- আর্কিটেকচারের উন্নতি
- উত্স
- মডেল
- - কেন্দ্রীয় প্রক্রিয়াকরণ ইউনিট (সিপিইউ)
- লজিকাল গাণিতিক ইউনিট
- নিয়ন্ত্রণ ইউনিট
- রেকর্ডস
- - স্মৃতি
- - প্রবেশের প্রস্থান
- - বাস
- ভন নিউমান আর্কিটেকচার কীভাবে কাজ করে?
- সন্ধান করা
- পাঠোদ্ধার করা
- চালান
- ভান্ডার
- বোতলের গলা
- সুবিধা
- অপারেটিং সিস্টেমের বিকাশ
- অসুবিধেও
- তথ্যসূত্র
ভন নিউম্যান স্থাপত্য একটি তাত্ত্বিক নকশা যাতে একটি কম্পিউটার একটি প্রোগ্রাম অভ্যন্তরীণভাবে সংরক্ষণ করতে পারেন, প্রায় সকল কম্পিউটারে যে বর্তমানে তৈরি করা হয় ভিত্তি হিসেবে কাজ নয়।
একটি ভন নিউম্যান মেশিনে একটি কেন্দ্রীয় প্রসেসিং ইউনিট থাকে, যার মধ্যে একটি গাণিতিক যুক্তি ইউনিট এবং একটি নিয়ন্ত্রণ ইউনিট, পাশাপাশি একটি প্রধান মেমরি, গৌণ স্টোরেজ এবং ইনপুট / আউটপুট ডিভাইস অন্তর্ভুক্ত থাকে।
সূত্র: ডেভিড স্ট্রিগোই - নিজস্ব কাজ, পাবলিক ডোমেন, কমন্স.উইকিমিডিয়া.অর্গ
এই আর্কিটেকচারটি ধরে নিয়েছে যে প্রতিটি গণনা মেমরি থেকে ডেটা উত্তোলন করে, এটি প্রক্রিয়া করে এবং তারপরে এটিকে মেমোরিতে ফিরিয়ে দেয়।
একটি ভন নিউমান আর্কিটেকচারে, একই মেমরি এবং একই বাস উভয় ডেটা এবং কোনও প্রোগ্রাম কার্যকর করার নির্দেশাবলী উভয়ই সঞ্চয় করতে ব্যবহৃত হয়।
আর্কিটেকচারের উন্নতি
যেহেতু ডেটা এবং প্রোগ্রাম মেমরি একই সময়ে অ্যাক্সেস করা যায় না, ভন নিউম্যান আর্কিটেকচার বাধা এবং কম্পিউটারের কার্যকারিতা দুর্বল হয়ে পড়ে। এটিই ভন নিউউমন বাধা হিসাবে পরিচিত, যেখানে শক্তি, কর্মক্ষমতা এবং ব্যয় প্রভাবিত হয়।
মেমরিতে আসলে কীভাবে ডেটা প্রেরণ করা প্রয়োজন এবং স্থানীয়ভাবে কতটা সংরক্ষণ করা যেতে পারে সে সম্পর্কে পুনর্বিবেচনা করা এই পরিবর্তনগুলির মধ্যে একটি।
এইভাবে, সমস্ত কিছু মেমোরিতে পাঠানোর পরিবর্তে একাধিক ক্যাশে এবং প্রক্সি ক্যাশে প্রসেসরের চিপ থেকে বিভিন্ন ডিভাইসে ডেটা প্রবাহকে হ্রাস করতে পারে।
উত্স
1945 সালে, দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের পরে, দুটি বিজ্ঞানী স্বতন্ত্রভাবে আরও উত্থাপনযোগ্য কম্পিউটার কীভাবে তৈরি করবেন তা উত্থাপন করেছিলেন। তাদের একজন হলেন গণিতবিদ অ্যালান টুরিং এবং অন্যজন ছিলেন সমান মেধাবী বিজ্ঞানী জন ভন নিউম্যান।
ব্রিটিশ অ্যালান টুরিং 'কলসাস' কম্পিউটার ব্যবহার করে ব্লেচলে পার্কে এনিগমা কোডটি ক্র্যাক করার জন্য জড়িত ছিলেন। অন্যদিকে, আমেরিকান জন ভন নিউম্যান প্রথম পারমাণবিক বোমা তৈরির জন্য ম্যানহাটন প্রকল্পে কাজ করে যাচ্ছিল, যার জন্য ম্যানুয়াল গণনার জন্য প্রচুর পরিমাণে প্রয়োজন ছিল।
ততদিন পর্যন্ত, যুদ্ধকালীন কম্পিউটারগুলি আলাদা কোনও কাজ সম্পাদন করার জন্য পুরো মেশিনটিকে পুনরায় সংযুক্ত করে কম বেশি "প্রোগ্রামিং" করেছিল। উদাহরণস্বরূপ, ENIAC নামে প্রথম কম্পিউটারটি আলাদা গণনা করতে পুনরায় সংযোগ করতে তিন সপ্তাহ সময় নিয়েছিল।
নতুন ধারণার মধ্যে রয়েছে যে কোনও স্মৃতিতে কেবল তথ্য সংরক্ষণ করা হয়নি, সেই প্রোগ্রামটি যে প্রক্রিয়া করে যে ডেটা একই মেমরিতে সংরক্ষণ করা উচিত।
অভ্যন্তরীণভাবে সঞ্চিত এই প্রোগ্রাম আর্কিটেকচারটি সাধারণত 'ভন নিউম্যান' আর্কিটেকচার হিসাবে পরিচিত।
এই অভিনব ধারণাটির অর্থ হ'ল এই আর্কিটেকচার সহ একটি কম্পিউটার পুনরায় প্রোগ্রাম করা আরও সহজ হবে। প্রকৃতপক্ষে, প্রোগ্রামটি নিজেই ডেটা হিসাবে একই আচরণ করা হবে।
মডেল
ভন নিউমান মডেলের মূল ভিত্তি হ'ল এই প্রোগ্রামটি অভ্যন্তরীণভাবে কোনও মেশিনে সংরক্ষণ করা হয়। মেমরি ইউনিটে ডেটা এবং প্রোগ্রাম কোড থাকে। আর্কিটেকচার ডিজাইনের সমন্বয়ে:
উত্স: ইউজারজাইমগ্যালিগো থেকে - এই ফাইলটি ভন নিউম্যান আর্কিটেকচার.এসভিজি, সিসি বাই-এসএ ৩.০, কমন্স.উইকিমেডিয়া.অর্গ.অর্গ থেকে প্রাপ্ত
- কেন্দ্রীয় প্রক্রিয়াকরণ ইউনিট (সিপিইউ)
এটি ডিজিটাল সার্কিট যা কোনও প্রোগ্রামের নির্দেশাবলী কার্যকর করার জন্য দায়বদ্ধ। একে প্রসেসরও বলা হয়। সিপিইউতে ALU, কন্ট্রোল ইউনিট এবং রেজিস্টারগুলির একটি সেট রয়েছে।
লজিকাল গাণিতিক ইউনিট
আর্কিটেকচারের এই অংশটি কেবলমাত্র ডেটাগুলিতে গাণিতিক এবং যৌক্তিক ক্রিয়াকলাপ সম্পাদনের সাথে জড়িত।
যোগ, গুণ, ভাগ এবং বিয়োগের সাধারণ গণনাগুলি উপলব্ধ হবে তবে 'এর চেয়ে বড়', 'এর চেয়ে কম', 'সমান' এর মতো ডাটা তুলনাও পাওয়া যাবে।
নিয়ন্ত্রণ ইউনিট
এটি কম্পিউটারের এএলইউ, মেমরি এবং ইনপুট / আউটপুট ডিভাইসগুলির পরিচালনা পরিচালনা করে, প্রোগ্রামটি যেভাবে আপনি সবেমাত্র মেমরি থেকে পড়েছেন তার নির্দেশাবলীর উপর কীভাবে পদক্ষেপ নেবেন তা নির্দেশ করে।
নিয়ন্ত্রণ ইউনিট মেমরিতে এবং থেকে ডেটা এবং প্রোগ্রামগুলি সরানোর প্রক্রিয়া পরিচালনা করবে। এটি প্রোগ্রামের নির্দেশাবলী একবারে বা ক্রমানুসারে কার্যকর করারও যত্ন নেবে। এর মধ্যে অন্তর্বর্তী মানগুলি ধরে রাখার জন্য একটি রেজিস্টার ধারণা অন্তর্ভুক্ত।
রেকর্ডস
এগুলি সিপিইউতে উচ্চ-গতির স্টোরেজ অঞ্চল। প্রক্রিয়া করার আগে সমস্ত ডেটা অবশ্যই একটি রেজিস্টারে সংরক্ষণ করতে হবে।
মেমরি ঠিকানা রেজিস্টারটিতে অ্যাক্সেস করার জন্য মেমরির অবস্থান থাকে। মেমরি ডেটা রেজিস্টারে মেমরিতে স্থানান্তরিত ডেটা থাকে।
- স্মৃতি
কম্পিউটারে মেমরি থাকবে যা ডেটা ধরে রাখতে পারে, সেই সাথে প্রোগ্রামটি যে ডেটা প্রসেস করে। আধুনিক কম্পিউটারে এই মেমরিটি র্যাম বা প্রধান মেমরি। এই মেমোরিটি দ্রুত এবং সিপিইউ দ্বারা সরাসরি অ্যাক্সেসযোগ্য।
র্যাম কোষে বিভক্ত। প্রতিটি ঘরে একটি ঠিকানা এবং এর বিষয়বস্তু থাকে consists ঠিকানাটি মেমরিতে প্রতিটি স্থানকে স্বতন্ত্রভাবে সনাক্ত করবে।
- প্রবেশের প্রস্থান
ইনপুট-আউটপুট ডিভাইসের মাধ্যমে কোনও ব্যক্তিকে মেশিনের সাথে ইন্টারঅ্যাক্ট করতে হবে এমন ধারণাটি এই আর্কিটেকচারটি ক্যাপচার করতে দেয়।
- বাস
কম্পিউটারের বিভিন্ন অংশের মধ্যে তথ্য অবশ্যই প্রবাহিত হতে হবে। ভন নিউমান আর্কিটেকচার সহ একটি কম্পিউটারে, সমস্ত সিপিইউ ইউনিটকে মূল স্মৃতিতে সংযুক্ত করে, একটি বাসের সাথে একটি ডিভাইস থেকে অন্য ডিভাইসে তথ্য স্থানান্তরিত হয়।
ঠিকানা বাস প্রসেসর এবং মেমরির মধ্যে ডেটার ঠিকানাগুলি বহন করে, তবে ডেটা নয়।
ডেটা বাস প্রসেসর, মেমরি এবং ইনপুট-আউটপুট ডিভাইসের মধ্যে ডেটা বহন করে।
ভন নিউমান আর্কিটেকচার কীভাবে কাজ করে?
ভন নিউমান আর্কিটেকচারের প্রাসঙ্গিক নীতিটি হ'ল ডেটা এবং নির্দেশাবলী উভয়ই মেমরিতে সংরক্ষণ করা হয় এবং একইরূপে চিকিত্সা করা হয় যার অর্থ নির্দেশাবলী এবং ডেটা দিকনির্দেশক are
এটি চারটি সহজ পদক্ষেপ ব্যবহার করে কাজ করে: সন্ধান করুন, ডিকোড করুন, সম্পাদন করুন, সঞ্চয় করুন যাকে "মেশিন চক্র" বলা হয়।
নির্দেশাবলী মেমরি থেকে সিপিইউ দ্বারা প্রাপ্ত হয়। এরপরে সিপিইউ ডিকোড করে এই নির্দেশাবলী কার্যকর করে। নির্দেশনা কার্যকরকরণ চক্র সম্পূর্ণ হওয়ার পরে ফলাফলটি মেমোরিতে ফিরে জমা হয়।
সন্ধান করা
এই পদক্ষেপে নির্দেশাবলী র্যাম থেকে প্রাপ্ত হয় এবং নিয়ন্ত্রণ ইউনিট দ্বারা অ্যাক্সেসের জন্য ক্যাশে হয়।
পাঠোদ্ধার করা
কন্ট্রোল ইউনিট নির্দেশিকাগুলিকে এমনভাবে ডিকোড করে যে লজিকাল গাণিতিক ইউনিট সেগুলি বুঝতে পারে এবং তারপরে সেগুলি লজিকাল গাণিতিক ইউনিটে প্রেরণ করে।
চালান
পাটিগণিত যৌক্তিক ইউনিট নির্দেশাবলী কার্যকর করে এবং ফলাফলটিকে ক্যাশে ফেরত পাঠায়।
ভান্ডার
প্রোগ্রামের কাউন্টারটি থামার ইঙ্গিত দিলে চূড়ান্ত ফলাফলটি মূল মেমোরিতে ডাউনলোড হয়।
বোতলের গলা
কোনও ভন নিউম্যান মেশিন যদি মেমরির সাথে ডেটা সহ কোনও ক্রিয়াকলাপ করতে চায় তবে এটি বাসের মাধ্যমে সিপিইউতে স্থানান্তর করতে হবে। গণনা সম্পাদনের পরে, ফলাফলটি একই বাসের মাধ্যমে মেমোরিতে স্থানান্তর করা দরকার।
বর্তমান মেমরি অপারেশন সম্পূর্ণ হওয়ার সাথে সাথে মেমোরি থেকে ডেটা প্রবেশ করা বা সরিয়ে ফেলা তথ্য যখন ভ্যান নিউমান অটল হয় তখনই ঘটে।
এটি হ'ল, যদি প্রসেসর সবেমাত্র একটি গণনা সম্পন্ন করে এবং পরবর্তীটি সম্পাদন করার জন্য প্রস্তুত হয় তবে এটি সমাপ্ত গণনাটি লিখতে হবে, যা বাসটি দখল করে, মেমোরিতে নতুন স্মৃতি পুনরুদ্ধার করার আগে, যা একই বাসটি ব্যবহার করে।
এই বাধাটি সময়ের সাথে সাথে আরও খারাপ হয়ে উঠছে, কারণ মাইক্রোপ্রসেসরগুলি তাদের গতি বৃদ্ধি করেছে এবং অন্যদিকে স্মৃতিটি এত তাড়াতাড়ি বাড়েনি।
সুবিধা
- নিয়ন্ত্রণ ইউনিট মেমরি থেকে একইভাবে ডেটা এবং নির্দেশাবলী পুনরুদ্ধার করে। অতএব, কন্ট্রোল ইউনিটের নকশা এবং বিকাশ সহজতর হয়েছে, সস্তা এবং দ্রুত হচ্ছে।
- ইনপুট / আউটপুট ডিভাইস এবং প্রধান মেমরি থেকে ডেটা একইভাবে পুনরুদ্ধার করা হয়।
- মেমরির সংগঠন প্রোগ্রামারদের দ্বারা পরিচালিত হয়, যা সমস্ত স্মৃতি ক্ষমতা ব্যবহার করতে দেয় allows
- একটি একক মেমরি ব্লক পরিচালনা করা সহজ এবং অর্জন করা সহজ।
- মাইক্রোকন্ট্রোলার চিপের নকশা অনেক সহজ, যেহেতু শুধুমাত্র একটি মেমরি অ্যাক্সেস করা হবে। মাইক্রোকন্ট্রোলার সম্পর্কে সর্বাধিক গুরুত্বপূর্ণ বিষয়টি হ'ল র্যাম অ্যাক্সেস এবং ভন নিউমান আর্কিটেকারে এটি ডেটা সংরক্ষণ এবং প্রোগ্রামের নির্দেশাবলী সংরক্ষণ করতে উভয়ই ব্যবহার করা যেতে পারে।
অপারেটিং সিস্টেমের বিকাশ
প্রোগ্রাম এবং ডেটার জন্য একই মেমরি থাকার প্রধান সুবিধা হ'ল প্রোগ্রামগুলি প্রক্রিয়া করা যেতে পারে যেন তারা ডেটা were অন্য কথায়, আপনি এমন প্রোগ্রাম লিখতে পারেন যার ডেটা অন্যান্য প্রোগ্রাম।
এমন একটি প্রোগ্রাম যার ডেটা অন্য প্রোগ্রাম, অপারেটিং সিস্টেম ছাড়া আর কিছুই নয়। প্রকৃতপক্ষে, যদি ভন নিউমান আর্কিটেকচারের ক্ষেত্রে একই মেমোরি স্পেসে প্রোগ্রাম এবং ডেটা অনুমতি না দেওয়া হয়, তবে অপারেটিং সিস্টেমগুলি কখনও বিকাশ করতে পারত না।
অসুবিধেও
যদিও সুবিধাগুলি অসুবিধাগুলি ছাড়িয়ে গেছে, সমস্যাটি হ'ল প্রসেসরের সাথে মেমরিটিকে সংযুক্ত করার জন্য কেবল একটি বাস রয়েছে, তাই একবারে কেবল একটি নির্দেশ বা একটি ডেটা আইটেম আনা যায়।
এর অর্থ এই যে প্রসেসরটিকে ডেটা বা নির্দেশাবলী আসার জন্য আরও অপেক্ষা করতে হতে পারে। এটি ভন নিউমন ব্যটলেট হিসাবে পরিচিত। যেহেতু সিপিইউ ডেটা বাসের চেয়ে অনেক দ্রুত, এর অর্থ এটি প্রায়শই অলস থাকে।
- নির্দেশাবলীর ক্রমিক প্রক্রিয়াজাতকরণের কারণে, প্রোগ্রামটির সমান্তরাল বাস্তবায়ন অনুমোদিত নয়।
- মেমরি ভাগ করে নেওয়ার ফলে, ঝুঁকি রয়েছে যে প্রোগ্রামে ত্রুটির কারণে একটি নির্দেশ অন্যটির উপরে লেখা হবে, যার ফলে সিস্টেমটি ক্র্যাশ হয়ে গেছে।
- কিছু ত্রুটিযুক্ত প্রোগ্রামগুলি মেমরিটি এটি সম্পন্ন করার পরে মুক্ত করতে পারে না, যা অপর্যাপ্ত মেমরির কারণে কম্পিউটারকে হিমশীতল হতে পারে।
- ডেটা এবং নির্দেশাবলী একই ডেটা বাসে ভাগ করে, যদিও প্রত্যেকটিকে যে গতিতে পুনরুদ্ধার করতে হবে তা সাধারণত খুব আলাদা।
তথ্যসূত্র
- সেমিকন্ডাক্টর ইঞ্জিনিয়ারিং (2019)। ভন নিউমান আর্কিটেকচার। নেওয়া হয়েছে: সেমেনজিনিয়ারিং ডটকম থেকে
- স্কট থর্নটন (2018)। ভন-নিউম্যান এবং হার্ভার্ড স্থাপত্যের মধ্যে পার্থক্য কী? মাইক্রোকন্ট্রোলার টিপস। থেকে নেওয়া: microcontrollertips.com।
- আইসিটি পড়ান (2019)। ভন নিউম্যান মেশিন থেকে নেওয়া: শেখা- ডটকম।
- কম্পিউটার বিজ্ঞান (2019)। ভন নিউমান আর্কিটেকচার। থেকে নেওয়া: কম্পিউটারসায়েন্স.gcse.guru।
- মিস্টার সি (2019) দিয়ে আইটি শিখুন। ভন নিউম্যান মেশিন থেকে নেওয়া: learnitwithmrc.co.uk।
- সলিড স্টেট মিডিয়া (2017)। কম্পিউটার কীভাবে কাজ করে? ভন নিউমান আর্কিটেকচার। নেওয়া হয়েছে: solidstateblog.com।