कंप्यूटर: Difference between revisions

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setting the input parameters
A Colossus Mark 2 computer being operated by Dorothy Du Boisson (left) and Elsie Booker (right), 1943
Man replacing one vacuum tube out of hundreds in early computer
Smartphone with rainbow-like display held in a hand
Purple video game console with attached controller
Rows of large, dark computer cabinets in warehouse-like room
Computers and computing devices from different eras – clockwise from top left:
Automatic mechanical calculator (1820) (Difference Engine) First-generation computer (Colossus_computer) Early vacuum tube computer (ENIAC)Supercomputer (IBM Summit)
Video game console (Nintendo GameCube)
Smartphone (LYF Water 2)

संगणक (कंप्यूटर) एक अंकीय विद्युत् प्रणाली (डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक मशीन ) है जिसे अंकगणित या तार्किक संचालन के अनुक्रमों के स्वचालन के लिए योजनाबद्ध किया जाता हैI आधुनिक कंप्यूटर में ज्ञात संचालन के सामान्य सेट को क्रमादेश करना (प्रोग्राम ) करना कहलाता हैI ये क्रमादेश (प्रोग्राम) कंप्यूटर को कई तरह के कार्य करने में सक्षम बनाते हैं। एक संगणक प्रणाली (कंप्यूटर सिस्टम) एक "पूर्ण" कंप्यूटर है जिसमें यंत्रसामग्री (हार्डवेयर), संचालन प्रणाली (ऑपरेटिंग सिस्टम ) और पूर्ण प्रक्रिया (ऑपरेशन) के लिए उपयोग किए जाने वाले आवश्यक परिधीय उपकरण शामिल हैं। यह शब्द उन कंप्यूटरों के समूह को भी संदर्भित करता है जो एक साथ जुड़े हुए हैं और एक साथ कार्य करते हैं जैसे कि संगणक प्रसार प्रणाली (कंप्यूटर नेटवर्क) या संगणक समूह (कंप्यूटर क्लस्टर) इस इकाई में शामिल हैं I

औद्योगिक एवं उपभोक्ता उत्पादों की एक विस्तृत श्रृंखला कंप्यूटर को नियंत्रण प्रणाली के रूप में उपयोग करती है। सूक्ष्मतरंग चूल्हा (माइक्रोवेव ओवन ) एवं दूरस्थ नियंत्रक (रिमोट कंट्रोल), औद्योगिक यंत्रमानव (रोबोट) और संगणक योजित बनावट (कंप्यूटर-एडेड डिज़ाइन) जैसे कारखाने के उपकरण साथ ही सामान्य-उद्देश्य वाले उपकरण जैसे निजी संगणक (पीसी) और मोबाइल डिवाइस जैसे स्मार्टफोन आदि इसमें पूर्णरूप से शामिल हैं । संगणक (कंप्यूटर) इंटरनेट को शक्ति प्रदान करता है, जो अरबों अन्य कंप्यूटरों और उपयोगकर्ताओं को जोड़ता है।

प्रारम्भ में जब संगणक (कंप्यूटर) का प्रचलन शुरू हुआ था तब इनका उपयोग केवल गणना के लिए किया जाता था। संगणक से पहले प्राचीन काल से लोग अबेकस (गणित का उपकरण जिसका उपयोग हिसाब किताब करने के लिए होता है) जैसे सरल हस्तचालित यंत्रों का उपयोग गणना करने के लिए करते आये हैं । औद्योगिक क्रांति की शुरुआत में कुछ यांत्रिक उपकरणों को लंबे थकाऊ कार्यों को स्वचालित करने के लिए बनाया गया थाI जैसे करघे के लिए "मार्गदर्शक पैटर्न" इसका मुख्य उदहारण है। अधिक परिष्कृत विद्युत मशीनों ने 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में विशेष अंकीय (एनालॉग) गणना की। द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान पहली अंकीय विद्युत् गणना प्रणाली (डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक मशीन) विकसित की गई थी। 1940 के दशक के अंत में पहले अर्धचालक (सेमीकंडक्टर) ट्रांजिस्टर के बाद 1950 के दशक के अंत में सिलिकॉन (एक अधातु विशेष तत्त्व) आधारित मॉस्फेट ट्रांजिस्टर और अखंडित समाकलित सर्किट यानि (मोनोलिथिक इंटीग्रेटेड सर्किट-आईसी चिप ) तकनीक का इस्तेमाल किया गया था I इसका परिणाम यह हुआ की 1970 के दशक में सूक्ष्म यन्त्र (माइक्रोप्रोसेसर) और सूक्ष्म संगणक (माइक्रो कंप्यूटर ) के क्षेत्र में एक बड़ी क्रांति आयी I तब से कंप्यूटर की गति, शक्ति और बहुमुखी प्रतिभा में नाटकीय रूप से वृद्धि हुई है I ट्रांजिस्टर की संख्या तीव्र गति से बढ़ रही है (जैसा कि मूर के नियम द्वारा भविष्यवाणी की गई है) जिससे 20 वीं सदी के अंत से 21 वीं शताब्दी की शुरुआत में डिजिटल क्रांति आयी I

परंपरागत रूप से एक आधुनिक संगणक में कम से कम एक प्रसंस्करण तत्व होता है I जिसमें सामान्तयः सूक्षम संगणक (माइक्रोप्रोसेसर) के रूप में एक (केंद्रीय प्रसंस्करण इकाई) यानि सीपीयू एवं इसके अलावा कुछ अन्य प्रकार की कंप्यूटर मेमोरी के साथ अर्धचालक स्मृति ( सेमीकंडक्टर मेमोरी) चिप संलग्न रहते हैं। संगणक का प्रसंस्करण तत्व अंकगणितीय और तार्किक संचालन करता है और एक अनुक्रमण और नियंत्रण इकाई संग्रहीत जानकारी के जवाब में संचालन के क्रम को बदलने में योगदान करता है। परिधीय उपकरणों में इनपुट डिवाइस (कीबोर्ड, माउस , जॉयस्टिक, आदि), आउटपुट डिवाइस (मॉनिटर स्क्रीन, प्रिंटर, आदि), और इनपुट/आउटपुट डिवाइस दोनों कार्य करते हैं (जैसे, 2000 के दशक की टचस्क्रीन इसी क्रम में शामिल है )। परिधीय उपकरण बाहरी स्रोत से जानकारी प्राप्त करने की अनुमति देते हैंI वे संचालन के परिणाम को सहेजने और पुनर्प्राप्त करने में सक्षम बनाते हैं।

व्युत्पत्ति

एक मानव कंप्यूटर।
माइक्रोस्कोप और कैलकुलेटर के साथ एक मानव कंप्यूटर, 1952

ऑक्सफ़ोर्ड इंग्लिश डिक्शनरी के अनुसार, कंप्यूटर का पहला ज्ञात उपयोग 1613 में अंग्रेजी लेखक रिचर्ड ब्रैथवेट द्वारा द योंग मैन्स ग्लीनिंग्स नामक पुस्तक में किया गया थाI 20 वीं शताब्दी के उत्तरार्ध के दौरान महिलाओं को अक्सर कंप्यूटर के रूप में काम पर रखा जाता था क्योंकि उन्हें उनके पुरुष समकक्षों की तुलना में कम भुगतान किया जा सकता था। [1] 1943 तक अधिकांश मानव कंप्यूटर महिलाएं थीं। [2]

1640 के दशक में ऑनलाइन व्युत्पत्ति शब्दकोश कंप्यूटर का पहला प्रमाणित उपयोग बताता हैI जिसका अर्थ है ('गणना करने वाला)I "कंप्यूट" शब्द एक एजेंट नाउन ( संज्ञा) है I ऑनलाइन एटिमोलॉजी डिक्शनरी में 1897 से इस शब्द के लिए गणना मशीन  (कॅल्क्युलेटिंग मशीन) नाम दिया गया है I 1945 से ऑनलाइन व्युत्पत्ति शब्दकोश में इसके लिए "आधुनिक उपयोग" शब्द इंगित किया हैI जिसका अर्थ "प्रोग्राम करने योग्य डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटर" हैI 1937 से इसका सैद्धांतिक अर्थ ट्यूरिंग मशीन के रूप में देखा गया I

[3]

इतिहास

20वीं सदी से पहले

ईशांगो हड्डी, एक हड्डी उपकरण जो प्रागैतिहासिक अफ्रीका में वापस डेटिंग करता है।
चीनी सुआनपन (算盘)। इस अबेकस पर प्रदर्शित संख्या 6,302,715,408 है।

उपकरणों का उपयोग हजारों वर्षों से गणना में सहायता के लिए किया गया हैI जल्द से जल्द गिनती करने वाला उपकरण शायद टैली स्टिक का एक रूप था। बाद में पूरे फर्टाइल क्रीसेंट में रिकॉर्ड कीपिंग एड्स में कैलकुली (मिट्टी के गोले, शंकु, आदि) शामिल थे जो वस्तुओं की गिनती का प्रतिनिधित्व करते थेI जिन्हे शायद पशुधन या अनाज, खोखले व कच्चे मिट्टी के कंटेनरों में शील किए गए थे। गिनती की छड़ (काउंटिंग रॉड ) का उपयोग इसका उदाहरण है।

अबेकस (गणित का उपकरण जिसका उपयोग हिसाब किताब करने के लिए होता है ) का प्रयोग प्रारंभ में अंकगणितीय कार्यों के लिए किया जाता था। रोमन अबेकस का विकास बेबीलोनिया में 2400 ईसा पूर्व में प्रयुक्त उपकरणों से हुआ था। तब से कई अन्य प्रकार के रेकनिंग बोर्ड या टेबल का आविष्कार किया गया है। एक मध्ययुगीन यूरोपीय गिनती घर में एक चेकर वाला कपड़ा एक मेज पर रखा जाता थाI कुछ नियमों केअनुसार मार्करों को पैसे की गणना करने में सहायता के रूप में इसके चारों ओर घुमाया जाता था।

गणना और माप के लिए कई यांत्रिक सहायता का निर्माण खगोलीय और नेविगेशन उपयोग के लिए किया गया था। प्लैनिस्फीयर एक स्टार चार्ट था जिसका आविष्कार अबू रेहान अल-बिरीनी ने 11वीं शताब्दी के प्रारंभ में किया था। [8] पहली या दूसरी शताब्दी ईसा पूर्व में हेलेनिस्टिक दुनिया में एस्ट्रोलैब का आविष्कार किया गया था I इसे अक्सर हिप्पार्कस के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है। प्लैनिस्फीयर और डायोपट्रा का एक संयोजन, एस्ट्रोलैब प्रभावी रूप से एक एनालॉग कंप्यूटर था जो गोलाकार खगोल विज्ञान में कई अलग-अलग प्रकार की समस्याओं को हल करने में सक्षम था। 1235 में इस्फ़हान, फारस के अबी बक्र द्वारा एक यांत्रिक कैलेंडर कंप्यूटर[9][10] और गियर-व्हील्स को शामिल करते हुए एक एस्ट्रोलैब का आविष्कार किया गया था। अबू रेहान अल-बिरोनी ने पहले यांत्रिक गियर वाले चंद्र सौर कैलेंडर एस्ट्रोलैब का आविष्कार किया गया I

[4]

एक स्लाइड नियम ।

लॉगरिदम की अवधारणा के प्रकाशन के कुछ ही समय बाद अंग्रेजी पादरी विलियम ओउट्रेड द्वारा स्लाइड नियम का आविष्कार 1620-1630 के आसपास किया गया था। यह गुणा और भाग करने के लिए हाथ से संचालित एनालॉग कंप्यूटर है। जैसे-जैसे स्लाइड नियम का विकास आगे बढ़ा जोड़े गए पैमानों ने पारस्परिक वर्ग और वर्गमूल, घन और घनमूल, साथ ही अनुवांशिक कार्य जैसे लघुगणक और घातांक, परिपत्र और अतिशयोक्तिपूर्ण त्रिकोणमिति और अन्य कार्य प्रदान किए। विशेष पैमानों के साथ स्लाइड नियम अभी भी नियमित गणना के त्वरित प्रदर्शन के लिए उपयोग किए जाते हैं जैसे कि हल्के विमान पर समय और दूरी की गणना के लिए उपयोग किया जाने वाला E6B परिपत्र स्लाइड नियम इसके प्रमुख उदहारण है ।

एंटीकाइथेरा तंत्र, लगभग 150 – 100 ईसा पूर्व प्राचीन ग्रीस में, एक प्रारंभिक एनालॉग कंप्यूटिंग डिवाइस है।

डेरेक जे. डी सोला प्राइस के अनुसार एंटीकाइथेरा तंत्र को सबसे पहले ज्ञात यांत्रिक एनालॉग (अंकीय) कंप्यूटर माना जाता है। [5] इसे खगोलीय स्थितियों की गणना करने के लिए प्रारूपित (डिज़ाइन) किया गया था। यह 1 9 01 में एंटीकाइथेरा के मलबे में ग्रीक द्वीप एंटीकाइथेरा से किथेरा और क्रेते के बीच खोजा गया थाI लगभग  100 ई.पू. एंटीकाइथेरा तंत्र के तुलनीय जटिलता के उपकरण चौदहवीं शताब्दी तक फिर से प्रकट नहीं हुए । [6]

पहला कंप्यूटर

चार्ल्स बैबेज (एक अंग्रेजी मैकेनिकल इंजीनियर) और पोलीमैथ ने क्रमादेशीय (प्रोग्रामेबल) कंप्यूटर की अवधारणा की शुरुआत की। जिन्हे " कंप्यूटर का पिता " माना जाता है I [7] उन्होंने 19वीं शताब्दी की शुरुआत में पहले यांत्रिक कंप्यूटर का आविष्कार किया था। अपने क्रांतिकारी अंतर इंजन पर काम करने के बाद 1833 में नौवहन गणना (शिपिंग  काउंट) में सहायता के लिए डिज़ाइन किया गयाI उन्होंने अनुभव किया कि एक अधिक सामान्य डिज़ाइन एक विश्लेषणात्मक इंजन पर काम करना संभव था। प्रोग्राम और डेटा का इनपुट मशीन को पंच कार्ड के माध्यम से प्रदान किया जाना था I उस समय यांत्रिक करघों जैसे कि जैक्वार्ड लूम को निर्देशित करने के लिए एक विधि का उपयोग किया जाता था। आउटपुट के लिए मशीन में एक प्रिंटर, एक कर्व प्लॉटर और एक घंटी होती थी । इंजन ने अंकगणितीय तर्क इकाई के लिए, सशर्त शाखाओं एवं लूप के रूप में नियंत्रण प्रवाह तथा एकीकृत मेमोरी को शामिल किया जिससे यह एक सामान्य-उद्देश्य वाले कंप्यूटर के लिए पहला डिज़ाइन बन गया जिसे आधुनिक शब्दों में ट्यूरिंग-पूर्ण के रूप में वर्णित किया जा सकता है। [8] [9]

मशीन अपने समय से लगभग एक सदी आगे थी। उसकी मशीन के सभी पुर्जे हाथ से बनाने पड़ते थे I हजारों पुर्जों वाले उपकरण के लिए यह एक बड़ी समस्या थी। अंततः ब्रिटिश सरकार के फंडिंग को रोकने के निर्णय के साथ परियोजना को भंग कर दिया गया था। विश्लेषणात्मक इंजन को पूरा करने में बैबेज की विफलता को मुख्य रूप से राजनीतिक और वित्तीय कठिनाइयों के चलते एक तीव्र रूप से परिष्कृत कंप्यूटर विकसित करने एवं किसी अन्य की तुलना में तेजी से आगे बढ़ने की उनकी इच्छा इसकी जिम्मेदार वजह मानी जा सकती है I तदुपरांत उनके बेटे हेनरी बैबेज ने 1888 में विश्लेषणात्मक इंजन की कंप्यूटिंग इकाई ( मिल ) का एक सरलीकृत संस्करण पूरा किया। उन्होंने 1906 में कंप्यूटिंग तालिकाओं में इसके उपयोग का सफल प्रदर्शन किया ।

बैबेज डिफरेंस इंजन का एक हिस्सा।

एनालॉग कंप्यूटर

सर विलियम थॉमसन की तीसरी ज्वार-भविष्यवाणी मशीन डिजाइन, 1879-81

20वीं शताब्दी के पूर्वार्द्ध के दौरान कई वैज्ञानिक अभिकलन (कंप्यूटिंग) जरूरतों को अंकीय (एनालॉग) कंप्यूटरों द्वारा पूरा किया गया जो गणना के आधार के रूप में समस्या के लिए प्रत्यक्ष यांत्रिक या विद्युत मॉडल का उपयोग करते थे। हालांकि उस समय प्रोग्राम करने योग्य लोग नहीं थे क्योंकि आम तौर पर आधुनिक डिजिटल कंप्यूटरों की बहुमुखी प्रतिभा और सटीकता की कमी थी। [10] पहला आधुनिक एनालॉग कंप्यूटर एक ज्वार-भविष्यवाणी करने वाली मशीन थी जिसका आविष्कार सर विलियम थॉमसन (बाद में लॉर्ड केल्विन बनने के लिए) ने 1872 में किया था। अन्तरात्मक विश्लेषण (डिफरेंशियल एनालाइजर) एक मैकेनिकल एनालॉग कंप्यूटर था जिसे व्हील-एंड-डिस्क मैकेनिज्म का उपयोग करके समाकलन यानि (इंटीग्रेशन) द्वारा अन्तरात्मक समीकरण (डिफरेंशियल इक्वेशन) को हल करने के लिए डिज़ाइन किया गया थाI इसकी अवधारणा 1876 में अधिक प्रसिद्ध सर विलियम थॉमसन के बड़े भाई जेम्स थॉमसन द्वारा की गई थी। [11]

मैकेनिकल एनालॉग कंप्यूटिंग की कला 1927 में शुरू होने वाले एमआईटी में एचएल हेज़न और वन्नेवर बुश द्वारा निर्मित अंतर विश्लेषक के साथ अपने चरम पर पहुंच गई। यह जेम्स थॉमसन के मैकेनिकल इंटीग्रेटर्स और एचडब्ल्यू नीमन द्वारा आविष्कार किए गए टॉर्क एम्पलीफायरों पर बनाया गया। इनमें से एक दर्जन उपकरण उनके अप्रचलन के स्पष्ट होने से पहले बनाए गए थे। 1950 के दशक तक डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटरों की सफलता ने अधिकांश एनालॉग कंप्यूटिंग मशीनों का अंत कर दिया था लेकिन एनालॉग कंप्यूटर 1950 के दशक के दौरान शिक्षा ( स्लाइड रूल ) और एयरक्राफ्ट ( कंट्रोल सिस्टम ) जैसे कुछ विशेष अनुप्रयोगों में उपयोग में रहे।

डिजिटल कंप्यूटर

इलेक्ट्रोमैकेनिकल

1938 तक यूनाइटेड स्टेट्स नेवी ने एक विद्युत यांत्रिक संगणक (इलेक्ट्रोमैकेनिकल एनालॉग कंप्यूटर ) विकसित किया था जो एक पनडुब्बी पर उपयोग करने के लिए काफी छोटा था। यह टॉरपीडो डेटा कंप्यूटर था जो एक चलती लक्ष्य पर टारपीडो फायरिंग की समस्या को हल करने के लिए त्रिकोणमिति का उपयोग करता था। द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान इसी तरह के उपकरणों को अन्य देशों में भी विकसित किया गया था।

कोनराड ज़ूस के Z3 की प्रतिकृति, पहला पूर्णतः स्वचालित, डिजिटल (इलेक्ट्रोमैकेनिकल) कंप्यूटर।

प्रारंभिक अंकीय विद्युत् संगणक (डिजिटल कंप्यूटर) विद्युत यांत्रिक (इलेक्ट्रोमैकेनिकल )थे जिसके अंतर्गत बिजली के स्विच ने गणना करने के लिए यांत्रिक रिले चलायी गयी। इन उपकरणों की संचालन गति कम थी और अंततः बहुत तेज़ सभी-इलेक्ट्रिक कंप्यूटरों द्वारा स्थानांतरित कर दिया गयाI मूल रूप से वैक्यूम ट्यूबों का उपयोग कर रहे थे। 1939 में जर्मन इंजीनियर कोनराड ज़ूस द्वारा बनाया गया Z2 इलेक्ट्रोमैकेनिकल रिले कंप्यूटर के शुरुआती उदाहरणों में से एक था। [12]

1941 में जिऊस (Zuse) ने Z3 के साथ अपनी पिछली मशीन का अनुसरण किया जो दुनिया का पहला काम करने वाला इलेक्ट्रोमैकेनिकल प्रोग्रामेबल, पूरी तरह से स्वचालित अंकीय संगणक (डिजिटल कंप्यूटर) था। [13] [14] Z3 को 2000 रिले के साथ बनाया गया थाI जो 22 बिट शब्द लंबाई को लागू करता है जो लगभग 5-10 हर्ट्ज की घड़ी आवृत्ति पर संचालित होता है। [15] प्रोग्राम कोड पंच्ड फिल्म पर दिया गया था जबकि डेटा को मेमोरी के 64 शब्दों में संग्रहीत किया जा सकता था या कीबोर्ड से आपूर्ति की जा सकती थी। यह कुछ मायनों में आधुनिक मशीनों से काफी मिलता-जुलता था जिसने फ्लोटिंग-पॉइंट नंबरों जैसी कई प्रगति को आगे बढ़ाया। कठिन-से-कठिन कार्यान्वयन दशमलव प्रणाली ( चार्ल्स बैबेज के पहले के डिजाइन में प्रयुक्त) के बजाय बाइनरी सिस्टम का उपयोग करने से मतलब था कि ज़ूस की मशीनों को बनाना आसान था I संभावित रूप से Z3 अपने आप में अधिक विश्वसनीय एक सार्वभौमिक कंप्यूटर नहीं था I [16] लेकिन इसे ट्यूरिंग पूर्ण होने के लिए बढ़ाया जा सकता था। [17] [18]

अगला संगणक (कंप्यूटर) Z4 दुनिया का पहला व्यावसायिक कंप्यूटर बन गयाI द्वितीय विश्व युद्ध के कारण प्रारंभिक देरी के बाद इसे 1950 में पूरा किया गया।[19] कंप्यूटर का निर्माण जिऊस (Zuse) की अपनी कंपनी द्वारा किया गया था जिसकी स्थापना 1941 में कंप्यूटर विकसित करने के एकमात्र उद्देश्य वाली पहली कंपनी के रूप में की गई थी। [19]

वैक्यूम ट्यूब और डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक सर्किट

विशुद्ध रूप से विद्युत परिपथ (इलेक्ट्रॉनिक सर्किट) तत्वों ने जल्द ही अपने यांत्रिक और विद्युत् यांत्रिक( इलेक्ट्रोमैकेनिकल) समकक्षों को बदल दिया I उसी समय डिजिटल गणना ने एनालॉग को बदल दिया। 1930 के दशक में लंदन में पोस्ट ऑफिस रिसर्च स्टेशन में काम करने वाले इंजीनियर टॉमी फ्लावर्स ने टेलीफोन एक्सचेंज के लिए विद्युत् (इलेक्ट्रॉनिक्स) के संभावित उपयोग का पता लगाना शुरू किया। 1934 में उनके द्वारा बनाए गए प्रायोगिक उपकरण पांच साल बाद परिचालन में आए, हजारों वैक्यूम ट्यूबों का उपयोग करके टेलीफोन एक्सचेंज नेटवर्क के एक हिस्से को इलेक्ट्रॉनिक डेटा प्रोसेसिंग सिस्टम में परिवर्तित कर दिया। [20] अमेरिका में आयोवा स्टेट यूनिवर्सिटी के जॉन विंसेंट एटानासॉफ़ और क्लिफोर्ड ई. बेरी ने 1942 में एटानासॉफ़-बेरी कंप्यूटर (एबीसी) का विकास और परीक्षण किया I [21] जो पहला स्वचालित इलेक्ट्रॉनिक डिजिटल कंप्यूटर था I [22] यह डिजाइन भी पूरी तरह से विद्युतीय (इलेक्ट्रॉनिक) था जिसमें लगभग 300 वैक्यूम ट्यूबों का इस्तेमाल किया गया था एवं मेमोरी के लिए यांत्रिक रूप से घूमने वाले ड्रम में कैपेसिटर लगाए गए थे। [23]

कोलोसस कंप्यूटर द्वारा दो महिलाओं को देखा जाता है।
द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान जर्मन सिफर को तोड़ने के लिए पहला इलेक्ट्रॉनिक डिजिटल प्रोग्रामेबल कंप्यूटिंग डिवाइस कोलोसस का इस्तेमाल किया गया था। इसे यहां 1943 में बैलेचले पार्क में प्रयोग में देखा जाता है।

द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान ब्लेचली पार्क में ब्रिटिश कोड-ब्रेकर ने एन्क्रिप्टेड जर्मन सैन्य संचार को तोड़ने में कई सफलताएं हासिल कीं। जर्मन एन्क्रिप्शन मशीन एनिग्मा पर सबसे पहले विद्युत् यांत्रिकी (इलेक्ट्रो-मैकेनिकल) बमों की मदद से हमला किया गया था जो अक्सर महिलाओं द्वारा चलाए जाते थे। [24] [25] उच्च स्तरीय सेना संचार के लिए उपयोग की जाने वाली अधिक परिष्कृत जर्मन लोरेंज एसजेड 40/42 मशीन को क्रैक करने के लिए मैक्स न्यूमैन और उनके सहयोगियों ने कोलोसस बनाने के लिए फ्लावर्स को नियुक्त किया। [26] उन्होंने फरवरी 1943 की शुरुआत से ग्यारह महीने पहले कोलोसस के डिजाइन और निर्माण में बिताए। [27] दिसंबर 1943 में एक कार्यात्मक परीक्षण के बाद, कोलोसस को बैलेचली पार्क भेज दिया गया जहां इसे 18 जनवरी 1944 [28] को वितरित किया गया और 5 फरवरी को इसके पहले संदेश पर हमला किया गया। [26]

कॉलॉसस दुनिया का पहला इलेक्ट्रॉनिक डिजिटल प्रोग्राम करने योग्य कंप्यूटर था। [29] इसमें बड़ी संख्या में वाल्व (वैक्यूम ट्यूब) का इस्तेमाल किया गया था। इसमें पेपर-टेप इनपुट था और इसके डेटा पर विभिन्न प्रकार के बूलियन लॉजिकल ऑपरेशन करने के लिए (समनुरूप) कॉन्फ़िगर किया जा सकता था लेकिन यह ट्यूरिंग-पूर्ण नहीं था। इस दौरान नाइन एमके II कोलोसी का निर्माण किया गया था (एमके I को एमके II में बदल दिया गया था जिससे कुल दस मशीनें बन गईं)। कोलोसस मार्क I में 1,500 थर्मिओनिक वाल्व (ट्यूब) थेI 2,400 वाल्वों के साथ मार्क II, मार्क I की तुलना में पांच गुना तेज और सरल था जो डिकोडिंग प्रक्रिया को तीव्र गति देने के लिए महत्वपूर्ण था I [30] [31]

ENIAC पहला इलेक्ट्रॉनिक, ट्यूरिंग-पूर्ण उपकरण था, और संयुक्त राज्य सेना के लिए बैलिस्टिक प्रक्षेपवक्र गणना करता था।

एनिऐक [32] (इलेक्ट्रॉनिक न्यूमेरिकल इंटीग्रेटर एंड कंप्यूटर) अमेरिका में निर्मित पहला विद्युत् योजना (इलेक्ट्रॉनिक प्रोग्राम) योग्य संगणक (कंप्यूटर) था, हालांकि एनिऐक कोलोसस के समान था यह तीव्र एवं अधिक लचीला था और यह ट्यूरिंग-पूर्ण था। कोलोसस की तरह एनिऐक पर एक "कार्यक्रम" को इसके पैच केबल और स्विच की स्थिति द्वारा परिभाषित किया गया था जो बाद में आने वाले संग्रहीत प्रोग्राम इलेक्ट्रॉनिक मशीनों से बहुत दूर था। एक बार प्रोग्राम लिखे जाने के बाद इसे मशीन में प्लग और स्विच की मैन्युअल रीसेटिंग के साथ यंत्रवत् सेट किया जाना था। एनिऐक की प्रोग्रामर छह महिलाएं थीं जिन्हें अक्सर सामूहिक रूप से "एनिऐक लड़कियों" की संज्ञा दी गयी थी। [33] [34]

इसने कई जटिल समस्याओं के लिए प्रोग्राम किए जाने की क्षमता के साथ इलेक्ट्रॉनिक्स की उच्च गति को जोड़ दिया। यह एक सेकंड में 5000 गुना जोड़ या घटा सकता हैI किसी भी अन्य मशीन की तुलना में हजार गुना तेज था I इसमें गुणा, भाग और वर्गमूल करने के लिए मापदंड भी थे। हाई स्पीड मेमोरी 20 शब्दों (लगभग 80 बाइट्स) तक सीमित थी। पेन्सिलवेनिया विश्वविद्यालय में जॉन मौचली और जे। प्रेस्पर एकर्ट के निर्देशन में निर्मित एनिऐक का विकास एवं निर्माण का पूर्ण संचालन 1943 से 1945 के अंत तक चला। मशीन विशाल थी जिसका वजन 30 टन था जिसमें 200 किलोवाट बिजली का उपयोग किया गया था I इसमें 18,000 से अधिक वैक्यूम ट्यूब 1,500 रिले, और सैकड़ों हजारों प्रतिरोधक, कैपेसिटर और इंडक्टर्स शामिल थे। [35]

आधुनिक कंप्यूटर

आधुनिक कंप्यूटर की अवधारणा

आधुनिक कंप्यूटर के सिद्धांत को एलन ट्यूरिंग ने अपने 1936 के मूल पेपर [36]ऑन कंप्यूटेबल नंबर्स में प्रस्तावित किया था। ट्यूरिंग ने एक सरल उपकरण का प्रस्ताव रखा जिसे उन्होंने "यूनिवर्सल कंप्यूटिंग मशीन" नाम दियI जिसे अब एक सार्वभौमिक ट्यूरिंग मशीन के रूप में जाना जाता है। उन्होंने साबित किया कि ऐसी मशीन टेप पर संग्रहीत निर्देशों (प्रोग्राम) को निष्पादित करके किसी भी चीज़ की गणना करने में सक्षम है जिससे मशीन को प्रोग्राम करने योग्य बनाया जा सके। ट्यूरिंग के डिजाइन की मौलिक अवधारणा एक ऐसा संग्रहीत कार्यक्रम है जहां कंप्यूटिंग के सभी निर्देश स्मृति में संग्रहीत होते हैं। वॉन न्यूमैन ने स्वीकार किया कि आधुनिक कंप्यूटर की केंद्रीय अवधारणा इसी पेपर के कारण थी। [37] ट्यूरिंग मशीनें आज तक गणना के सिद्धांत में अध्ययन का एक केंद्रीय उद्देश्य हैं। उनके परिमित मेमोरी स्टोर द्वारा लगाई गई सीमाओं को छोड़कर आधुनिक कंप्यूटरों को ट्यूरिंग-पूर्ण कहा जाता है I जिसका उचित अर्थ है एक सार्वभौमिक ट्यूरिंग मशीन के बराबर एल्गोरिथम निष्पादन की क्षमता होना I

संग्रहीत कार्यक्रम

मैनचेस्टर बेबी का एक खंड, पहला इलेक्ट्रॉनिक संग्रहीत-प्रोग्राम कंप्यूटर

प्रारंभिक कंप्यूटिंग मशीनों में निश्चित कार्यक्रम थे। इसके कार्य को बदलने के लिए मशीन की री-वायरिंग और री-स्ट्रक्चरिंग की आवश्यकता थी। [38] संग्रहीत प्रोग्राम कंप्यूटर के प्रस्ताव के साथ यह बदल गया। संग्रहीत-प्रोग्राम कंप्यूटर में डिज़ाइन द्वारा एक निर्देश सेट में शामिल होता हैI कंप्यूटर मेमोरी में निर्देशों का एक सेट (एक प्रोग्राम ) संग्रहीत कर सकता है जो गणना का विवरण देता है। संग्रहीत प्रोग्राम कंप्यूटर के लिए सैद्धांतिक आधार एलन ट्यूरिंग ने अपने 1936 के पेपर में लिख रखा था। 1945 में ट्यूरिंग नेशनल फिजिकल लेबोरेटरी में शामिल हो गए और एक इलेक्ट्रॉनिक स्टोर-प्रोग्राम डिजिटल कंप्यूटर विकसित करने पर काम शुरू किया। उनकी 1945 की रिपोर्ट "प्रस्तावित इलेक्ट्रॉनिक कैलकुलेटर" इस तरह के एक उपकरण के लिए पहला विनिर्देश था। पेन्सिलवेनिया विश्वविद्यालय में जॉन वॉन न्यूमैन ने 1945 में ईडीवीएसी पर एक रिपोर्ट का अपना पहला मसौदा भी प्रसारित किया। [39]


मैनचेस्टर बेबी दुनिया का पहला स्टोर-प्रोग्राम कंप्यूटर था । यह इंग्लैंड में मैनचेस्टर विश्वविद्यालय में फ्रेडरिक सी. विलियम्स, टॉम किलबर्न और ज्योफ टुटिल द्वारा बनाया गया था और 21 जून 1948 को अपना पहला कार्यक्रम चलाया। [40] इसे विलियम्स ट्यूब के लिए टेस्टबेड के रूप में डिजाइन किया गया था जो पहला रैंडम-एक्सेस डिजिटल स्टोरेज डिवाइस था। [41] हालाँकि अपने समय के मानकों के अनुसार कंप्यूटर को "छोटा और आदिम" माना जाता था, लेकिन यह आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटर के लिए आवश्यक सभी तत्वों को समाहित करने वाली पहली कार्यशील मशीन थी। [42] जैसे ही बेबी ने अपने डिजाइन की व्यवहार्यता का प्रदर्शन किया, विश्वविद्यालय में इसे एक अधिक उपयोगी कंप्यूटर, मैनचेस्टर मार्क 1 में विकसित करने के लिए एक परियोजना शुरू की गई। ग्रेस हॉपर प्रोग्रामिंग भाषा के लिए कंपाइलर विकसित करने वाले पहले व्यक्ति थे।

[2]

बदले में मार्क1 दुनिया के पहले व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सामान्य प्रयोजन के कंप्यूटर फेरांति मार्क 1 के लिए प्रोटोटाइप बन गया। [43] फेरेंटी द्वारा निर्मित, इसे फरवरी 1951 में मैनचेस्टर विश्वविद्यालय को दिया गया था। इनमें से कम से कम सात मशीनों को 1953 और 1957 के बीच वितरित किया गया थाI उनमें से एक एम्स्टर्डम में शेल लैब में थी। [44] अक्टूबर 1947 में ब्रिटिश खानपान कंपनी जे. ल्योंस एंड कंपनी के निदेशकों ने कंप्यूटर के व्यावसायिक विकास को बढ़ावा देने में सक्रिय भूमिका निभाने का फैसला किया। लियो कंप्यूटर अप्रैल 1951 [45] में चालू हुआ और इसने दुनिया का पहला नियमित कार्यालय कंप्यूटर कार्य चलाया।

ट्रांजिस्टर

1925 में जूलियस एडगर लिलिएनफेल्ड द्वारा फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर की अवधारणा प्रस्तावित की गई थी। जॉन बार्डीन और वाल्टर ब्रेटन ने बेल लैब्स में विलियम शॉक्ले के अधीन काम करते हुए1947 में ट्रांजिस्टर "पॉइंट-कॉन्टैक्ट ट्रांजिस्टर" बनायाI यह पहला कार्य करने वाला ट्रांजिस्टर थाI 1948 में शॉक्ले के बाइपोलर जंक्शन ट्रांजिस्टर का निर्माण किया गया। [46] [47] 1955 के बाद से ट्रांजिस्टर ने कंप्यूटर डिजाइन में वैक्यूम ट्यूबों की जगह लेली जिससे कंप्यूटर की "दूसरी पीढ़ी" का जन्म हुआ। वैक्यूम ट्यूबों की तुलना में ट्रांजिस्टर के कई फायदे हैंI वे छोटे होते हैंI वैक्यूम ट्यूबों की तुलना में कम बिजली की आवश्यकता होती है इसलिए कम गर्मी फेकते हैं। जंक्शन ट्रांजिस्टर वैक्यूम ट्यूबों की तुलना में बहुत अधिक विश्वसनीय और लंबे थे I ट्रांजिस्टराइज्ड कंप्यूटर में अपेक्षाकृत कॉम्पैक्ट स्पेस में हजारों बाइनरी लॉजिक सर्किट हो सकते हैं। हालांकि शुरुआती जंक्शन ट्रांजिस्टर अपेक्षाकृत भारी उपकरण थे जिन्हें बड़े पैमाने पर उत्पादन के आधार पर बनाना मुश्किल था जो उन्हें कई विशिष्ट अनुप्रयोगों तक सीमित कर देता था। [48]

मैनचेस्टर विश्वविद्यालय में टॉम किलबर्न के नेतृत्व में एक टीम ने वाल्व के बजाय नए विकसित ट्रांजिस्टर का उपयोग करके एक मशीन का डिजाइन और निर्माण किया। [49] दुनिया में पहला ट्रांजिस्टरयुक्त कंप्यूटर 1953 तक चालू हो गया था I दूसरा संस्करण अप्रैल 1955 में वहां पूरा हो गया था। हालांकि मशीन में 125 kHz क्लॉक उत्पन्न करने के लिए वाल्वों का उपयोग किया I लेकिन वेवफॉर्म और सर्किटरी में अपनी चुंबकीय ड्रम मेमोरी को पढ़ने-लिखने के लिए यह पूरी तरह से पहला ट्रांजिस्टराइज्ड कंप्यूटर नहीं था। यह विशिष्टता हारवेल में परमाणु ऊर्जा अनुसंधान प्रतिष्ठान के इलेक्ट्रॉनिक्स डिवीजन द्वारा निर्मित1955 के हारवेल कैडेट को जाती हैI [50]। [50] [51]

द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर (BJT)

मेटल-ऑक्साइड-सिलिकॉन फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर (मॉस्फेट) का आविष्कार मोहम्मद एम.अटाला और डॉन कहंग ने 1959 में बेल लैब्स में किया था। इसे MOS ट्रांजिस्टर के रूप में भी जाना जाता हैI सही मायने में यह पहला कॉम्पैक्ट ट्रांजिस्टर था जिसे कई तरह के उपयोगों के लिए छोटे-बड़े पैमाने पर उत्पादित किया जा सकता था। [52] इसकी उच्च मापनीयता [53] और द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर की तुलना में बहुत कम बिजली की खपत होती हैI [54] मेटल-ऑक्साइड-सिलिकॉन फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर (मॉस्फेट) ने उच्च घनत्व के साथ उच्च-घनत्व एकीकृत सर्किट बनाना संभव बना दिया। [55] [56] डेटा प्रोसेसिंग के अलावा, इसने MOS ट्रांजिस्टर के मेमोरी सेल स्टोरेज तत्वों के रूप में व्यावहारिक उपयोग को भी सक्षम किया, जिससे MOS सेमीकंडक्टर मेमोरी का विकास हुआ, जिसने कंप्यूटर में पहले की चुंबकीय-कोर मेमोरी को बदल दिया। MOSFET ने माइक्रो कंप्यूटर क्रांति का नेतृत्व किया, [57] और कंप्यूटर क्रांति के पीछे प्रेरक शक्ति बन गया। [58] [59] मॉस्फेट कंप्यूटर में सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला ट्रांजिस्टर है, [60] [61] और यह डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स का मूलभूत निर्माण खंड है। [62]

MOSFET (MOS ट्रांजिस्टर), गेट (G), बॉडी (B), सोर्स (S) और ड्रेन (D) टर्मिनल दिखा रहा है। एक इन्सुलेट परत (गुलाबी) द्वारा गेट को शरीर से अलग किया जाता है।

एकीकृत परिपथ

कंप्यूटिंग शक्ति में अगली बड़ी प्रगति एकीकृत परिपथ (आईसी) के आगमन के साथ हुई। एकीकृत परिपथ का विचार सबसे पहले रक्षा मंत्रालय के रॉयल रडार प्रतिष्ठान के लिए काम कर रहे एक राडार वैज्ञानिक जेफ्री डब्ल्यूए डमर द्वारा कल्पना की गई थी। 7 मई 1952 को डमर ने वाशिंगटन में गुणवत्ता इलेक्ट्रॉनिक घटकों में प्रगति पर संगोष्ठी में एक एकीकृत सर्किट का पहला सार्वजनिक विवरण प्रस्तुत कियाI [63]

पहले काम करने वाले आईसी का आविष्कार टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स में जैक किल्बी और फेयरचाइल्ड सेमीकंडक्टर में रॉबर्ट नॉयस ने किया था। [64] जुलाई 1958 में किल्बी ने एकीकृत परिपथ के संबंध में अपने प्रारंभिक विचारों को दर्ज कियाI12 सितंबर 1958 को सफलतापूर्वक पहले कार्यशील एकीकृत उदाहरण का प्रदर्शन किया। [65] 6 फरवरी 1959 के अपने पेटेंट आवेदन में किल्बी ने अपने नए उपकरण को "अर्धचालक सामग्री का एक निकाय" के रूप में वर्णित कियाI जिसमें इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के सभी घटक पूरी तरह से एकीकृत हैं"। [66] [67] हालांकि किल्बी का आविष्कार एक मोनोलिथिक इंटीग्रेटेड सर्किट (आईसी) चिप के बजाय एक हाइब्रिड इंटीग्रेटेड सर्किट (हाइब्रिड आईसी) था। [68] किल्बी के आईसी में बाहरी तार कनेक्शन थे जिससे बड़े पैमाने पर उत्पादन करना मुश्किल हो गया। [69]

नॉयस भी किल्बी की तुलना में आधे साल बाद एक एकीकृत सर्किट के अपने विचार के साथ आया था। [70] नॉयस का आविष्कार पहली सच्ची मोनोलिथिक आईसी चिप थी। [71] [72] उनकी चिप ने कई व्यावहारिक समस्याओं का समाधान किया जो किल्बी के पास नहीं थी। फेयरचाइल्ड सेमीकंडक्टर में निर्मित यह सिलिकॉन से बना था जबकि किल्बी की चिप जर्मेनियम से बनी थी। नॉयस के मोनोलिथिक आईसी को प्लानर प्रक्रिया का उपयोग करके तैयार किया गया था, जिसे 1959 की शुरुआत में उनके सहयोगी जीन होर्नी द्वारा विकसित किया गया था। बदले में, तलीय प्रक्रिया 1950 के दशक के अंत में मोहम्मद एम. अटाला के सिलिकॉन डाइऑक्साइड द्वारा अर्धचालक सतह निष्क्रियता पर काम पर आधारित थी। [73] [74] [75]

आधुनिक मोनोलिथिक आईसी मुख्य रूप से एमओएस ( धातु-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर ) एकीकृत सर्किट हैं जो एमओएसएफईटी (एमओएस ट्रांजिस्टर) से बने हैं। [76] सबसे पहले प्रायोगिक MOS IC का निर्माण किया जाने वाला 16-ट्रांजिस्टर चिप था जिसे 1962 में RCA में फ्रेड हेमैन और स्टीवन हॉफस्टीन द्वारा बनाया गया था। [77] जनरल माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक ने बाद में 1964 में पहला वाणिज्यिक MOS IC पेश किया [78] जिसे रॉबर्ट नॉर्मन द्वारा विकसित किया गया था। [77] 1967 में बेल लैब्स में रॉबर्ट केर्विन, डोनाल्ड क्लेन और जॉन सरेस द्वारा स्व-संरेखित गेट (सिलिकॉन-गेट) एमओएस ट्रांजिस्टर के विकास के बाद, फेयरचाइल्ड में फेडरिको फागिन द्वारा स्व-संरेखित गेट्स के साथ पहला सिलिकॉन-गेट एमओएस आईसी विकसित किया गया था। [79] MOSFET तब से आधुनिक IC में सबसे महत्वपूर्ण उपकरण घटक बन गया है। [80]

एमओएस इंटीग्रेटेड सर्किट के विकास ने माइक्रोप्रोसेसर का आविष्कार किया[81] [82] और कंप्यूटर के व्यावसायिक और व्यक्तिगत उपयोग में एक विस्फोट की शुरुआत की। जबकि वास्तव में कौन सा डिवाइस पहला माइक्रोप्रोसेसर था,यह एक विवादास्पद विषय हैI आंशिक रूप से "माइक्रोप्रोसेसर" शब्द की सटीक परिभाषा पर सहमति की कमी के कारण यह काफी हद तक निर्विवाद है कि पहला सिंगल-चिप माइक्रोप्रोसेसर इंटेल 4004 थाI [83] फेडरिको फागिन द्वारा अपनी सिलिकॉन-गेट एमओएस आईसी तकनीक के साथ डिजाइन और महसूस किया गयाI [81] इंटेल में टेड हॉफ, मासातोशी शिमा और स्टेनली माजोर के साथ। [lower-alpha 1] [85] 1970 के दशक की शुरुआत में एमओएस आईसी तकनीक ने एक चिप पर 10,000 से अधिक ट्रांजिस्टर के एकीकरण को सक्षम किया। [86]

एक माइक्रोचिप (या चिप) पर एक सिक्के के आकार का पूरा कंप्यूटर है। [87] इसमें एकीकृत रैम और फ्लैश मेमोरी हो भी सकती है और नहीं भी। यदि एकीकृत नहीं है तो रैम को आमतौर पर एसओसी के ऊपर ( पैकेज पर पैकेज के रूप में जाना जाता है) या नीचे ( सर्किट बोर्ड के विपरीत दिशा में) रखा जाता हैI फ्लैश मेमोरी को आमतौर पर एसओसी के ठीक बगल में रखा जाता हैI यह डेटा ट्रांसफर गति में सुधार करने के लिए किया जाता है क्योंकि इससे नतीजा यह होता की डाटा को लम्बी दूरी की यात्रा नहीं करनी होतीI 1945 में एनिऐक के बाद से कंप्यूटर काफी उन्नत हो गए हैंI आधुनिक SoCs (जैसे कि स्नैपड्रैगन 865) एक सिक्के के आकार के होने के साथ-साथ एनिऐक की तुलना में सैकड़ों-हजारों गुना अधिक शक्तिशाली हैंI जो अरबों ट्रांजिस्टर को एकीकृत करते हैं और केवल कुछ वाट की शक्ति खपत करते हैं।

मोबाइल कंप्यूटर

पहले मोबाइल कंप्यूटर भारी थे और मुख्य शक्ति से चलते थे। 50 lb (23 kg) आईबीएम 5100 एक प्रारंभिक उदाहरण था। बाद में ओसबोर्न 1 और कॉम्पैक पोर्टेबल जैसे पोर्टेबल्स काफी हल्के थे लेकिन फिर भी उन्हें प्लग इन करने की आवश्यकता थी। ग्रिड कम्पास जैसे पहले लैपटॉप ने बैटरी को शामिल करके इस आवश्यकता को हटा दियाI 2000 के दशक में पोर्टेबल कंप्यूटर लोकप्रियता बढ़ीI [88] इसी विकास ने निर्माताओं को 2000 के दशक की शुरुआत तक कंप्यूटिंग संसाधनों को सेलुलर मोबाइल फोन में एकीकृत करने की अनुमति दी।

ये स्मार्टफोन और टैबलेट विभिन्न ऑपरेटिंग सिस्टम पर चलते हैं और हाल ही में बाजार में प्रमुख कंप्यूटिंग डिवाइस बन गए हैं। [89] ये सिस्टम ऑन ए चिप (SoCs) द्वारा संचालित होते हैं जो एक माइक्रोचिप पर एक सिक्के के आकार के पूर्ण कंप्यूटर होते हैं। [90]

प्रकार

कंप्यूटर को कई अलग-अलग तरीकों से वर्गीकृत किया जा सकता है, जिनमें शामिल हैं:

स्थापत्य द्वारा

आकार, रूप-कारक और उद्देश्य से

हार्डवेयर

हार्डवेयर शब्द कंप्यूटर के उन सभी भागों को शामिल करता है जो मूर्त भौतिक वस्तुएं हैं। सर्किट, कंप्यूटर चिप्स, ग्राफिक कार्ड, साउंड कार्ड, मेमोरी (रैम), मदरबोर्ड, डिस्प्ले, बिजली की आपूर्ति, केबल, कीबोर्ड, प्रिंटर और माउस इनपुट डिवाइस सभी हार्डवेयर हैं।

कंप्यूटिंग हार्डवेयर का इतिहास

एक सामान्य-उद्देश्य वाले कंप्यूटर में चार मुख्य घटक होते हैंI अंकगणितीय तर्क इकाई (ALU), नियंत्रण इकाई, मेमोरी, इनपुट और आउटपुट डिवाइस (सामूहिक रूप से I/O कहा जाता है)। इन भागों को बसों द्वारा आपस में जोड़ा जाता है जो अक्सर तारों के समूहों से बने होते हैं। इनमें से प्रत्येक भाग के अंदर हजारों से खरबों छोटे विद्युत परिपथ होते हैं जिन्हें इलेक्ट्रॉनिक स्विच के माध्यम से बंद या चालू किया जा सकता है। प्रत्येक सर्किट सूचना के एक बिट (बाइनरी अंक) का प्रतिनिधित्व करता है ताकि जब सर्किट चालू हो तो "1" का प्रतिनिधित्व करता है और जब यह बंद होता है तो यह "0" (सकारात्मक तर्क प्रतिनिधित्व में) का प्रतिनिधित्व करता है। सर्किट को लॉजिक गेट्स में व्यवस्थित किया जाता है ताकि एक या अधिक सर्किट की स्थिति को नियंत्रित कर सकें।

इनपुट डिवाइस

जब इनपुट डिवाइस की मदद से अनप्रोसेस्ड डेटा कंप्यूटर को भेजा जाता है तो डेटा को प्रोसेस किया जाता है और आउटपुट डिवाइस को भेजा जाता है। इनपुट डिवाइस हाथ से संचालित या स्वचालित हो सकते हैं। प्रसंस्करण का कार्य मुख्य रूप से सीपीयू द्वारा नियंत्रित होता है। इनपुट डिवाइस के कुछ उदाहरण हैंI

आउटपुट डिवाइस

जिस माध्यम से कंप्यूटर आउटपुट देता है उसे आउटपुट डिवाइस कहा जाता है। आउटपुट डिवाइस के कुछ उदाहरण हैं:

नियंत्रण विभाग

आरेख दिखा रहा है कि नियंत्रण प्रणाली द्वारा एक विशेष एमआईपीएस आर्किटेक्चर निर्देश कैसे डीकोड किया जाएगा

नियंत्रण इकाई (जिसे अक्सर नियंत्रण प्रणाली या केंद्रीय नियंत्रक कहा जाता है) कंप्यूटर के विभिन्न घटकों का प्रबंधन करती हैI यह प्रोग्राम के निर्देशों को पढ़ता और व्याख्या करता है (डिकोड करता है)I उन्हें नियंत्रण संकेतों में बदल देता है जो कंप्यूटर के अन्य भागों को सक्रिय करते हैं। [lower-alpha 2] उन्नत कंप्यूटरों में नियंत्रण प्रणाली प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए कुछ निर्देशों के निष्पादन के क्रम को बदल सकती है।

सभी सीपीयू के लिए एक प्रमुख घटक प्रोग्राम काउंटर हैI एक विशेष मेमोरी सेल (एक रजिस्टर ) जो यह ट्रैक करता है कि मेमोरी में किस स्थान से अगला निर्देश पढ़ा जाना है। [lower-alpha 3]

नियंत्रण प्रणाली का कार्य इस प्रकार है- यह एक सरलीकृत विवरण है, और इनमें से कुछ चरणों को सीपीयू के प्रकार के आधार पर समवर्ती या भिन्न क्रम में निष्पादित किया जा सकता हैI

  1. सेल काउंटर कार्यक्रम ने संकेत से अगले निर्देश के लिए कोड पढ़ें।
  2. निर्देश के लिए संख्यात्मक कोड को अन्य प्रणालियों में से प्रत्येक के लिए कमांड या सिग्नल के सेट में डिकोड करें।
  3. प्रोग्राम काउंटर को बढ़ाएँ ताकि यह अगले निर्देश की ओर इशारा करे।
  4. डेटा अनुदेश कोशिकाओं स्मृति (या शायद एक इनपुट डिवाइस से) की आवश्यकता को पढ़ें। इस आवश्यक डेटा का स्थान आमतौर पर निर्देश कोड के भीतर संग्रहीत किया जाता है।
  5. किसी ALU या रजिस्टर को आवश्यक डेटा प्रदान करें।
  6. यदि निर्देश को पूरा करने के लिए ALU या विशेष हार्डवेयर की आवश्यकता होती है तो हार्डवेयर को अनुरोधित संचालन करने का निर्देश दें।
  7. एएलयू से वापस मेमोरी लोकेशन या रजिस्टर या शायद आउटपुट डिवाइस पर परिणाम लिखें।
  8. चरण (1) पर वापस जाएं।

चूंकि प्रोग्राम काउंटर (वैचारिक रूप से) मेमोरी सेल का सेट होने के कारण इसे एएलयू (ALU) में की गई गणनाओं द्वारा बदला जा सकता है। प्रोग्राम काउंटर में 100 जोड़ने से अगला निर्देश प्रोग्राम के नीचे अगले 100 स्थानों से पढ़ा जाएगा। प्रोग्राम काउंटर को संशोधित करने वाले निर्देश अक्सर "कूद" के रूप में जाने जाते हैं जो लूप (ऐसे निर्देश जो कंप्यूटर द्वारा दोहराए जाते हैं) तथा निर्देश व निष्पादन (नियंत्रण प्रवाह के दोनों उदाहरण) की अनुमति देते हैं।

एक निर्देश को संसाधित करने के लिए नियंत्रण इकाई द्वारा किए जाने वाले संचालन का क्रम एक छोटे कंप्यूटर प्रोग्राम की तरह काम करता हैI इसी तरह कुछ अन्य जटिल बनावट के सीपीयू भी छोटे संगणक ही होते हैं कंप्यूटर है जिसे माइक्रोसेक्वेंसर कहा जाता हैI जो एक माइक्रोकोड प्रोग्राम चलाने में योगदान देते हैंI

सेन्ट्रल प्रॉसेसिंग यूनिट (सीपीयू)

कंट्रोल यूनिट, एएलयू और रजिस्टरों को सामूहिक रूप से सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (सीपीयू) के रूप में जाना जाता है। प्रारंभिक सीपीयू कई अलग-अलग घटकों से बने होते थे। 1970 के दशक से सीपीयू का निर्माण आमतौर पर एक एकल एमओएस एकीकृत सर्किट चिप पर किया गया है जिसे माइक्रोप्रोसेसर कहा जाता है।

अंकगणित तर्क इकाई (ALU)

एएलयू (ALU -अरिथमेटिक लॉजिक यूनिट) गणितीय एवं तार्किक इकाई है। (एएलयू, सी०पी०यू० का वह महत्वपूर्ण भाग या कम्‍पोनेंट जहॉं प्रोसेसिंग के दौरान निर्देशों का वास्तविक क्रियान्वयन होता है। यह "अंकगणित और तर्क" दो वर्गों के संचालन करने में सक्षम हैI) [91] अंकगणितीय संक्रियाओं का सेट जो एक विशेष एएलयू का समर्थन करता है वे जोड़ और घटाव तक सीमित हो सकता है, या इसमें गुणा, भाग, त्रिकोणमिति फ़ंक्शन जैसे साइन, कोसाइन, आदि और वर्गमूल शामिल हो सकते हैं। कुछ केवल पूर्ण संख्याओं ( पूर्णांक ) पर काम कर सकते हैंI जबकि अन्य वास्तविक संख्याओं का प्रतिनिधित्व करने के लिए फ़्लोटिंग पॉइंट का उपयोग करते हैंI हालाँकि कोई भी कंप्यूटर जो केवल सबसे सरल संचालन क्रिया करने में सक्षम है उसे अधिक जटिल संचालनों को सरल चरणों में तोड़ने के लिए नियोजित किया जा सकता हैI यही वजह है किसी भी कंप्यूटर को किसी भी अंकगणितीय संचालन को पूरा करने के लिए योजनाबद्ध किया जा सकता है I हालाँकि यदि एएलयू (ALU) सीधे संचालन का समर्थन नहीं करता है ऐसा करने में अधिक समय लगेगा । एक एएलयू संख्याओं की तुलना भी कर सकता है और बूलियन सत्य मान (सत्य या गलत) लौटा सकता है जो इस पर निर्भर करता है कि क्या एक दूसरे के बराबर हैI उससे बड़ा है या उससे कम है ("65 से 64 बड़ा है?" ) तर्क संचालन में बूलियन तर्क शामिल हैI ये जटिल सशर्त विवरण बनाने और बूलियन तर्क को संसाधित करने के लिए उपयोगी हो सकते हैं।

सुपरस्केलर कंप्यूटर में कई एएलयू (ALU) हो सकते हैं जिससे वे एक साथ कई निर्देशों को संसाधित कर सकते हैं। [92] सिमड और एमआईएमडी सुविधाओं वाले ग्राफिक्स प्रोसेसर और कंप्यूटर में अक्सर एएलयू होते हैं जो वैक्टर और मैट्रिस पर अंकगणित कर सकते हैं।

मेमोरी

1960 के दशक में मैग्नेटिक-कोर मेमोरी ( चुंबकीय कोर का उपयोग करके) पसंद की कंप्यूटर मेमोरी थी, जब तक कि इसे सेमीकंडक्टर मेमोरी ( एमओएस मेमोरी सेल्स का उपयोग करके) द्वारा प्रतिस्थापित नहीं किया गया था।

कंप्यूटर की स्मृति (मेमोरी) को उन कक्षों की सूची के रूप में देखा जा सकता है जिनमें संख्याओं को रखा या पढ़ा जा सकता है। प्रत्येक सेल में एक क्रमांकित "पता" होता है और यह एक ही नंबर संग्रहीत कर सकता है। कंप्यूटर को निर्देश दिया जा सकता है कि "नंबर 123 को सेल नंबर 1357 में डालें" या "सेल 1357 में जो नंबर है उसे सेल 2468 में संख्या में जोड़ें और उत्तर को सेल 1595 में डालें।" स्मृति में संग्रहीत जानकारी व्यावहारिक रूप से किसी भी चीज़ का प्रतिनिधित्व कर सकती है। अक्षरों, संख्याओं, यहां तक कि कंप्यूटर निर्देशों को भी समान आसानी से स्मृति में रखा जा सकता है। चूंकि सीपीयू विभिन्न प्रकार की सूचनाओं के बीच अंतर नहीं करता है इसलिए यह सॉफ्टवेयर की जिम्मेदारी है कि स्मृति (मेमोरी) को संख्याओं की एक श्रृंखला के अलावा और कुछ नहीं के रूप में महत्व दिया जाए।

लगभग सभी आधुनिक कंप्यूटरों में, प्रत्येक मेमोरी सेल को आठ बिट्स (जिसे बाइट कहा जाता है) के समूहों में बाइनरी नंबर स्टोर करने के लिए स्थापित किया जाता है। प्रत्येक बाइट 256 विभिन्न संख्याओं (2 8 = 256) का प्रतिनिधित्व करने में सक्षम है; या तो 0 से 255 या −128 से +127 तक। बड़ी संख्या में स्टोर करने के लिए लगातार कई बाइट्स का उपयोग किया जा सकता है (आमतौर पर, दो, चार या आठ)। जब ऋणात्मक संख्याओं की आवश्यकता होती है, तो वे आमतौर पर दो के पूरक संकेतन में संग्रहीत होते हैं। अन्य व्यवस्थाएं संभव हैं लेकिन आमतौर पर विशेष अनुप्रयोगों या ऐतिहासिक संदर्भों के बाहर नहीं देखी जाती हैं। एक कंप्यूटर में यदि संख्यानुसार प्रतिनिधित्व किया जा सके तो संगणक स्मृति में किसी भी तरह जानकारी स्टोर कर सकते हैंI आधुनिक कंप्यूटरों में अरबों या खरबों बाइट स्मृति (मेमोरी) होती है।

सीपीयू में स्मृति (मेमोरी सेल) का एक विशेष सेट होता है जिसे रजिस्टर कहा जाता है जिसे मुख्य स्मृति (मेमोरी) क्षेत्र की तुलना में बहुत अधिक तेजी से पढ़ा और लिखा जा सकता है। सीपीयू के प्रकार के आधार पर आमतौर पर दो से एक सौ रजिस्टर होते हैं। हर बार डेटा की आवश्यकता होने पर मुख्य स्मृति (मेमोरी) तक पहुँचने से बचने के लिए सबसे अधिक बार आवश्यक डेटा आइटम के लिए रजिस्टरों का उपयोग किया जाता है।

कंप्यूटर मुख्य मेमोरी दो प्रमुख किस्मों में आती है:

रैम को किसी भी समय सीपीयू द्वारा आदेशित किया जा सकता है और पढ़ा जा सकता है लेकिन रोम डेटा और सॉफ्टवेयर के साथ पहले से लोड होता है जो कभी नहीं बदलता है, इसलिए सीपीयू केवल इसे पढ़ सकता है। रोम का उपयोग आमतौर पर कंप्यूटर के प्रारंभिक स्टार्ट-अप निर्देशों को संग्रहीत करने के लिए किया जाता है। सामान्य तौर पर, कंप्यूटर की शक्ति बंद होने पर रैम की सामग्री मिट जाती है लेकिन रोम अपने डेटा को अनिश्चित काल तक बरकरार रखता है। एक पीसी में रोम में एक विशेष प्रोग्राम होता है जिसे BIOS कहा जाता है जो कंप्यूटर के परिचालन प्रक्रिया (ऑपरेटिंग सिस्टम) को हार्ड डिस्क ड्राइव से रैम में लोड करने के लिए ऑर्केस्ट्रेट करता है जब भी कंप्यूटर चालू या रीसेट होता है। एम्बेडेड कंप्यूटरों में जिनमें अक्सर डिस्क ड्राइव नहीं होते हैं सभी आवश्यक सॉफ़्टवेयर रोम में संग्रहीत किए जा सकते हैं। रोम में संग्रहीत सॉफ़्टवेयर को अक्सर फ़र्मवेयर कहा जाता है, क्योंकि यह सॉफ़्टवेयर की तुलना में हार्डवेयर की तरह अधिक है। फ्लैश मेमोरी रोम और रैम के बीच अंतर को धुंधला कर देती है, क्योंकि यह बंद होने पर अपने डेटा को बरकरार रखती है लेकिन फिर से लिखने योग्य भी होती है। यह आमतौर पर पारंपरिक रोम और रैम की तुलना में बहुत धीमा है इसलिए जहां उच्च गति अनावश्यक है इसका उपयोग उन अनुप्रयोगों तक ही सीमित हैI [lower-alpha 4]

अधिक परिष्कृत कंप्यूटरों में एक या अधिक रैम कैश मेमोरी हो सकती है, जो रजिस्टरों की तुलना में धीमी होती है लेकिन मुख्य स्मृति (मेमोरी) से तेज होती है। आम तौर पर इस प्रकार के कैश वाले कंप्यूटरों को प्रोग्रामर की ओर से किसी हस्तक्षेप की आवश्यकता के बिना अक्सर आवश्यक डेटा को स्वचालित रूप से कैश में स्थानांतरित करने के लिए डिज़ाइन किया जाता हैI

इनपुट/आउटपुट (I/O)

हार्ड डिस्क ड्राइव कंप्यूटर के साथ उपयोग किए जाने वाले सामान्य स्टोरेज डिवाइस हैं।

इनपुट/आउटपुट वह माध्यम है जिसके द्वारा कंप्यूटर बाहरी दुनिया के साथ सूचनाओं का आदान-प्रदान करता है। [94] वे उपकरण जो कंप्यूटर को इनपुट या आउटपुट प्रदान करते हैं वे पेरिफेरल कहलाते हैं। [95] एक विशिष्ट व्यक्तिगत कंप्यूटर पर, बाह्य उपकरणों में कीबोर्ड और माउस जैसे इनपुट डिवाइस, डिस्प्ले और प्रिंटर जैसे आउटपुट उपकरण शामिल होते हैं। हार्ड डिस्क ड्राइव, फ्लॉपी डिस्क ड्राइव और ऑप्टिकल डिस्क ड्राइव इनपुट और आउटपुट उपकरण दोनों के रूप में काम करते हैं। कंप्यूटर नेटवर्किंग इनपुट/आउटपुट का दूसरा रूप है। इनपुट/आउटपुट डिवाइस अपने सीपीयू (CPU) और मेमोरी के साथ अपने आप में जटिल कंप्यूटर होते हैं उनके एक ग्राफिक्स प्रोसेसिंग यूनिट में पचास या अधिक छोटे कंप्यूटर हो सकते हैं जो 3D ग्राफिक्स प्रदर्शित करने के लिए आवश्यक गणना करते हैं।  आधुनिक डेस्कटॉप कंप्यूटरों में कई छोटे कंप्यूटर होते हैं जो इनपुट/आउटपुट देने में मुख्य तौर पर सीपीयू की सहायता करते हैं। 2016-युग के फ्लैट स्क्रीन डिस्प्ले में कंप्यूटर का स्वयं का सर्किटरी होता है।

बहु कार्यण

जब एक कंप्यूटर को इसकी मुख्य स्मृति (मेमोरी) में संग्रहीत एक विशाल प्रोग्राम को चलाने के रूप में देखा जा सकता हैI कुछ प्रणालियों में एक साथ कई प्रोग्राम चलाने की उपस्थिति देना आवश्यक है। यह मल्टीटास्किंग द्वारा प्राप्त किया जाता है अर्थात प्रत्येक प्रोग्राम को बारी-बारी से चलाने के बीच कंप्यूटर का तेजी से स्विच होना मल्टीटास्किंग है । [96] यह एक विशेष सिग्नल द्वारा संचालित होता है जिसे इंटरप्ट कहा जाता हैI जो समय-समय पर कंप्यूटर को निर्देशों को निष्पादित करना बंद कर सकता है या किसी अन्य तरह से संचालित करता है । यदि कई प्रोग्राम "एक ही समय में" चल रहे हैं। तब इंटरप्ट जनरेटर प्रति सेकंड कई सौ व्यवधान पैदा कर सकता है जिससे हर बार प्रोग्राम स्विच हो सकता है। चूंकि आधुनिक कंप्यूटर आमतौर पर मानवीय धारणा की तुलना में परिमाण के कई आदेशों को तेजी से निष्पादित करते हैं, ऐसा प्रतीत होता है कि एक ही समय में कई प्रोग्राम चल रहे हैं I मल्टीटास्किंग की इस पद्धति को कभी-कभी "टाइम-शेयरिंग" कहा जाता है क्योंकि प्रत्येक प्रोग्राम को बारी-बारी से समय का "स्लाइस" आवंटित किया जाता है। [97]

अनुमान लगाया जाये तो प्रतीत होता है मल्टीटास्किंग एक ऐसे कंप्यूटर का कारण होगा जो कई प्रोग्रामों के बीच स्विच कर रहा हैI यदि कोई प्रोग्राम उपयोगकर्ता द्वारा माउस पर क्लिक करने या कीबोर्ड पर एक कुंजी दबाए जाने की प्रतीक्षा कर रहा ह, तो वह उस घटना के घटित होने तक कालखंड नहीं लेगा जिसका वह इंतजार कर रहा है। यह अन्य कार्यक्रमों को निष्पादित करने के लिए समय को मुक्त करता है ताकि अस्वीकार्य गति हानि के बिना कई कार्यक्रम एक साथ चलाए जा सकें।

बहु संसाधन

क्रे ने कई सुपर कंप्यूटरों को डिजाइन किया जो कि बहु-प्रसंस्करण का भारी उपयोग करते थे।

कुछ कंप्यूटरों को बहु संसाधन संरूपण (मल्टीप्रोसेसिंग कॉन्फ़िगरेशन) तरह से कार्य हेतु बनाया गया हैI ऐसे कंप्यूटर जो कई सीपीयू में अपने कार्य को वितरित करने में सक्षम होते हैंI यह एक तकनीक है जो एक बार केवल बड़ी और शक्तिशाली मशीनों जैसे सुपर कंप्यूटर, मेनफ्रेम कंप्यूटर और सर्वर में नियोजित होती है। मल्टीप्रोसेसर और मल्टी-कोर युक्त (एकल एकीकृत सर्किट पर कई सीपीयू) व्यक्तिगत और लैपटॉप कंप्यूटर अब व्यापक रूप में परिणामस्वरूप बाजारों में तेजी से उपयोग किए जा रहे हैं।

विशेष रूप से सुपर कंप्यूटर में अक्सर कई अद्वितीय आर्किटेक्चर होते हैं जो बुनियादी संग्रहीत-प्रोग्राम आर्किटेक्चर और सामान्य-उद्देश्य वाले कंप्यूटरों से महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होते हैं। [lower-alpha 5] वे अक्सर हजारों सीपीयू, अनुकूलित हाई-स्पीड इंटरकनेक्ट और विशेष कंप्यूटिंग हार्डवेयर की सुविधा देते हैं। इस तरह के डिजाइन केवल विशिष्ट कार्यों के लिए उपयोगी होते हैंI क्योंकि बड़े पैमाने पर कार्यक्रम संगठन को एक साथ उपलब्ध संसाधनों का सफलतापूर्वक उपयोग करने की आवश्यकता होती है। सुपरकंप्यूटर आमतौर पर बड़े पैमाने पर सिमुलेशन, ग्राफिक्स रेंडरिंग और क्रिप्टोग्राफी अनुप्रयोगों के साथ-साथ अन्य तथाकथित " उलझावयुक्त समानांतर " कार्यों के उपयोग में देखे जाते हैं I

सॉफ्टवेयर

सॉफ्टवेयर कंप्यूटर के उन हिस्सों को संदर्भित करता है जिनमें भौतिक रूप नहीं होता है जैसे प्रोग्राम, डेटा, प्रोटोकॉल इत्यादि। सॉफ्टवेयर कंप्यूटर सिस्टम का वह हिस्सा है जिसमें भौतिक हार्डवेयर के विपरीत एन्कोडेड जानकारी या कंप्यूटर निर्देश होते हैं, जिससे सिस्टम बनाया गया है। कंप्यूटर सॉफ्टवेयर में कंप्यूटर प्रोग्राम, पुस्तकालय और संबंधित गैर-निष्पादन योग्य डेटा जैसे ऑनलाइन दस्तावेज़ीकरण या डिजिटल मीडिया शामिल हैं। इसे अक्सर सिस्टम सॉफ़्टवेयर और एप्लिकेशन सॉफ़्टवेयर में विभाजित किया जाता है कंप्यूटर हार्डवेयर और सॉफ़्टवेयर को एक-दूसरे की आवश्यकता होती है और न ही वास्तविक रूप से इसका उपयोग किया जा सकता है। जब सॉफ़्टवेयर को हार्डवेयर में संग्रहीत किया जाता है जिसे आसानी से संशोधित नहीं किया जा सकता है जैसे आईबीएम पीसी संगत कंप्यूटर में BIOS ROM के साथ, इसे कभी-कभी "फर्मवेयर" कहा जाता है।

ऑपरेटिंग सिस्टम / सिस्टम सॉफ्टवेयर यूनिक्स और बीएसडी UNIX सिस्टम V, IBM AIX, HP-UX, Solaris ( SunOS ), IRIX, BSD ऑपरेटिंग सिस्टम की सूची
लिनक्स लिनक्स वितरण की सूची, लिनक्स वितरण की तुलना
माइक्रोसॉफ़्ट विंडोज़ विंडोज 95, विंडोज 98, विंडोज एनटी, विंडोज 2000, विंडोज एमई, विंडोज एक्सपी, विंडोज विस्टा, विंडोज 7, विंडोज 8, विंडोज 8.1, विंडोज 10, विंडोज 11
करने योग्य 86-डॉस (क्यूडीओएस), आईबीएम पीसी डॉस, एमएस-डॉस, डीआर-डॉस, फ्रीडॉस
मैकिंटोश ऑपरेटिंग सिस्टम क्लासिक मैक ओएस, मैकओएस (पहले ओएस एक्स और मैक ओएस एक्स)
एंबेडेड और रीयल-टाइम एम्बेडेड ऑपरेटिंग सिस्टम की सूची
प्रयोगात्मक बेल लैब्स से अमीबा, ओबेरॉन - एओएस, ब्लूबॉटल, ए2, प्लान 9
पुस्तकालय मल्टीमीडिया डायरेक्टएक्स, ओपनजीएल, ओपनएएल, वल्कन (एपीआई)
प्रोग्रामिंग लाइब्रेरी सी मानक पुस्तकालय, मानक टेम्पलेट पुस्तकालय
जानकारी शिष्टाचार टीसीपी/आईपी, केर्मिट, एफ़टीपी, एचटीटीपी, एसएमटीपी
फाइल प्रारूप एचटीएमएल, एक्सएमएल, जेपीईजी, एमपीईजी, पीएनजी
प्रयोक्ता इंटरफ़ेस ग्राफिकल यूजर इंटरफेस ( डब्ल्यूआईएमपी ) माइक्रोसॉफ्ट विंडोज, गनोम, केडीई, क्यूएनएक्स फोटॉन, सीडीई, जेम, एक्वा
टेक्स्ट-आधारित यूजर इंटरफेस कमांड लाइन इंटरफेस, टेक्स्ट यूजर इंटरफेस
एप्लीकेशन सॉफ्टवेयर कई कमरों वाला कार्यालय वर्ड प्रोसेसिंग, डेस्कटॉप पब्लिशिंग, प्रेजेंटेशन प्रोग्राम, डेटाबेस मैनेजमेंट सिस्टम, शेड्यूलिंग एंड टाइम मैनेजमेंट, स्प्रेडशीट, अकाउंटिंग सॉफ्टवेयर
इंटरनेट का उपयोग ब्राउज़र, ईमेल क्लाइंट, वेब सर्वर, मेल ट्रांसफर एजेंट, इंस्टेंट मैसेजिंग
डिजाइन और निर्माण कंप्यूटर एडेड डिजाइन, कंप्यूटर एडेड मैन्युफैक्चरिंग, प्लांट मैनेजमेंट, रोबोटिक मैन्युफैक्चरिंग, सप्लाई चेन मैनेजमेंट
ग्राफिक्स रास्टर ग्राफिक्स एडिटर, वेक्टर ग्राफिक्स एडिटर, 3 डी मॉडलर, एनिमेशन एडिटर, 3 डी कंप्यूटर ग्राफिक्स, वीडियो एडिटिंग, इमेज प्रोसेसिंग
ऑडियो डिजिटल ऑडियो संपादक, ऑडियो प्लेबैक, मिश्रण, ऑडियो संश्लेषण, कंप्यूटर संगीत
सॉफ्टवेयर इंजीनियरिंग कंपाइलर, असेंबलर, इंटरप्रेटर, डीबगर, टेक्स्ट एडिटर, इंटीग्रेटेड डेवलपमेंट एनवायरनमेंट, सॉफ्टवेयर परफॉर्मेंस एनालिसिस, रिवीजन कंट्रोल, सॉफ्टवेयर कॉन्फिगरेशन मैनेजमेंट
शिक्षात्मक शिक्षा, शैक्षिक खेल, गंभीर खेल, उड़ान सिम्युलेटर
खेल रणनीति, आर्केड, पहेली, अनुकरण, प्रथम-व्यक्ति शूटर, प्लेटफ़ॉर्म, व्यापक रूप से मल्टीप्लेयर, इंटरएक्टिव फिक्शन
विविध आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस, एंटीवायरस सॉफ्टवेयर, मालवेयर स्कैनर, इंस्टालर / पैकेज मैनेजमेंट सिस्टम, फाइल मैनेजर

भाषाएं

हजारों अलग-अलग प्रोग्रामिंग भाषाएं हैं- कुछ सामान्य उद्देश्य के लिए अभिप्रेत हैं, अन्य केवल अत्यधिक विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी हैं।

प्रोग्रामिंग की भाषाएँ
प्रोग्रामिंग भाषाओं की सूची प्रोग्रामिंग भाषाओं की समयरेखा, श्रेणी के अनुसार प्रोग्रामिंग भाषाओं की सूची, प्रोग्रामिंग भाषाओं की पीढ़ीगत सूची, प्रोग्रामिंग भाषाओं की सूची, गैर-अंग्रेजी-आधारित प्रोग्रामिंग भाषाएं
आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली असेंबली लैंग्वेज एआरएम, एमआईपीएस, x86
आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली हाई-लेवल प्रोग्रामिंग लैंग्वेज एडीए, बेसिक, सी, सी ++, सी #, कोबोल, फोरट्रान, पीएल/आई, आरईएक्सएक्स, जावा, लिस्प, पास्कल, ऑब्जेक्ट पास्कल
आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली स्क्रिप्टिंग भाषाएं बॉर्न स्क्रिप्ट, जावास्क्रिप्ट, पायथन, रूबी, पीएचपी, पर्ल

प्रोग्राम्स

आधुनिक संगणक (कंप्यूटरों) को निर्देशित (प्रोग्राम) किया जा सकता है यह आधुनिक संगणक की विशेषता परिभाषित को करती हैI जो उन्हें अन्य सभी मशीनों से अलग करती हैI कहने का तात्पर्य यह है कि कंप्यूटर को कुछ प्रकार के निर्देश ( प्रोग्राम ) दिए जा सकते हैं और यह उन्हें क्रियान्वित (प्रोसेस )करने में सक्षम होगा । वॉन न्यूमैन वास्तुकला पर आधारित आधुनिक कंप्यूटरों में अक्सर अनिवार्य प्रोग्रामिंग भाषा के रूप में मशीन कोड होता है। व्यावहारिक रूप सेए क कंप्यूटर प्रोग्राम केवल कुछ निर्देश हो सकता है या कई लाखों निर्देशों तक विस्तारित हो सकता हैI उदाहरण के लिए वर्ड प्रोसेसर और वेब ब्राउज़र के प्रोग्राम। एक विशिष्ट आधुनिक कंप्यूटर प्रति सेकंड ( गीगाफ्लॉप्स ) अरबों निर्देशों को निष्पादित कर सकता हैI कई वर्षों के संचालन में शायद ही कभी गलती करता है। कई मिलियन निर्देशों वाले बड़े कंप्यूटर प्रोग्राम को लिखने में प्रोग्रामर की टीमों को वर्षों लग सकते हैं I कार्य की जटिलता के कारण निश्चित रूप से त्रुटियां होना भी स्वाभाविक होगा I

स्टोर्ड प्रोग्राम्स आर्किटेक्चर

मैनचेस्टर, इंग्लैंड में विज्ञान और उद्योग के संग्रहालय में, मैनचेस्टर बेबी की प्रतिकृति, दुनिया का पहला इलेक्ट्रॉनिक संग्रहीत-प्रोग्राम कंप्यूटर है।

यह खंड सबसे आम रैम मशीन- आधारित कंप्यूटरों पर लागू होता है।

ज्यादातर मामलों में कंप्यूटर निर्देश सरल होते हैंI जैसे एक नंबर को दूसरे में जोड़नाI कुछ डेटा को एक स्थान से दूसरे स्थान पर ले जानाI किसी बाहरी डिवाइस को संदेश भेजें आदि। इन निर्देशों को कंप्यूटर की स्मृति( मेमोरी ) से पढ़ा जाता हैI आमतौर पर उन्हें दिए गए क्रम में निष्पादित किया जाता है। हालांकि कंप्यूटर प्रोग्राम में किसी अन्य स्थान पर आगे या पीछे कूदने और वहां से निष्पादित करने के लिएआमतौर पर विशेष निर्देश होते हैं। इन्हें "कूद" निर्देश (या शाखाएं ) कहा जाता है। इसके अलावा कूदने के निर्देश सशर्त रूप से होने के लिए बनाए जा सकते हैं ताकि कुछ पिछली गणना या किसी बाहरी घटना के परिणाम के आधार पर निर्देशों के विभिन्न अनुक्रमों का उपयोग किया जा सके। कई कंप्यूटर सीधे सबरूटीन का समर्थन करते हैं जो उस स्थान को "याद रखता है" जहां से वह एकस्थान छोड़ कर आगे आया था I

कार्यक्रम निष्पादन की तुलना किसी पुस्तक को पढ़ने से की जा सकती है। कल्पना करिये एक व्यक्ति सामान्य रूप से प्रत्येक शब्द और पंक्ति को क्रम से पढ़ता है तो उन अनुभागों को छोड़ सकते हैं जो रुचि के नहीं हैं। इसी तरह एक कंप्यूटर कंप्यूर भी कभी- आंतरिक स्थिति पूर होने तक प्रोग्राम के कुछ सेक्शन में निर्देशों को बार-बार दोहरा सकता है। इसे प्रोग्राम के भीतर नियंत्रण का प्रवाह कहा जाता हैI नियंत्रण का प्रवाह स्थिति वह है जब कंप्यूटर को मानवीय हस्तक्षेप के बिना बार-बार कार्य करने की अनुमति दी जाती हैI

तुलनात्मक रूप से पॉकेट कैलकुलेटर का उपयोग करने वाला व्यक्ति बुनियादी अंकगणितीय संचालन (ऑपरेशन) कर सकता है जैसे कि कुछ बटन प्रेस करने के साथ दो नंबर जोड़ना। लेकिन 1 से 1,000 तक की सभी संख्याओं को एक साथ जोड़ने के लिए हजारों बटन दबाने होते इससे गलती की निश्चितता के साथ बहुत समय लगना तय  है । दूसरी ओर, कुछ सरल निर्देशों के साथ ऐसा करने के लिए कंप्यूटर को प्रोग्राम किया जा सकता है। निम्नलिखित उदाहरण होते हैं MIPS असेंबली भाषा में लिखा गया शब्दI

इस प्रोग्राम को चलाने के लिए कंप्यूटर बिना किसी मानवीय हस्तक्षेप के दोहराए जाने वाले अतिरिक्त कार्य को करेगा। एक आधुनिक पर्सनल कम्प्यूटर (पीसी) बिना गलती करते हुए एक सेकंड के एक अंश में कार्य को पूरा कर सकता है।

यह सभी देखें

टिप्पणियाँ

बाहरी संबंध

स्त्रोत

संदर्भ

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  1. ↑ The Intel 4004 (1971) die was 12 mm2, composed of 2300 transistors; by comparison, the Pentium Pro was 306 mm2, composed of 5.5 million transistors.[84]
  2. ↑ The control unit's role in interpreting instructions has varied somewhat in the past. Although the control unit is solely responsible for instruction interpretation in most modern computers, this is not always the case. Some computers have instructions that are partially interpreted by the control unit with further interpretation performed by another device. For example, EDVAC, one of the earliest stored-program computers, used a central control unit that interpreted only four instructions. All of the arithmetic-related instructions were passed on to its arithmetic unit and further decoded there.
  3. ↑ Instructions often occupy more than one memory address, therefore the program counter usually increases by the number of memory locations required to store one instruction.
  4. ↑ Flash memory also may only be rewritten a limited number of times before wearing out, making it less useful for heavy random access usage.[93]
  5. ↑ However, it is also very common to construct supercomputers out of many pieces of cheap commodity hardware; usually individual computers connected by networks. These so-called computer clusters can often provide supercomputer performance at a much lower cost than customized designs. While custom architectures are still used for most of the most powerful supercomputers, there has been a proliferation of cluster computers in recent years.[98]
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