ALU क्या है ? इसकी कार्य , परिभाषा एवं भाग | What is an Arithmetic-Logic Unit?

आज के इस नए टेक्नोलॉजी की दुनिया में कंप्यूटर को कौन नहीं जानता , आज कंप्यूटर इतना जरुरी हो गया है की इसके बिना कोई भी technology का काम अधुरा माना जाता है। यहाँ तक की हमारे फिजिकल कार्यो से लेकर आर्थिक-सामाजिक विकास के कार्यो कार्यो में भी कंप्यूटर का महत्वपूर्ण योगदान रहा है। क्या कभी आपने सोचा है कंप्यूटर कैसे कार्य करता है ?

हाँ भाई हम जानते हैं कंप्यूटर कैसे कार्य करता है ? हमें मत सिखाओ यही कहने वाले हैं न आप । लेकिन आप सिर्फ कंप्यूटर की बाह्य भाग को जानते हैं आतंरिक भाग को नहीं।

आखिर कंप्यूटर एक सेकंड में इतने कठिन कैलकुलेशन को कैसे करता है , एक साथ अनेक कार्य कैसे करता है आज हम इसी टॉपिक में बात करेंगे की कंप्यूटर इतना तेजी से वर्क कैसे करता है और वह multitask को complete कैसे करता है यह मानो तो मनुष्य मष्तिष्क से भी तेज कार्य करता है ।

एक Computer विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक components जैसे - CPU, RAM, ROM, Memory, Monitor, Keyboard, Mouse, Processor, Hard Drive इत्यादि से मिलकर बना होता है जिसका कार्य इंस्ट्रक्शन के अनुसार respons देना होता है।

सीपीयू क्या है ? (What is CPU?)

जिस प्रकार मृत मानव शारीर को चलाने के लिए दिल और दिमाग की आवश्यकत होती है ठीक उसी प्रकार कंप्यूटर को चलाने के लिए Microprocessor की आवश्यकता होती है जिसे Central Processing Unit (CPU) कहा जाता है इसलिए CPU को कंप्यूटर का दिल (Heart) और दिमाग (Brain) कहा जाता है। दिमाग इसलिए क्योकि Memory, Processor, ALU, Motherboard इत्यादि इसी के अंतर्गत् आता है ।

Notes - Operating Systems को कंप्यूटर का आत्मा (Soul) कहा जाता है।

CPU के बारे में हम पहले से ही बता चुके हैं यदि आप CPU क्या है? इसकी परिभाषा, प्रकार, भाग और कार्य नहीं जानते है तो लिंक पर क्लिक कर आप पढ़ सकते है इस आर्टिकल में cpu का ही एक भाग ALU के बारे में पढेंगे ।

ALU क्या है ?(What is Arithmetic Logic Unit)

कंप्यूटिंग में, एक Arithmetic-logic Unit (ALU or ऐ.एल.यू.) combinational digital circuit है जो integer binary numbers पर अंकगणित और बिटवाइज operations करता है।

ALU का full form Arithmetic-Logic Unit होता है। जैसे की ऊपर हमने बताया है कि यह Central Processing Unit (CPU) का ही एक भाग होता है । यह Unit data पर अंकगणितीय क्रियाएं और तार्किक क्रियायें (Arithmetic Operations and Logical Operations) करती है। वास्तविक में यह कुछ निचे इमेज की तरह दिखता है -

Block Diagram of ALU

इसमें ऐसे electronic परिपथ होता है, जो binary अंकगणित की गाड़ना करने में सक्षम होता है। तार्किक क्रियाओं में ALU दो संख्याओं या data की तुलना करता है और प्रक्रियाओं में निर्णय लेने का कार्य करता है। ALU control unit memory से डाटा प्राप्त करता है और memory में ही सूचना को लौटा देता है।

ALU की परिभाषा (Defination of ALU):

एक कंप्यूटर में CPU का वह भाग जिसका उपयोग Arithmentic Operation एवं Logical Operation करने में सक्षम हो उसे Arithmetic Logic Unit कहा जाता है।

यह कंप्यूटर के block diagram में central processing unitके रूप में कार्य करता है । वर्तमान में यह जटिल और शक्तिशाली गणितीय गणनाओं को भी कर सकता है। Input register में संग्रहित आकड़ों, जिसमें एक या अनेक arithmetic operation करना है उन सभी को एक-एक करके CPU process

करता है और उसे output register को भेजता है। Arithmetic Logic Unit के कार्य को समझने के लिए आपको Boolean algebra के logic gates को समझना होगा। जिसमें AND, OR और NOT logic gates को विस्तार से परिभाषित किया गया है साथ में binary number पर addition, subtraction, multiplication और division किस प्रकार किया जाता है इसे भी समझना होगा।

What actions can an ALU perform?

ALU तीन प्रकार के ऑपरेशन करता है, जो -

अंकगणितीय संचालन जैसे जोड़ / घटाव (Addition, Subtraction)
तार्किक संचालन जैसे AND, OR, आदि और
डेटा संचलन संचालन जैसे Load and Store

Note - ALU के अंकगणितीय कार्यो को विस्तार से अगले आर्टिकल में पढेंगे जिसका लिंक मैं इस आर्टिकल में दे दूंगा ।

ALU, का circuit diagram बड़ा ही critical होता है। यह action perform करने के लिए अनेक logic gates का उपयोग करता है logic gates में विभिन्न प्रकार के operation को करने के लिए AND, OR और NOT gates होते हैं। जिन्हें निम्न प्रकार उपयोग में लाते हैं:

Computer पूर्व से बने यंत्रो का एक structure होता है, जिसमें से signal generate व pass किये जाते हैं। इन hardware यंत्रों को logic gates के नाम से जाना जाता है। चूंकि इन hardware device के माध्यम से electronic signal pass किये जाते हैं, जिसके कारण इसे logic gates कहा जाता है।

Logic gates devices को दो अन्य switching circuit and digital circuit नाम से भी जाना जाता है। ये logic gates कई प्रकार के होते हैं जैसे: AND, OR, NOR, NAND, NOT इत्यादि। AND, OR एवं NOT gate के कार्यों को निम्न चित्र से समझ सकते हैं:

Logic Gates

NOT Gate परिणाम को उल्टा कर देता है।

AND Gate एक से अधिक शर्तो में सभी 'सही' होने पर ही परिणाम 'सही' आयेगा, एवं

OR Gate में एक से अधिक शर्तो में यदि एक भी सही है तो भी इसका परिणाम "सही" प्राप्त होगा ।

Components of ALU (ALU के घटक ):

कुछ प्रोसेसर में, ALU को दो इकाइयों में विभाजित किया जाता है: एक Arithmetic Unit (AU) और एक Logic Unit (LU)। Processor के control unit का कार्य instruction register में binarymachine शब्द को decode करना और उचित control signal जारी करना होता है।

control unit निम्न diagram के अनुसार सीधे Arithmetic-logic unit से जुदा हुआ होता है :

Control Unit

Control unit, control signal को ALU को भेजता है जिसमे आवश्यकतानुशार arithmetic एवं लॉजिक गणना करने के बाद उसे अस्थाई रूप से सुरक्षित करने के लिए register set को भेज देता है ।

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