कंप्यूटर की मूल बातें और पीढ़ियां: नोट्स और प्रश्न

कंप्यूटर एक इलेक्ट्रॉनिक मशीन है जो आँकड़े लेती है, संचित निर्देशों के अनुसार उन पर कार्रवाई करती है और परिणाम देती है। एसएससी, बैंकिंग और रेलवे की परीक्षाओं में कंप्यूटर ज्ञान का भाग अंक बटोरने वाला माना जाता है, क्योंकि यहाँ प्रश्न तथ्यात्मक होते हैं और हर वर्ष दोहराए जाते हैं। लगभग सभी प्रश्न चार छोटे क्षेत्रों से आते हैं: मशीन करती क्या है, आरंभिक मशीनें किसने बनाईं, प्रत्येक पीढ़ी को कौन सा इलेक्ट्रॉनिक अवयव परिभाषित करता है, और मेमोरी तथा भंडारण को किन इकाइयों में नापा जाता है।

कंप्यूटर क्या करता है: इनपुट-प्रोसेस-आउटपुट चक्र

हर कंप्यूटर इनपुट-प्रोसेस-आउटपुट चक्र पर काम करता है। कच्ची और बिना क्रम की सामग्री को डेटा कहते हैं और कार्रवाई के बाद मिलने वाले सार्थक परिणाम को सूचना कहते हैं। कीबोर्ड, माउस, स्कैनर, जॉयस्टिक, लाइट पेन, बारकोड रीडर और माइक्रोफ़ोन इनपुट उपकरण हैं। मॉनिटर, प्रिंटर, प्लॉटर और स्पीकर आउटपुट उपकरण हैं। कुछ उपकरण दोनों काम करते हैं, जैसे टचस्क्रीन, मॉडेम और हार्ड डिस्क। गीगो अर्थात कचरा भीतर तो कचरा बाहर वाला नियम इस अध्याय का सबसे अधिक पूछा जाने वाला विचार है: कंप्यूटर के पास अपनी बुद्धि नहीं होती और वह ग़लत इनपुट को स्वयं ठीक नहीं कर सकता।

कंप्यूटर की विशेषताओं की परीक्षा में मानी गई सूची है गति, शुद्धता, अथकता, बहुउपयोगिता, भंडारण क्षमता और स्वचालन। अथकता का अर्थ है कि मशीन लंबे समय तक काम करते हुए भी थकती नहीं और उसका ध्यान नहीं भटकता। इसकी दो प्रमुख सीमाएँ हैं बुद्धि का अभाव और बिना प्रोग्राम के निर्णय लेने की क्षमता का अभाव।

अबेकस से माइक्रोप्रोसेसर तक

चीन में विकसित अबेकस को गणना का सबसे प्राचीन उपकरण माना जाता है। यांत्रिक गणना की शुरुआत ब्लेज़ पास्कल से होती है, जिन्होंने 1642 में पास्कलाइन बनाई, जो पहली यांत्रिक जोड़ने वाली मशीन थी। गॉटफ्रीड विल्हेम लाइबनिट्ज़ ने स्टेप्ड रेकनर बनाकर उसमें गुणा की क्षमता जोड़ी।

चार्ल्स बैबेज ने पहले डिफ़रेंस इंजन और फिर एनालिटिकल इंजन की रूपरेखा बनाई, जिसमें आधुनिक कंप्यूटर के अंग पहले से मौजूद थे: आँकड़े रखने के लिए स्टोर, गणना के लिए मिल, पंच कार्ड से इनपुट और एक आउटपुट इकाई। वे इसे पूरा नहीं कर सके, फिर भी इसी रूपरेखा के कारण उन्हें कंप्यूटर का जनक कहा जाता है। एडा लवलेस, जिन्होंने उस मशीन के लिए गणना की विधि लिखी, पहली प्रोग्रामर कहलाती हैं।

कंप्यूटर की पाँच पीढ़ियाँ

पीढ़ियों के नाम मुख्य इलेक्ट्रॉनिक अवयव पर रखे गए हैं, और यही एक सारणी इस अध्याय के अधिकांश प्रश्नों का उत्तर दे देती है।

पहली पीढ़ी की मशीनें विशाल थीं, भारी बिजली खाती थीं और उन्हें लगातार ठंडा रखना पड़ता था। ट्रांजिस्टर का आविष्कार 1947 में बेल प्रयोगशाला में जॉन बार्डीन, वाल्टर ब्रैटन और विलियम शॉक्ले ने किया, जिससे दूसरी पीढ़ी छोटी और कहीं अधिक भरोसेमंद हुई। एकीकृत परिपथ को 1958 में जैक किल्बी ने पहली बार बनाकर दिखाया; यही तीसरी पीढ़ी की पहचान है, जिसके साथ कीबोर्ड, मॉनिटर और ऑपरेटिंग सिस्टम आए। चौथी पीढ़ी माइक्रोप्रोसेसर से शुरू होती है: इंटेल ने 1971 में पहला व्यावसायिक माइक्रोप्रोसेसर इंटेल 4004 जारी किया और उसके बाद निजी कंप्यूटर आया।

मशीन के भीतर: सीपीयू, मेमोरी और भंडारण

केंद्रीय प्रसंस्करण इकाई को कंप्यूटर का मस्तिष्क कहा जाता है और इसके तीन भाग हैं। अंकगणितीय तार्किक इकाई सभी गणनाएँ और तुलनाएँ करती है। नियंत्रण इकाई निर्देश लाती है, उन्हें समझती है और अन्य इकाइयों को निर्देशित करती है, परंतु स्वयं कोई गणना नहीं करती। रजिस्टर प्रोसेसर के भीतर बैठे सबसे छोटे और सबसे तेज़ भंडारण स्थान हैं।

मेमोरी दो भागों में बँटी है। प्राथमिक मेमोरी में रैम और रोम आते हैं। रैम पढ़ने-लिखने वाली और अस्थायी है, इसलिए बिजली जाते ही उसकी सामग्री मिट जाती है; इसके दो प्रकार एसरैम और डीरैम हैं। रोम केवल पढ़ने योग्य और स्थायी है, और इसके प्रकार पीरोम, ईपीरोम तथा ईईपीरोम हैं। ईपीरोम पराबैंगनी प्रकाश से मिटती है जबकि ईईपीरोम विद्युत संकेत से। कैश मेमोरी सीपीयू और मुख्य मेमोरी के बीच रहती है और रजिस्टर के बाद सबसे तेज़ मेमोरी है। हार्ड डिस्क, सॉलिड स्टेट ड्राइव, ऑप्टिकल डिस्क और फ़्लैश ड्राइव द्वितीयक भंडारण हैं और स्थायी रूप से आँकड़े रखते हैं।

इकाइयाँ और कंप्यूटर के प्रकार

बिट सबसे छोटी इकाई है, जो 0 या 1 होती है। चार बिट से एक निबल और आठ बिट से एक बाइट बनती है, और एक बाइट में एक अक्षर संचित होता है। इसके बाद 1024 बाइट की एक किलोबाइट होती है और इसी गुणक से मेगाबाइट, गीगाबाइट, टेराबाइट, पेटाबाइट, एक्साबाइट, ज़ेटाबाइट और योटाबाइट बनते हैं।

कार्यप्रणाली के आधार पर कंप्यूटर एनालॉग, डिजिटल और हाइब्रिड होते हैं; अस्पतालों में हाइब्रिड मशीनें आम हैं। आकार और क्षमता के आधार पर वे माइक्रो कंप्यूटर, मिनी कंप्यूटर, मेनफ़्रेम और सुपर कंप्यूटर कहलाते हैं। भारत ने महा संगणना में प्रवेश परम 8000 से किया, जिसे सी-डैक ने विजय भटकर के नेतृत्व में 1991 में बनाया।