কম্পিউটার কীভাবে কাজ করে :MD. SIDDIKUR RAHMAN

 

কম্পিউটার কীভাবে কাজ করে

  MD. SIDDIKUR RAHMAN

তোমাদের মনে অনেকেরই প্রশ্ন রয়েছে কম্পিউটার কীভাবে কাজ করে!!! এজন্য আমাদের কম্পিউটার এর গঠন সম্পর্কে জানতে হবে | কম্পিউটার এর সব রকমের জটিল জটিল বিষয়গুলো সমাধান করে (০,১) এর মাধ্যমে | শুনতে অবাক হলেও এই দুই সংখ্যা পদ্ধতি ব্যাবহার করে কম্পিউটার কাজ ক্ক্রে থাকে |

কম্পিউটার একটি জটিল যন্ত্র যা বিভিন্ন প্রক্রিয়া এবং উপাদান নিয়ে গঠিত। এটি মূলত চারটি ধাপে কাজ করে: ইনপুট, প্রসেসিং, মেমরি, এবং আউটপুট। তবে কম্পিউটার কেবলমাত্র বাইনারি সংখ্যা (0 এবং 1) ব্যবহার করেই সমস্ত কাজ সম্পন্ন করে। নিচে এই প্রক্রিয়াটি বিস্তারিতভাবে আলোচনা করা হলো।

 ১. ইনপুট সংগ্রহ

ইনপুট ডিভাইসের মাধ্যমে ব্যবহারকারী তথ্য প্রদান করে। ইনপুট ডিভাইসগুলো যেমন কীবোর্ড, মাউস, স্ক্যানার ইত্যাদি ব্যবহার করে তথ্য কম্পিউটারে প্রবেশ করানো হয়। 

২. তথ্য প্রক্রিয়াকরণ

প্রদত্ত তথ্যগুলো সেন্ট্রাল প্রসেসিং ইউনিট (CPU) দ্বারা প্রক্রিয়াকৃত হয়। CPU দুটি প্রধান অংশ নিয়ে গঠিত: কন্ট্রোল ইউনিট (CU) এবং অ্যারিথমেটিক লজিক ইউনিট (ALU)।

 কন্ট্রোল ইউনিট (CU): এটি ইনপুট থেকে তথ্য গ্রহণ করে, নির্দিষ্ট নির্দেশনা অনুযায়ী তা পরিচালনা করে এবং সঠিক স্থানে পাঠায়।

অ্যারিথমেটিক লজিক ইউনিট (ALU): এটি গাণিতিক (যেমন যোগ, বিয়োগ) এবং লজিক্যাল (যেমন তুলনা, শর্তানুযায়ী কাজ) কাজ সম্পাদন করে।

 ৩. তথ্য সংরক্ষণ

প্রক্রিয়াকৃত তথ্য মেমরিতে সংরক্ষণ করা হয়। মেমরি প্রধানত দুই প্রকার: প্রাথমিক মেমরি (RAM) এবং দ্বিতীয়িক মেমরি (হার্ড ড্রাইভ, SSD)।

RAM (Random Access Memory): 

এটি অস্থায়ী মেমরি, যা কম্পিউটার চালু থাকা অবস্থায় তথ্য সংরক্ষণ করে। কম্পিউটার বন্ধ হলে RAM এর তথ্য মুছে যায়।

হার্ড ড্রাইভ/SSD: এটি স্থায়ী মেমরি, যা দীর্ঘমেয়াদী তথ্য সংরক্ষণ করে। কম্পিউটার বন্ধ হলেও এই মেমরি তথ্য সংরক্ষণ করে রাখে।

৪. আউটপুট প্রদান

প্রক্রিয়াকৃত এবং সংরক্ষিত তথ্য আউটপুট ডিভাইসের মাধ্যমে ব্যবহারকারীর কাছে পৌঁছে দেওয়া হয়। সাধারণ আউটপুট ডিভাইসের মধ্যে মনিটর, প্রিন্টার, স্পিকার ইত্যাদি অন্তর্ভুক্ত।

কম্পিউটারের কাজ করার প্রক্রিয়া! 

কম্পিউটারের কাজ করার প্রক্রিয়া মূলত নিম্নলিখিত ধাপগুলো অনুসরণ করে:

1. ইননপুট

   ব্যবহারকারী কীবোর্ড বা মাউসের মাধ্যমে তথ্য প্রদান করে।

2. ফেচ (Fetch):

   কন্ট্রোল ইউনিট (CU) ইনপুট ডিভাইস থেকে তথ্য গ্রহণ করে।

3. ডিকোড (Decode):

   কন্ট্রোল ইউনিট (CU) প্রাপ্ত তথ্যকে ডিকোড করে, অর্থাৎ কোন নির্দেশনা অনুসরণ করতে হবে তা নির্ধারণ করে।

4. এক্সিকিউট (Execute):

   অ্যারিথমেটিক লজিক ইউনিট (ALU) ডিকোড করা নির্দেশনা অনুসারে কাজ সম্পাদন করে। 

5. স্টোর (Store):

   প্রক্রিয়াজাত তথ্য RAM বা হার্ড ড্রাইভে সংরক্ষণ করা হয়।

6. আউটপুট:

   প্রক্রিয়াজাত তথ্য আউটপুট ডিভাইসের মাধ্যমে ব্যবহারকারীর কাছে প্রদর্শিত হয়।

 বাইনারি সংখ্যা কীভাবে কাজ করে

কম্পিউটার শুধুমাত্র বাইনারি সংখ্যা (0 এবং 1) ব্যবহার করে কাজ করে। এটি সম্ভব হয় কারণ প্রতিটি ডেটা বা নির্দেশনা বাইনারি আকারে রূপান্তরিত হয়। নিচে এর প্রক্রিয়াটি ব্যাখ্যা করা হলো:

1. বাইনারি সংখ্যা পদ্ধতি:

   কম্পিউটার সকল ডেটা এবং নির্দেশনা বাইনারি সংখ্যা হিসেবে সংরক্ষণ করে। 0 এবং 1 দ্বারা তৈরি এই সংখ্যা পদ্ধতি সহজেই বৈদ্যুতিক সংকেত (on/off) হিসেবে উপস্থাপন করা যায়।

2. বুলিয়ান লজিক:

   বাইনারি সংখ্যা বুলিয়ান লজিকের উপর ভিত্তি করে কাজ করে। বুলিয়ান লজিক হল এমন একটি অ্যালজেব্রা যা শুধুমাত্র দুইটি মান নিয়ে কাজ করে: সত্য (1) এবং মিথ্যা (0)। এই লজিকের সাহায্যে লজিক্যাল গেট তৈরি করা হয়, যেমন AND, OR, NOT গেট।

3. লজিক্যাল গেট:

   লজিক্যাল গেটগুলো বাইনারি সংখ্যাকে প্রক্রিয়া করে। উদাহরণস্বরূপ, AND গেট দুইটি ইনপুট গ্রহণ করে এবং যদি উভয় ইনপুট 1 হয়, তবেই আউটপুট 1 প্রদান করে, অন্যথায় 0 প্রদান করে।

4. ইনস্ট্রাকশন সেট:

   প্রতিটি প্রসেসর একটি নির্দিষ্ট ইনস্ট্রাকশন সেট অনুসরণ করে, যা বাইনারি সংখ্যা দ্বারা উপস্থাপিত। এই ইনস্ট্রাকশন সেট প্রসেসরের বিভিন্ন কাজ নির্ধারণ করে, যেমন: তথ্য স্থানান্তর, গাণিতিক কাজ, শর্তানুযায়ী কাজ ইত্যাদি।

এবার তোমাদের মনে প্রশ্ন আসতে পারে শুধুমাত্র (০,১) ব্যাবহার করে কম্পিউটার কীভাবে এত ছবি, ভিডিও, অডিও, বিভিন্ন গানিতিক সমাধান ইত্যাদি করে থাকে | 

• কম্পিউটার সব ধরণের তথ্য বাইনারি (0 এবং 1) হিসাবে সংরক্ষণ ও প্রক্রিয়াকরণ করে। এটি কিছু নির্দিষ্ট ধাপের মাধ্যমে করে থাকে:

ডেটা রেপ্রেজেন্টেশন (তথ্য উপস্থাপন):

ছবি: পিক্সেলগুলির মাধ্যমে উপস্থাপিত হয়। প্রতিটি পিক্সেল বাইনারি কোড দ্বারা বর্ণনা করা হয় যা রঙ ও উজ্জ্বলতার তথ্য বহন করে।

ভিডিও: ফ্রেম-বাই-ফ্রেম ছবি এবং অডিও তথ্য নিয়ে গঠিত। প্রতিটি ফ্রেম একটি ছবি এবং সাথে অডিও বাইনারি কোডের মাধ্যমে সংরক্ষিত থাকে।

অডিও: নিরবচ্ছিন্ন অডিও তরঙ্গ ডিজিটাল ফর্ম্যাটে স্যাম্পল করা হয়। প্রতিটি স্যাম্পল একটি নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সি ও অ্যামপ্লিটিউডের বাইনারি উপস্থাপনা।

গাণিতিক সমাধান: বিভিন্ন গাণিতিক অপারেশন বাইনারি ফর্মে করা হয়। বেসিক অপারেশন যেমন যোগ, বিয়োগ, গুণ, ভাগ ইত্যাদি বাইনারি অ্যালগরিদম ব্যবহার করে সম্পন্ন হয়।

প্রসেসিং (প্রক্রিয়াকরণ):

কেন্দ্রীয় প্রক্রিয়াকরণ ইউনিট (CPU): সমস্ত গাণিতিক ও লজিক্যাল অপারেশন সম্পাদন করে।

গ্রাফিক্স প্রসেসিং ইউনিট (GPU): ছবি ও ভিডিও প্রক্রিয়াকরণে বিশেষায়িত। এটি একাধিক প্যারালাল অপারেশন চালাতে সক্ষম।

ডিজিটাল সিগন্যাল প্রসেসর (DSP): অডিও এবং অন্যান্য সিগন্যাল প্রক্রিয়াকরণে ব্যবহৃত হয়।

এলগরিদম এবং সফটওয়্যার:

ইমেজ প্রসেসিং অ্যালগরিদম: ছবি ও ভিডিও প্রসেস করতে ব্যবহৃত হয়। যেমন ফিল্টারিং, কমপ্রেসিং, এনকোডিং ইত্যাদি।

অডিও প্রসেসিং অ্যালগরিদম: শব্দ প্রসেস করতে ব্যবহৃত হয়। যেমন নোইজ রিডাকশন, ইক্যুলাইজেশন ইত্যাদি।

গাণিতিক অ্যালগরিদম: বিভিন্ন গাণিতিক সমস্যার সমাধানে ব্যবহৃত হয়। যেমন সলভার, ইন্টিগ্রেশন, ডিফারেনশিয়েশন ইত্যাদি।

মেমোরি ও স্টোরেজ:

সমস্ত তথ্য মেমোরি এবং স্টোরেজ ডিভাইসে বাইনারি আকারে সংরক্ষিত থাকে। এই ডিভাইসগুলি দ্রুত তথ্য পড়া এবং লেখার কাজ করে।

এভাবেই কম্পিউটার বাইনারি ব্যবহারের মাধ্যমে বিভিন্ন ধরনের কাজ সম্পাদন করে।কম্পিউটার বাইনারি সংখ্যা ব্যবহার করে ছবি, ভিডিও, অডিও এবং গাণিতিক সমস্যা সমাধান করতে সক্ষম হয়। বাইনারি সংখ্যা এবং লজিক্যাল গেটের মাধ্যমে কম্পিউটার সমস্ত তথ্য প্রক্রিয়া করে এবং ব্যবহারকারীর চাহিদা অনুযায়ী সঠিক আউটপুট প্রদান করে। বাইনারি পদ্ধতির মাধ্যমে কাজ করার কারণে কম্পিউটার উচ্চগতির এবং নির্ভুলভাবে বিভিন্ন জটিল কাজ সম্পন্ন করতে পারে।

কম্পিউটারের কাজ করার প্রক্রিয়া খুবই জটিল এবং বিভিন্ন উপাদান এবং ধাপের মাধ্যমে পরিচালিত হয়। ইনপুট গ্রহণ থেকে শুরু করে আউটপুট প্রদান পর্যন্ত প্রতিটি ধাপ সঠিকভাবে পরিচালিত হলে কম্পিউটার নির্ভুলভাবে কাজ সম্পাদন করতে পারে। এই পুরো প্রক্রিয়াটি বুঝতে পারলে আমরা কম্পিউটারের কার্যপ্রণালী সম্পর্কে পরিষ্কার ধারণা পেতে পারি এবং এর সঠিক ব্যবহার করতে পারি।

সোর্চ: 

• "The Elements of Computing Systems: Building a Modern Computer from First Principles " by Noam Nisan and Shimon Schocken
• "Digital Design and Computer Architecture" by David Money Harris and Sarah L. Harris
• "Khan Academy: Computer Science"
• ‘How Computers Work: The Evolution of Technology’ by Ron White
• Digital Image Processing by Rafael C. Gonzalez and Richard E. Woods
• Digital Signal Processing by John G. Proakis and Dimitris K Manolakis
• Computer Organization and Design by David A. Patterson and John L. Hennessy
• Numerical Methods by Richard L. Burden and J. Douglas Faires
• https://en.wikipedia.org/wiki/Computer
• https://en.wikipedia.org/wiki/Central_processing_unit
• https://en.wikipedia.org/wiki/Binary_number