सीपीयू और मदरबोर्ड: संरचना, बस और रजिस्टर

सही उत्तर A, 8 बिट है। माइक्रोप्रोसेसर का नाम उसकी डेटा बस की चौड़ाई से पड़ता है, अर्थात वह एक बार में कितने बिट अंदर-बाहर ले जा सकता है। यहां आठ डेटा लाइनें हैं, इसलिए एक बार में आठ बिट चलते हैं और चिप 8-बिट माइक्रोप्रोसेसर है; इंटेल 8085 इसका मानक उदाहरण है, जिसमें आठ डेटा और सोलह एड्रेस लाइनें हैं। B गलत है क्योंकि सोलह एड्रेस लाइनें केवल यह तय करती हैं कि प्रोसेसर कितनी स्मृति तक पहुंच सकता है, जो दो की घात सोलह अर्थात 65,536 स्थान है, न कि प्रोसेसर का नाम। C गलत है क्योंकि 20 एड्रेस लाइनें इंटेल 8086 परिवार की हैं, जो एक मेगाबाइट तक पहुंच सकता था, और एड्रेस लाइनें फिर भी बिट आकार तय नहीं करतीं। D गलत है क्योंकि 32-बिट प्रोसेसर के लिए बत्तीस डेटा लाइनें चाहिए। नियम सरल है: डेटा लाइनें बिट आकार देती हैं, एड्रेस लाइनें स्मृति क्षमता।

सही उत्तर B, निबल है। एक बाइट आठ बिट से बनता है, इसलिए आधा बाइट चार बिट का होता है और चार बिट मिलकर निबल कहलाते हैं। यह शब्द षोडश आधारी (हेक्साडेसिमल) अंकगणित में महत्वपूर्ण है, क्योंकि एक हेक्साडेसिमल अंक ठीक एक निबल को दर्शाता है, इसीलिए चार द्विआधारी अंक सफाई से एक हेक्साडेसिमल अक्षर में बदल जाते हैं। A गलत है क्योंकि बाइट आठ बिट का पूरा समूह है, अपना ही आधा नहीं, और फाइल आकार तथा स्मृति इसी इकाई में मापी जाती है। C गलत है क्योंकि बिट, अर्थात द्विआधारी अंक, आंकड़े की सबसे छोटी इकाई है और केवल 0 या 1 रखता है, इसलिए वह बाइट का आठवां भाग है, आधा नहीं। D गलत है क्योंकि शब्द आकार वह बिट संख्या है जिसे कोई विशेष प्रोसेसर एक क्रिया में संभालता है और जो मशीन के अनुसार 8, 16, 32 या 64 बिट हो सकती है।

सही उत्तर C, ROM है। रीड ओनली मेमोरी कंप्यूटर की स्थायी या अवाष्पशील स्मृति है: इसकी सामग्री एक बार लिखी जाती है और बिजली बंद होने पर भी बनी रहती है, इसीलिए मशीन चालू करने और पावर-ऑन स्वपरीक्षण चलाने वाला BIOS फर्मवेयर इसी में रखा जाता है। A गलत है क्योंकि RAM अर्थात रैंडम एक्सेस मेमोरी वाष्पशील अस्थायी स्मृति है; बिजली हटते ही उसकी सारी सामग्री चली जाती है, इसीलिए बिजली जाने पर बिना सहेजा काम गायब हो जाता है। B गलत है क्योंकि CD-ROM एक प्रकाशीय द्वितीयक भंडारण माध्यम है जिसे डाला और निकाला जाता है, मशीन के भीतर बनी स्थायी स्मृति नहीं; प्रश्न कंप्यूटर की अपनी स्मृति पूछ रहा है। D गलत है क्योंकि CPU प्रसंस्करण इकाई है, स्मृति नहीं, यद्यपि उसके भीतर के रजिस्टर गणना के समय कुछ मान रखते हैं।

सही उत्तर A, कैश मेमोरी है। कैश प्रोसेसर और मुख्य स्मृति के बीच रखी अत्यंत तीव्र स्थैतिक RAM की थोड़ी मात्रा है, जो वे निर्देश और आंकड़े रखती है जिनकी अगली आवश्यकता सबसे संभावित होती है, और दिए गए विकल्पों में इसका पहुंच समय सबसे कम है; इससे तेज केवल प्रोसेसर के भीतर के रजिस्टर हैं। कैश को L1, L2 और L3 में बांटा जाता है, जिसमें L1 कोर के सबसे निकट और सबसे तेज है। D गलत है क्योंकि रैंडम एक्सेस मेमोरी मुख्य स्मृति है और कैश से धीमी है; यही कारण है कि कैश बनाई ही गई। B गलत है क्योंकि मैग्नेटिक बबल मेमोरी पुरानी अवाष्पशील तकनीक थी जो पतली फिल्म में छोटे चुंबकित क्षेत्रों के रूप में आंकड़े रखती थी और अर्धचालक स्मृति से कहीं धीमी थी। C गलत है क्योंकि छोटे फेराइट छल्लों से बनी मैग्नेटिक कोर मेमोरी दूसरी पीढ़ी के कंप्यूटरों की मुख्य स्मृति थी और उसका पहुंच समय नैनोसेकंड नहीं, माइक्रोसेकंड में था।

सही उत्तर B, अंकगणितीय तर्क इकाई है। ALU प्रोसेसर का वह भाग है जो आंकड़ों पर वास्तविक काम करता है: अंकगणित पक्ष में जोड़, घटाव, गुणा और भाग तथा तर्क पक्ष में तुलना और AND, OR, NOT जैसी क्रियाएं। ALU का परिणाम संचायक रजिस्टर में रखा जाता है। A गलत है क्योंकि नियंत्रण इकाई कोई गणना नहीं करती; वह हर निर्देश का कूटवाचन करती है और समय तथा नियंत्रण संकेत जारी कर अन्य इकाइयों को निर्देशित करती है, इसीलिए उसे कंप्यूटर का तंत्रिका तंत्र कहते हैं। C गलत है क्योंकि स्मृति इकाई केवल निर्देश और आंकड़े रखती है और मांगे जाने पर दे देती है। D गलत है क्योंकि निवेश इकाई केवल कुंजीपटल, माउस और स्कैनर जैसे उपकरणों से आंकड़े लेकर उन्हें मशीन के योग्य रूप में बदलती है।

सही उत्तर C, प्रोग्राम काउंटर है। प्रोग्राम काउंटर, जिसे निर्देश सूचक भी कहते हैं, सदैव उस अगले निर्देश का स्मृति पता रखता है जिसे प्रोसेसर लाएगा, और हर निर्देश उठाते ही यह स्वतः बढ़ जाता है ताकि निष्पादन क्रम में आगे चले; कोई जंप या शाखा निर्देश केवल इसमें नया मान भरकर काम करता है। A गलत है क्योंकि संचायक वर्तमान अंकगणितीय या तार्किक क्रिया का प्रचालक और परिणाम रखता है, कोई पता नहीं। B गलत है क्योंकि निर्देश रजिस्टर वह निर्देश रखता है जो लाया जा चुका है और अभी कूटवाचित हो रहा है, जो प्रोग्राम काउंटर से एक कदम पीछे है। D गलत है क्योंकि मेमोरी डेटा रजिस्टर वह आंकड़ा रखता है जो अभी स्मृति से पढ़ा गया है या लिखा जाने वाला है, जबकि उसका साथी मेमोरी एड्रेस रजिस्टर उस स्थान का पता रखता है।

सही उत्तर B, जॉन वॉन न्यूमान है। 1945 में जॉन वॉन न्यूमान ने ऐसा अभिकल्प प्रस्तुत किया जिसमें कंप्यूटर के निर्देश और आंकड़े दोनों एक ही स्मृति में एक ही द्विआधारी रूप में रहते हैं, जिससे मशीन को नया काम देने के लिए उसका तार-जाल बदलने के बजाय केवल नया प्रोग्राम भरना पर्याप्त होता है। आज लगभग हर सामान्य प्रयोजन कंप्यूटर इसी वॉन न्यूमान संरचना पर चलता है, जिसका विपरीत हार्वर्ड संरचना है। A गलत है क्योंकि कंप्यूटर के जनक चार्ल्स बैबेज ने उन्नीसवीं शताब्दी में डिफरेंस इंजन और एनालिटिकल इंजन का अभिकल्प बनाया था। C गलत है क्योंकि एलन ट्यूरिंग ट्यूरिंग मशीन, ट्यूरिंग परीक्षण और कूटभंजन के लिए याद किए जाते हैं और उन्हें कृत्रिम बुद्धिमत्ता का जनक कहा जाता है। D गलत है क्योंकि ब्लेज़ पास्कल ने 1642 में यांत्रिक जोड़ मशीन पास्कलाइन बनाई थी।

सही उत्तर B, एड्रेस बस है। एड्रेस बस केवल उस स्मृति स्थान या निवेश-निर्गम पोर्ट का पता ले जाती है जिसका प्रोसेसर उपयोग करना चाहता है, और वह पता सदैव प्रोसेसर से बाहर की ओर जाता है, कभी वापस नहीं आता; केवल एक दिशा में संकेत ले जाने वाली बस एकदिशीय कहलाती है। A गलत है क्योंकि डेटा बस का द्विदिशीय होना आवश्यक है: स्थान पढ़ने पर आंकड़े स्मृति से प्रोसेसर तक और लिखने पर प्रोसेसर से स्मृति तक जाते हैं। C गलत है क्योंकि कंट्रोल बस दोनों दिशाओं में संकेत ले जाती है, क्योंकि पठन और लेखन संकेत प्रोसेसर से बाहर जाते हैं जबकि व्यवधान और तैयार संकेत उपकरणों से भीतर आते हैं। D गलत है क्योंकि सिस्टम बस तीनों बसों का सामूहिक नाम है, इसलिए उसे समग्र रूप से एकदिशीय नहीं कहा जा सकता।

सही उत्तर C, 65,536 है। हर एड्रेस लाइन 0 या 1 हो सकती है, इसलिए n एड्रेस लाइनों से दो की घात n भिन्न संयोजन बनते हैं और प्रत्येक संयोजन एक स्मृति पता है। यहां n सोलह है और दो की घात सोलह 65,536 है, जो 64 किलोबाइट संबोधनीय स्थान है; सोलह एड्रेस लाइनों वाला इंटेल 8085 ठीक यही स्थिति है। A गलत है क्योंकि 1,024 दो की घात दस है और दस एड्रेस लाइनों के अनुरूप है। B गलत है क्योंकि 4,096 दो की घात बारह है और बारह एड्रेस लाइनों के अनुरूप है। D गलत है क्योंकि 1,048,576 अर्थात एक मेगाबाइट दो की घात बीस है और इंटेल 8086 की बीस एड्रेस लाइनों के अनुरूप है। दो की घात दस को एक किलो, बीस को एक मेगा और तीस को एक गीगा याद रखना इस प्रकार के प्रश्न तुरंत हल कर देता है।

सही उत्तर B, इंटेल 4004 है। 1971 में इंटेल द्वारा जारी 4004 ने पहली बार किसी व्यावसायिक उत्पाद में पूरी केंद्रीय प्रसंस्करण इकाई एक ही चिप पर रखी और वह 4-बिट प्रोसेसर था, जो मूलतः एक कैलकुलेटर के लिए बना था। इसके आगमन को कंप्यूटर की चौथी पीढ़ी का आरंभ माना जाता है, जिसकी पहचान वृहद स्तरीय एकीकरण और माइक्रोप्रोसेसर है। A गलत है क्योंकि सोलह एड्रेस लाइनों वाला 8-बिट इंटेल 8085 बाद में 1970 के दशक में आया और भारतीय पाठ्यक्रमों में सबसे अधिक पढ़ाया जाने के कारण आकर्षक भ्रामक विकल्प है। C गलत है क्योंकि इंटेल 8086 1978 का 16-बिट प्रोसेसर था, जिससे व्यक्तिगत कंप्यूटरों की x86 शृंखला शुरू हुई। D गलत है क्योंकि 1979 का मोटोरोला 68000 4004 के लगभग एक दशक बाद आया।

सही उत्तर C, सीमॉस बैटरी है। CMOS का अर्थ है कॉम्प्लिमेंटरी मेटल ऑक्साइड सेमीकंडक्टर, और मदरबोर्ड पर लगी इसी प्रकार की छोटी चिप BIOS सेटअप के मान जैसे बूट क्रम, दिनांक और समय रखती है। चूंकि वह चिप वाष्पशील है, इसलिए सिक्के के आकार का लिथियम सेल, प्रायः CR2032, कंप्यूटर बंद रहने पर भी उसे बिजली देता रहता है; यह सेल खत्म होने पर मशीन हर बार चालू होने पर समय और BIOS सेटिंग भूल जाती है। A गलत है क्योंकि एसएमपीएस मुख्य प्रत्यावर्ती धारा को बोर्ड के लिए आवश्यक नियंत्रित दिष्ट धारा में बदलता है, वह बैटरी नहीं है। B गलत है क्योंकि यूपीएस बैटरी कैबिनेट के बाहर रहती है और बिजली जाने पर पूरे कंप्यूटर को चलाती है। D गलत है क्योंकि कैश मेमोरी को अपनी कोई बैटरी नहीं चाहिए।

सही उत्तर B, RAM वाष्पशील है और ROM अवाष्पशील है। रैंडम एक्सेस मेमोरी वह कार्यकारी स्मृति है जिसमें प्रचालन तंत्र, चल रहे प्रोग्राम और प्रयोग में आ रहे आंकड़े रहते हैं, और बिजली बंद होते ही उसकी सारी सामग्री चली जाती है; वाष्पशील का यही अर्थ है। रीड ओनली मेमोरी बिना बिजली के भी अपनी सामग्री स्थायी रूप से रखती है, इसीलिए मशीन चालू करने वाला BIOS फर्मवेयर उसी में रखा जाता है। A गलत है क्योंकि इसमें ROM को वाष्पशील माना गया है, जिससे कंप्यूटर के लिए बूट होना ही असंभव हो जाएगा। C गलत है क्योंकि इसमें दोनों गुण उलट दिए गए हैं, और यही उलटफेर ऐसे प्रश्नों का सबसे सामान्य जाल है। D गलत है क्योंकि RAM अवाष्पशील हो ही नहीं सकती; उसके दोनों रूप, DIMM स्लॉट की गतिक RAM और कैश में प्रयुक्त स्थैतिक RAM, निरंतर बिजली मांगते हैं।