Computer Introduction 1

'कंप्यूटर' शब्द की उत्पत्ति लैटिन भाषा के 'Computare' शब्द से हुई है, जिसका शाब्दिक अर्थ 'गणना करना' (To calculate) है।

कंप्यूटर को हिंदी में संगणक या परिकलक कहा जाता है।

कंप्यूटर एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है जो कच्चे डेटा को इनपुट के रूप में स्वीकार करता है, दिए गए निर्देशों के अनुसार उसे प्रोसेस करता है और अर्थपूर्ण सूचना (Information) में बदलकर आउटपुट प्रदान करता है।

कंप्यूटर की क्लॉक गति को हर्ट्ज़ (Hz), मेगाहर्ट्ज़ (MHz) या गीगाहर्ट्ज़ (GHz) में तथा प्रोसेसिंग गति को MIPS (Million Instructions Per Second) में मापा जाता है।

GIGO अवधारणा कंप्यूटर की शुद्धता (Accuracy) को दर्शाती है; यदि इनपुट डेटा गलत है तो कंप्यूटर द्वारा प्राप्त आउटपुट भी गलत ही होगा।

इसका अर्थ है कि कंप्यूटर बिना थके, बिना ऊबे और बिना किसी त्रुटि के लगातार समान क्षमता एवं दक्षता के साथ कार्य कर सकता है।

एक ही समय में या अलग-अलग समय पर विविध प्रकार के जटिल और भिन्न-भिन्न कार्यों को कुशलतापूर्वक निष्पादित करने की क्षमता।

एक बार आवश्यक निर्देश या प्रोग्राम लोड कर दिए जाने पर कंप्यूटर बिना किसी मानवीय हस्तक्षेप के कार्य पूरा कर सकता है।

कंप्यूटर स्वयं सोच या निर्णय नहीं ले सकता; यह पूरी तरह से मानव द्वारा दिए गए निर्देशों (Program) पर निर्भर रहता है।

विशाल मात्रा में डेटा, सूचनाओं और प्रोग्रामों को प्राथमिक तथा द्वितीयक स्मृति (Memory) में लंबे समय तक सुरक्षित रखने की क्षमता।

कंप्यूटर के चार मूल कार्य हैं: इनपुट (Input), प्रोसेसिंग (Processing), आउटपुट (Output) और भंडारण (Storage)।

इसके इलेक्ट्रॉनिक घटकों की अत्यंत कम विफलता दर तथा उच्च परिणामी शुद्धता पर।

1 नैनोसेकंड = 10^-9 सेकंड तथा 1 पिकोसेकंड = 10^-12 सेकंड होता है।

इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों (कंप्यूटर) की सहायता से कच्चे डेटा को अर्थपूर्ण और उपयोगी सूचना में बदलने की प्रक्रिया।

क्योंकि यह केवल अंकगणितीय गणनाएँ ही नहीं बल्कि तर्कसंगत तुलनाएँ (AND, OR, NOT) भी कर सकता है।

सीपीयू द्वारा वर्तमान में निष्पादित हो रहे डेटा और निर्देशों को अस्थायी रूप से होल्ड करना (जैसे RAM)।

बिजली बंद होने पर भी डेटा, प्रोग्राम और ऑपरेटिंग सिस्टम को स्थायी रूप से सहेज कर रखना (जैसे ROM, Hard Disk)।

कंप्यूटर सभी डेटा, टेक्स्ट और निर्देशों को केवल दो अंकों- 0 और 1 (ऑफ और ऑन) के रूप में समझता और प्रोसेस करता है।

बिट डेटा की सबसे छोटी इकाई है, और 8 बिट्स का समूह मिलकर 1 बाइट बनाता है।

उपयोगकर्ता द्वारा इनपुट सबमिट करने और कंप्यूटर द्वारा पहला परिणाम प्रस्तुत करने के बीच का समय अंतराल।

प्रति इकाई समय में कंप्यूटर द्वारा सफलतापूर्वक निष्पादित किए गए कार्यों या निर्देशों की संख्या।

चार मुख्य चरण हैं: फेच (Fetch), डिकोड (Decode), एग्जीक्यूट (Execute) और स्टोर (Store)।

हार्डवेयर कंप्यूटर के भौतिक भाग (स्पर्श योग्य) हैं, जबकि सॉफ्टवेयर उन्हें संचालित करने वाले निर्देशों व प्रोग्रामों का समूह है।

हार्डवेयर के साथ स्थायी रूप से एम्बेडेड सॉफ्टवेयर, जैसे ROM में स्टोर BIOS (Basic Input/Output System)।

नये हार्डवेयर डिवाइस को कंप्यूटर से जोड़ते ही बिना जटिल मैन्युअल कॉन्फ़िगरेशन के उसका त्वरित उपयोग योग्य होना।

मानव में चेतना, भावनाएँ और स्वयं निर्णय लेने की क्षमता (IQ) होती है, जबकि कंप्यूटर में उच्च गति और शुद्धता होती है पर IQ शून्य होता है।

क्योंकि डिजिटल डेटा वायरस, मालवेयर और साइबर हमलों के प्रति संवेदनशील होता है।

कंप्यूटर चालू होने पर ऑपरेटिंग सिस्टम को सेकेंडरी स्टोरेज से प्राथमिक मेमोरी (RAM) में लोड करने की प्रक्रिया।

उपयोगकर्ता इनपुट डिवाइस से डेटा देता है, सीपीयू उसे निर्देशानुसार प्रोसेस करता है, और आउटपुट डिवाइस परिणाम प्रदर्शित करती है।

मानव-पठनीय डेटा को कंप्यूटर के समझने योग्य बाइनरी संकेतों (0 और 1) में परिवर्तित करना।

सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (CPU) को।

सीपीयू के तीन भाग हैं: ALU, Control Unit (CU), और Registers (Memory Unit)।

क्योंकि यह कंप्यूटर के सभी आंतरिक व बाह्य घटकों के संचालन का समन्वय और नियंत्रण करती है।

AU (Arithmetic Unit) जो गणितीय गणनाएं (+, -, *, /) करता है और LU (Logic Unit) जो तार्किक तुलनाएं (<, >, =) करता है।

यह सीपीयू के भीतर स्थित सबसे उच्च गति वाली अस्थायी मेमोरी है जो तात्कालिक डेटा और निर्देशों को होल्ड करती है।

प्रोसेस्ड बाइनरी डेटा को मानव द्वारा समझने योग्य भाषा या रूप में बदलना।

सॉफ्ट कॉपी स्क्रीन/अस्थाई डिजिटल रूप में होती है, जबकि हार्ड कॉपी कागज़ पर मुद्रित स्थायी रूप होती है।

कंप्यूटर के विभिन्न घटकों (CPU, Memory, I/O) के बीच डेटा, सिग्नल और एड्रेस ले जाने वाला इलेक्ट्रॉनिक पथ।

डेटा बस द्वि-दिशीय (Bi-directional) होती है, जबकि एड्रेस बस एक-दिशीय (Unidirectional) होती है।

सीपीयू द्वारा सिस्टम के अन्य घटकों को नियंत्रण और समयबद्ध सिग्नल (Read/Write) भेजना।

प्रोसेसिंग के दौरान सीपीयू को आवश्यक डेटा और निर्देश त्वरित गति से उपलब्ध कराना।

डेटा और आउटपुट को बिजली बंद होने के बाद भी भविष्य के उपयोग हेतु स्थायी रूप से सहेजने के लिए।

क्लॉक स्पीड जितनी अधिक होगी, सीपीयू प्रति सेकंड उतने ही अधिक निर्देशों को निष्पादित कर सकेगा।

मुख्य मेमोरी (RAM) से अगला निर्देश प्राप्त करके उसे Instruction Register (IR) में लाती है।

कंट्रोल यूनिट निर्देश के अर्थ का विश्लेषण करती है कि कौन-सा कार्य निष्पादित किया जाना है।

ALU या संबंधित घटक निर्देश के अनुसार गणना या क्रिया का संपादन करता है।

निष्पादित परिणाम को मेमोरी या रजिस्टर में सुरक्षित लिखा (Write) जाता है।

अत्यधिक उपयोग होने वाले डेटा को स्टोर करके सीपीयू और मुख्य मेमोरी के बीच गति-अंतर को कम करना।

कंप्यूटर के सभी आंतरिक ऑपरेशन्स को एक निश्चित गति पर सिंक्रनाइज़ (Synchronize) करने हेतु पल्स पैदा करना।

बिट्स की वह संख्या जिसे सीपीयू एक ही समय में एक साथ प्रोसेस (Process) कर सकता है (जैसे 32-बिट, 64-बिट)।

एक से अधिक सीपीयू का उपयोग करके एक ही प्रोग्राम के विभिन्न भागों को एक साथ निष्पादित करना।

एक निर्देश का निष्पादन पूरा होने से पहले ही अगले निर्देश के फेच/डिकोड चरण को शुरू कर देना।

पेरिफेरल डिवाइसेस को सीपीयू के हस्तक्षेप के बिना सीधे मुख्य मेमोरी से डेटा स्थानांतरण की अनुमति देना।

किसी उच्च-प्राथमिकता वाली घटना द्वारा सीपीयू का ध्यान वर्तमान कार्य से हटाकर तात्कालिक सेवा की ओर केंद्रित करना।

दो भिन्न गति वाले उपकरणों के बीच डेटा स्थानांतरण को सुचारू बनाने हेतु अस्थायी डेटा भंडारण स्थान।

असंसाधित (Unprocessed), अव्यवस्थित कच्चे तथ्य, आंकड़े, अक्षर या चिन्ह जिनका कोई सीधा अर्थ नहीं निकलता।

डेटा का संसाधित (Processed), सुव्यवस्थित और अर्थपूर्ण रूप जो निर्णय लेने में सहायक होता है।

कच्चे डेटा को व्यवस्थित तकनीकों द्वारा अर्थपूर्ण सूचना में परिवर्तित करने की संपूर्ण प्रक्रिया।

संख्यात्मक डेटा में केवल अंक (0-9) होते हैं जिन पर गणितीय क्रियाएँ संभव हैं; अल्फान्यूमेरिक में अंक, अक्षर और विशेष प्रतीक शामिल होते हैं।

अर्थपूर्णता (Meaningfulness) और उपयोगिता के आधार पर; डेटा निरर्थक होता है जबकि सूचना उद्देश्यपूर्ण।

जब सूचना का अनुभव, संदर्भ और सूझबूझ के साथ विश्लेषण किया जाता है, तो वह ज्ञान (Knowledge) बनता है।

सही क्रम है: डेटा (Data) -> सूचना (Information) -> ज्ञान (Knowledge) -> विवेक (Wisdom)।

डेटा का उसके संपूर्ण जीवन-चक्र के दौरान सटीक, पूर्ण और अपरिवर्तित (Consistent) बने रहना।

डेटा को अनधिकृत पहुँच, विनाश, संशोधन या चोरी से बचाना।

कंप्यूटर में इनपुट किए जा रहे डेटा की सटीकता और पूर्व-निर्धारित नियमों के अनुरूपता की जांच करना।

एक ही डेटा का बार-बार दोहराव, जिससे मेमोरी की बर्बादी और डेटा असंगतता (Inconsistency) होती है।

स्रोत से कच्चे डेटा को एकत्र कर उसे कंप्यूटर में डिजिटल रूप में इनपुट करने की प्रक्रिया (जैसे Barcode, OMR)।

भावी संदर्भ, विश्लेषण और पुनः प्राप्ति हेतु डेटा को डिजिटल माध्यमों में सहेजना।

डेटा की छंटनी (Sorting), फ़िल्टरिंग, वर्गीकरण और गणनाएँ करना।

सटीकता (Accuracy), समयबद्धता (Timeliness), प्रासंगिकता (Relevance) और पूर्णता (Completeness) से।

गैर-संख्यात्मक डेटा जो विशेषताओं, गुणों या वर्णनों को दर्शाता है (जैसे रंग, नाम, फीडबैक)।

वह डेटा जिसे संख्यात्मक रूप में मापा या गिना जा सकता है (जैसे आयु, तापमान, प्राप्तांक)।

विशाल डेटासेट में से छिपे हुए उपयोगी पैटर्न, संबंध और महत्वपूर्ण सूचनाएँ निकालना।

किसी विशेष विषय या प्रयोग से संबंधित डेटा का सुव्यवस्थित संग्रह।

Volume (आयतन), Velocity (गति), और Variety (विविधता)।

'डेटा के बारे में डेटा' (Data about Data), जो मुख्य डेटा की संरचना, निर्माण तिथि और प्रारूप बताता है।

डेटासेट से अशुद्ध, अपूर्ण, गलत या डुप्लिकेट डेटा को हटाना या सुधारना।

हार्डवेयर, सॉफ्टवेयर, डेटा, प्रक्रियाएं (Procedures) और लोग (People)।

डेटा को एक फाइल प्रारूप से दूसरे प्रारूप में बदलना ताकि अन्य सिस्टम उसे पढ़ और प्रोसेस कर सकें।

यदि सूचना सही समय पर न मिले तो उसकी निर्णय लेने में उपयोगिता समाप्त हो जाती है।

तीन प्रकार हैं: एनालॉग (Analog), डिजिटल (Digital) और हाइब्रिड (Hybrid)।

सतत (Continuous) भौतिक राशियों जैसे तापमान, दाब, लंबाई, वोल्टेज आदि पर।

यह डिस्क्रीट (Discrete) डेटा अर्थात् बाइनरी अंकों (0 और 1) की गणना पर कार्य करता है।

एनालॉग और डिजिटल दोनों कंप्यूटरों के गुणों का सम्मिश्रण (जैसे अस्पतालों का ICU मॉनिटर, पेट्रोल पंप की मशीन)।

माइक्रो कंप्यूटर < मिनी कंप्यूटर < मेनफ्रेम कंप्यूटर < सुपर कंप्यूटर।

एक समय में एक ही उपयोगकर्ता (Single-user) हेतु डिज़ाइन किया गया माइक्रोप्रोसेसर आधारित छोटा कंप्यूटर।

डेस्कटॉप, लैपटॉप, पामटॉप, टैबलेट और स्मार्टफोन।

उच्च ग्राफिक्स, CAD/CAM, एनिमेशन और जटिल इंजीनियरिंग कार्यों हेतु शक्तिशाली माइक्रोकंप्यूटर।

मध्यम आकार की कंपनियों में मल्टी-यूज़र सर्वर, नेटवर्क हब और डेटाबेस प्रबंधन हेतु।

अत्यधिक प्रोसेसिंग क्षमता, विशाल मेमोरी और एक साथ सैकड़ों/हज़ारों उपयोगकर्ताओं को सपोर्ट करने की क्षमता।

बैंकों, बीमा कंपनियों, सरकारी जनगणना डेटा और एयरलाइन बुकिंग में।

अत्यधिक उच्च गणना गति और समानांतर प्रोसेसिंग क्षमता वाला विश्व का सबसे शक्तिशाली कंप्यूटर।

FLOPS (Floating Point Operations Per Second) में।

भारत का पहला सुपर कंप्यूटर परम 8000 (PARAM 8000) था, जिसे सी-डैक (C-DAC), पुणे द्वारा 1991 में विकसित किया गया।

मौसम पूर्वानुमान, अंतरिक्ष अनुसंधान, परमाणु भौतिकी, और एरोडायनामिक्स।

सामान्य उद्देश्यीय (General Purpose) और विशिष्ट उद्देश्यीय (Special Purpose)।

ई-लर्निंग, कंप्यूटर एडेड लर्निंग (CAL), वर्चुअल क्लासरूम और ऑनलाइन मूल्यांकन।

Learning Management System (लर्निंग मैनेजमेंट सिस्टम) - शिक्षण सामग्री और छात्र प्रगति प्रबंधन हेतु।

कोर बैंकिंग सॉल्यूशन (CBS), ATM और ऑनलाइन फंड ट्रांसफर (NEFT/RTGS/IMPS)।

ग्राहक बैंक की किसी भी शाखा से अपने खाते का संचालन कर सकता है (Customer of the Bank, not just the Branch)।

ECG, EEG, CT Scan, MRI और अल्ट्रासाउंड मशीनों में।

कंप्यूटर नेटवर्क के माध्यम से दूरस्थ क्षेत्रों के रोगियों को विशेषज्ञ डॉक्टरों द्वारा परामर्श और निदान प्रदान करना।

सरकारी सेवाओं की नागरिकों तक पारदर्शी, त्वरित और सुलभ पहुँच सुनिश्चित करना (जैसे डिजिटल इंडिया, भूमि रिकॉर्ड)।

मिसाइल मार्गदर्शन प्रणाली, उपग्रह नियंत्रण, रडार डेटा विश्लेषण और रक्षा सिमुलेशन।

Computer-Aided Design और Computer-Aided Manufacturing का उपयोग नए उत्पादों की डिजाइनिंग और स्वचालित उत्पादन में।

उपग्रहों से प्राप्त डेटा का त्वरित विश्लेषण करके चक्रवात, वर्षा और जलवायु परिवर्तन के सटीक पूर्वानुमान जारी करना।

किसी बड़े उपकरण या मशीन के भीतर समर्पित कार्य करने हेतु एम्बेडेड विशेष माइक्रोप्रोसेसर युक्त कंप्यूटर (जैसे वॉशिंग मशीन, स्मार्ट टीवी, कार ABS)।

बैंक चेक (Cheque) के त्वरित, सटीक और स्वचालित प्रसंस्करण (Processing) एवं सत्यापन हेतु।