপাদান সমূহের সমম্বয়ে কম্পিউটার তৈরী তাকে Hardware বলে।Hardware হচ্ছে কম্পিউটারের বাহ্যিক কাঠামো যার নির্দিষ্ট আকৃতি রয়েছে। হার্ডওয়্যারের উপর কম্পিউটারের আকৃতি, প্রকৃতি, গঠন, ক্ষমতা, দক্ষতা প্রভৃতি বহুলাংশে নির্ভরশীল। আর হার্ডওয়্যারকে কার্যক্ষম ও ব্যবহার উপযোগী করার জন্য উপযুক্ত সফ্টওয়্যারের প্রয়োজন। মোট কথা হার্ডওয়্যার ও সফ্টওয়্যারের সমন্বিত প্রভাবে একটি পরিপূর্ণ সিস্টেম হিসেবে কাজ করে। Hardware generally refers to the machine or physical equipment that performs the basic functions of the data processing cycle. A keyboard is an on-line device and a printer is an off-line device.
মাইক্রোকম্পিউটারের হার্ডওয়্যারের মৌলিক সংগঠন নিম্নরূপ। যথা-
১। ইনপুট অংশ(Input)
২। কেন্দ্রীয় প্রক্রিয়াকরণ অংশ (CPU)
CPU আবার তিন প্রকারঃ i) গাণিতিক যুক্তিমূলক অংশ (ALU-Arithmatic Logic Unit),
ii) নিয়ন্ত্রণ অংশ(Control Unit), iii) স্মৃতি অংশ(Memory Unit)
৩। আউটপুট অংশ (Output Unit)
১। Input unit (ইনপুট অংশ): যে সমস্ত যন্ত্র বা ডিভাইসের মাধ্যমে কম্পিউটারে বিভিন্ন তথ্য বা নির্দেশনা প্রদান করা বা ইনপুট দেয়া হয়, সেগুলোকে বলা হয় ইনপুট ডিভাইস। যেমন Keyboard, Mouse, Scanner, Digital Camera, Web Camera, Microphone, Joysticks, OMR, OCR, MICR, Lightpen, Disk, Punchcard, Card Reader, Pendrive ইত্যাদি।
২। কেন্দ্রীয় প্রক্রিয়াকরণ অংশঃ কেন্দ্রীয় প্রক্রিয়াকরণ অংশ কম্পিউটারের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ অংশ। কম্পিউটারের যে অংশ ডেটা প্রসেসিং বা প্রক্রিয়াকরণের কাজ করে থাকে তাকে কেন্দ্রীয় প্রক্রিয়াকরণ অংশ বা CPU (Central Processing Unit) বলে। CPU কম্পিউটারের হৃৎপিন্ড স্বরূপ। কম্পিউটারের কাজের গতি এবং ক্ষমতা CPU -র উপর নির্ভরশীল।
প্রধান স্মৃতি, গাণিতিক যুক্তিমূলক অংশ এবং নিয়ন্ত্রণ অংশ এই তিনটিকে একত্রে CPU বলে।
CPU এর সংগঠনঃ CPU এর প্রধান তিনটি অংশ।
যথা- i) গাণিতিক যুক্তিমূলক অংশ (Arithmatic Logic Unit) ii) নিয়ন্ত্রণ (Control) অংশ এবং iii) স্মৃতি অংশ(Memory Unit)।
- i) গাণিতিক যুক্তিমূলক অংশঃ এই অংশের কাজ হল প্রক্রিয়াকরণের সময় গাণিতিক ( যোগ, বিয়োগ, গুণ, ভাগ) প্রক্রিয়া এবং সকল যুক্তি ও সিদ্ধান্তমূলক কাজ সম্পন্ন করা। প্রয়োজন হলে গণনার ফলাফল ALU তেই জমা থাকে অথবা প্রধান স্মৃতিতে পাঠিয়ে দেয়া হয়। এই অংশে কখন কি ধরণের কাজ সংগঠিত হবে তা নিয়ন্ত্রণ অংশ ঠিক করে রাখে। গাণিতিক ও যুক্তিমূলক কাজের জন্য বিভিন্ন ধরণের ইলেকট্রনিক বর্তনীর প্রয়োজন। যেমনঃ- AND, OR, NOT ইত্যাদি কাজগুলো সমাধানের জন্য যুক্তি বর্তনীর দরকার হয়।
- ii) নিয়ন্ত্রণ অংশঃ নিয়ন্ত্রণ অংশ CPU এর যাবতীয় কার্যক্রমকে নিয়ন্ত্রণ করে। এ অংশে RAM ও ROM সংরক্ষিত নির্দেশ অনুযায়ী নিয়ন্ত্রণ অংশকে পরিচালিত করে। নিয়ন্ত্রণ অংশের নির্দেশ অনুযায়ী গাণিতিক যুক্তি অংশ, গাণিতিক ও যুক্তিমূলক কাজ সম্পন্ন করে। এছাড়াও কম্পিউটারের কোন অংশে কত সময় প্রক্রিয়াকরণের কাজ হবে তার সময়ও নির্ধারণ করে থাকে এই অংশ।
iii) স্মৃতি অংশঃ কম্পিউটারের বিভিন্ন ধরণের তথ্য সংরক্ষণের জন্য সফ্টওয়ার স্টোরেজ অংশকেই মেমোরি বা স্মৃতি বলে অর্থাৎ কম্পিউটারের যে অংশে বিভিন্ন তথ্য বা নির্দেশাবলী সংরক্ষণ করা হয় তাকে স্মৃতি (Memory) বলে। ডেটা প্রক্রিয়াকরণের জন্য মেমোরিতে তথ্য জমা রাখা হয় এবং প্রয়োজনে তা কাজে লাগানো যায়। ডেটা সংরক্ষণের জন্য মেমোরিতে কতগুলো সুনির্দিষ্ট স্থান বা মেমেরি সেল থাকে এবং স্থানগুলো সনাক্ত করার জন্য প্রয়োজনীয় ব্যবস্থা বা মেমোরি অ্যাড্রেস থাকে। উপযুক্ত নির্দেশের মাধ্যমে মেমোরিতে ডেটা পঠন ও লিখনের কাজ করা হয়। কম্পিউটার সিস্টেমে ব্যবহৃত মেমোরিকে প্রধানত তিনটি ভাগে ভাগ করা যায়। যথাঃ-
ক) প্রধান স্মৃতি (Main / Primary Memory).
খ) সহায়ক স্মৃতি (Auxiliary /Secondary Memory).
গ) ক্যাশ মেমোরি (Cache Memory) বা প্রসেসর মেমোরি।
ক) প্রধান স্মৃতি (Main / Primary Memory):
যে মেমোরির মাইক্রোপ্রসেসরের সাথে গাণিতিক যুক্তিমূলক অংশের সরাসরি অ্যাকসেস থাকে তাকে প্রধান স্মৃতি বলে। প্রধান মেমোরি অত্যন্ত দ্রুতগতি সম্পন্ন হয়। কম্পিউটার যখন তথ্য প্রক্রিয়াকরণের কাজ করে তখন তথ্যগুলো কম্পিউটারের প্রধান স্মৃতিতে অবস্থান করে। মাইক্রোকম্পিউটারে অর্ধ-পরিবাহী পদার্থ দিয়ে তৈরী প্রধান স্মৃতি ব্যবহার করা হয়। যেসব ডেটা ও নির্দেশ সর্বদা প্রয়োজন তাদেরকে প্রধান মেমোরিতে রাখা হয়। এছাড়া ALU যখন গণনা কাজ করে তার জন্য প্রয়োজনীয় ডেটা ও নির্দেশ সহায়ক মেমরি থেকে এনে সাময়িকভাবে প্রধান মেমরিতে রাখা হয়। গণনা শেষ হওয়ার পর তাদের আবার সহায়ক মেমরিতে সরিয়ে দেয়া হয়।
অর্ধ-পরিবাহী মেমোরি দুই ধরণের। যথাঃ- ROM ও RAM
ROM: যে তথ্যগুলো কম্পিউটার তৈরীর সময় সংযুক্ত করা হয় এবং যেগুলো ইচ্ছা করলেই পরিবর্তন বা মুছে ফেলতে পারি না তাকে স্থায়ী স্মৃতি বা ROM বলে। এ নিয়ন্ত্রণমূলক স্মৃতি ব্যবস্থা পরিচালিত হয় মাইক্রোপ্রোগ্রামের দ্বারা। এতে কিছু লিখা যায় না, বিদ্যুৎ প্রবাহ বন্ধ হলে এতে রক্ষিত তথ্য মুছে যায় না। ROM এ লিখিত তথ্য শুধু পড়া যায়। সে জন্য একে Read Only Memory বলে।
RAM: যুক্তিসংগত কোন তথ্য কম্পিউটারে উপস্থাপন করলে কম্পিউটার উহাদিগকে যে স্মৃতিতে ধারণ করে তাকে অস্থায়ী স্মৃতি বা RAM বলে। ইহা ইনপুট ডিভাইস হতে তথ্য সংগ্রহ করে। এতে রক্ষিত তথ্য সংশোধন, পরিবর্তন বা পরিবর্ধন করা যায়। ইহাকে লিখন/ পঠন স্মৃতিও বলে। বিদ্যুৎ প্রবাহ বন্ধ হওয়া মাত্র এ স্মৃতি হতে তথ্য মুছে যায়। চলমান প্রোগ্রাম বা এর অংশ বিশেষ পুন: পুন: পরিবর্তনশীল তথ্য ও উপাত্ত সবই RAM অবস্থান করে এবং ব্যবহারকারীর নির্দেশ ফেলে উক্ত তথ্য ও উপাত্ত সহায়ক স্মৃতিতে স্থায়ীভাবে সংরক্ষণের জন্য প্রেরিত হয়। RAM হল Random Access Memory.
খ) সহায়ক স্মৃতি (Auxillary Memory): যে সকল তথ্য ও নির্দেশ ভবিষ্যতের প্রয়োজনে যে মাধ্যমে সংরক্ষণ করা হয় সেই মাধ্যমকে সহায়ক স্মৃতি বলে। এই স্মৃতির সঙ্গে ALU এর সরাসরি সংযোগ থাকে না। এই প্রকার স্মৃতির সঞ্চয় ক্ষমতা অনেক বেশী ও দামে সস্তা। যেমন- Magnetic Tap, Magnetic Drum, Hard disk, Floppy disk, CD(Compact Disk). DVD ইত্যাদি।
গ) ক্যাশ মেমোরি (Cache Memory):
প্রধান মেমোরির কাজের গতি বৃদ্ধির জন্য প্রধান মেমোরি ও সি.পি.ইউ এর মাঝামাঝি এক ধরণের মেমোরি ব্যবহার করা হয়, তাকে ক্যাশ মেমোরি বলা হয়। সবচেয়ে দামী ও উচ্চ গতি সম্পন্ন হলো ক্যাশ মেমোরি। ধারণক্ষমতা অন্যান্য মেমোরির তুলনায় অনেক কম। ক্যাশ মেমোরি প্রধান মেমোরির তুলনায় দ্রুত গতিতে কাজ করতে পারে। সি.পি.ইউ যে গতিতে কাজ করতে পারে প্রধান মেমোরি অনেক সময় সেই গতিতে ডেটা সরবরাহ করতে পারে না। এ অসুবিধা দূর করার জন্য সি.পি.ইউ ও প্রধান মেমরি মাঝে ক্যাশ মেমরি ব্যবহার হয়। যে সকল তথ্য বা নির্দেশাবলী সি.পি.ইউ এর খুব বেশী ব্যবহার করার প্রয়োজন হয় কম্পিউটার আগে থেকে তা প্রধান মেমোরি থেকে ক্যাশ মেমোরিতে নিয়ে রাখে। ফলে ডেটা প্রক্রিয়াকরণের গতি খুব দ্রুত হয়।
৩। আউটপুট অংশ (Output Unit): ইনপুট অংশ হতে প্রাপ্ত তথ্যাবলী কেন্দ্রীয় প্রক্রিয়াকরণ অংশে প্রক্রিয়াকরণের পর যে সকল যন্ত্র বা ডিভাইসের মাধ্যমে ফলাফল প্রদান করে তাকে আউটপুট ডিভাইস বলে। যেমন- Monitor, Printer, Speaker, Plotter, Projector ইত্যাদি।
প্রশ্ন-২। ROM ও RAM এর মধ্যে পার্থক্য লিখ।
ROM:
১। ROM এর পূর্ণ নাম Read Only Memory.
২। বিদ্যুৎ প্রবাহ বন্ধ হলেও এর সংরক্ষিত তথ্য মুছে যায় না।
৩। এটি একটি স্থায়ী মেমোরি।
৪। এটি শুধু পঠন স্মৃতি।
৫। এর তথ্যকে পরিবর্তন, পরিবর্ধন ও সংশোধন করে পুনরায় সংরক্ষণ করা যায় না।
৬। ROM এর আকৃতির উপর কম্পিউটারের কার্যক্ষমতা নির্ভর করে না।
৭। ROM কম্পিউটারের গঠন ও ব্যবহারিক এলাকা। ROM নিজে থেকে কোন তথ্য সংগ্রহ করে না।
৮। ROM স্মৃতির নামঃ ১। PROM( Programable ROM) ২। EPROM( Erasable Programable ROM)
RAM :
১। RAM এর পূর্ণ নাম Random Access Memory.
২। বিদ্যুৎ প্রবাহ চালু হলে এটি সক্রিয় হয় এবং বিদ্যুৎ প্রবাহ বন্ধ হলে এর সংরক্ষিত তথ্য মুছে যায়।
৩। এটি একটি অস্থায়ী মেমোরি।
৪। এটি লিখন/পঠন স্মৃতি।
৫। এর তথ্যকে পরিবর্তন, পরিবর্ধন ও সংশোধন করে পুনরায় সংরক্ষণ করা যায়।
৬। RAM এর আকৃতির উপর কম্পিউটারের কার্যক্ষমতা নির্ভর করে।
৭। RAM কম্পিউটারের ইনপুট ডিভাইস হতে তথ্য সংগ্রহ করে।
৮। RAM স্মৃতির নামঃ ১। Static Ram ২। Dynamic Ram
প্রশ্ন-৩। প্রধান স্মৃতি ও সহায়ক স্মৃতির এর মধ্যে পার্থক্য লিখ।
প্রধান স্মৃতি:
১। প্রধান মেমোরির সাথে কেন্দ্রীয় প্রক্রিয়াকরণ অংশ বা সিপিইউ দ্বারা সরাসরি অ্যাকসেস থাকে।
২। সিপিইউ প্রধান মেমোরির ডেটা সরাসরি লিখতে ও পড়তে পারে।
৩। কম্পিউটার সিস্টেমের জন্য এ মেমোরি অপরিহার্য।
৪। এর গতি সহায়ক মেমোরির চেয়ে বেশি।
৫। এর ধারণক্ষমতা সহায়ক মেমোরির চেয়ে কম।
৬। তড়িৎ প্রবাহ বন্ধ হলে প্রধান মেমোরি RAM এর সংগৃহীত তথ্য মুছে যায়।
১। সহায়ক মেমোরি I/O প্রসেসর যুক্ত, সিপিই্উ দ্বারা সরাসরি অ্যাকসেস থাকে না।
২। সিপিইউ সহায়ক মেমোরির ডেটা সরাসরি লিখতে ও পড়তে পারে না।
৩। কম্পিউটার সিস্টেমের জন্য এ মেমোরি অপরিহার্য নয়।
৪। এর গতি প্রধান মেমোরির চেয়ে কম।
৫। এর ধারণক্ষমতা প্রধান মেমোরির চেয়ে কয়েকগুণ বেশী।
৬। তড়িৎ প্রবাহ বন্ধ হলে সংগৃহীত তথ্য মুছে যায় না।
কম্পিউটার মেমোরি সংক্রান্ত প্রয়োজনীয় তথ্যাবলীঃ
মেমোরি সেলঃ মেমরি সেল হচ্ছে দুই অবস্থাবিশিষ্ট বর্তনী বা ইলেকট্রনিক সার্কিট, যেখানে একটি বিট ০ বা ১ সংরক্ষণ করা হয়। আর লক্ষ লক্ষ মেমরি সেল নিয়ে গঠিত ক্ষুদ্রতম স্থান হল স্মৃতি। যেমন ফ্লিপ-ফ্লপ, চার্জ ক্যাপাসিটর ইত্যাদি।
কম্পিউটার শব্দঃ কম্পিউটারে বাইনারী সংখ্যা ০ বা ১ কে বলা হয় বিট। ৮ বিটে হয় ১ বাইট। বিট বা বাইটের সমন্বয়ে শব্দ গঠিত হয়। যেমন ৮ বিট ফ্লিপ-ফ্লপের সমন্বয়ে গঠিত একটি রেজিস্টার, ৮ বিটের একটি শব্দ ধারণ করতে পারে। কম্পিউটার শব্দ দু‘প্রকার। যথাঃ- ডেটা শব্দ ও নির্দেশ শব্দ।
শব্দ র্দৈঘ্য (Word length): কোন শব্দে যতগুলো বিট থাকে সেই বিটের সংখ্যাকে শব্দ দৈর্ঘ্য বলে। কোন শব্দ ৮ বিট হলে, তার শব্দ দৈর্ঘ্য হবে ৮।
মেমরি অ্যাড্রেসঃ মেমরি অ্যাড্রেস হচ্ছে কম্পিউটারের সংরক্ষিত ডেটার ঠিকানা। কম্পিউটার মেমরি অসংখ্য মেমরি সেলের সমন্বয়ে গঠিত। আর প্রতিটি মেমরি সেলের একটি নির্দিষ্ট অ্যাড্রেস বা ঠিকানা থাকে যার সাহায্যে মেমরি সেলকে সনাক্ত করা যায় কিংবা মেমরি সেলে সংরক্ষিত ডেটার সাথে অ্যাকসেস করা যায়।
বিট(Bit): বাইনারী সংখ্যা পদ্ধতিতে ব্যবহৃত অংক ০ এবং ১ কে বলা হয় বিট। ইরহধৎু উরমরঃ এর সংক্ষেপ হচ্ছে ইরঃ.
বাইট(byte): কতগুলো বিট একত্রে যখন কোন একটি অংক, বর্ণ, শব্দ বা বিশেষ চিহ্নকে প্রকাশ করে তখন তাকে বাইট বলে।
৮ বিট = ১ বাইট।
গিগা বাইট(Giga Byte): গিগা বাইট হচ্ছে কম্পিউটারের স্মৃতি স্থানের অক্ষর ও শব্দ পরিমাপের একটি একক।
০ বা ১ = bit
8 bit = 1 byte
1024 byte = 1 Kb(Kilobyte)
1024 Kb = 1 MB(Megabyte)
1024 MB = 1 GB(Gigabyte)
1024 GB = 1 TB(Terabyte)
কম্পিউটার যন্ত্রের হার্ড-ডিস্কের শব্দ ধারণ ক্ষমতা বিট, বাইট, কিলোবাইট, মেগাবাইট, গিগাবাইট, টেরাবাইট একক দ্বারা পরিমাপ করা হয়।
উদ্বায়ী মেমোরিঃ বিদ্যুৎ চলে যাওয়ার সাথে সাথে যে মেমোরি হতে তথ্য মুছে যায় , তাকে উদ্বায়ী(Volatile) মেমোরি বলে। উদ্বায়ী মেমোরিতে সেইসব ডেটা বা নির্দেশই রাখা হয় যা সাময়িক। যেমন ফ্লিপ-ফ্লপ মেমোরি এবং RAM এর মেমোরি উদ্বায়ী মেমোরি।
