कंप्यूटर की दुनिया आकर्षक है, और इस दुनिया के मूल में दो महत्वपूर्ण अवधारणाएँ हैं: बाइनरी और मशीन भाषा। ये अवधारणाएँ न केवल हर एप्लिकेशन और डिवाइस को शक्ति प्रदान करती हैं, बल्कि यह भी बताती हैं कि कंप्यूटर डेटा को कैसे प्रोसेस और समझते हैं। आइए कंप्यूटर के अंदरूनी कामकाज को बेहतर ढंग से समझने के लिए इन विषयों पर गहराई से विचार करें।
बाइनरी कंप्यूटर की मूल भाषा है। यह एक आधार-2 अंक प्रणाली है जो केवल दो अंकों का उपयोग करती है: 0 और 1. बाइनरी संख्या में प्रत्येक अंक को बिट के रूप में जाना जाता है, जो कंप्यूटिंग में डेटा की सबसे छोटी इकाई है।
बाइनरी क्यों? कंप्यूटर लाखों छोटे इलेक्ट्रॉनिक घटकों का उपयोग करके काम करते हैं जिन्हें ट्रांजिस्टर कहा जाता है। ट्रांजिस्टर या तो 'चालू' या 'बंद' अवस्था में हो सकते हैं, जो क्रमशः 1 या 0 का प्रतिनिधित्व करते हैं। यह बाइनरी को कंप्यूटर के लिए एक स्वाभाविक भाषा बनाता है।
बाइनरी सिस्टम में, बाइनरी नंबर में प्रत्येक स्थिति 2 की घात को दर्शाती है, जिसमें सबसे कम महत्वपूर्ण बिट (सबसे दायाँ) \(2^0\) को दर्शाता है, अगला \(2^1\) दर्शाता है, और इसी तरह आगे भी। उदाहरण के लिए, बाइनरी नंबर 1011 को दशमलव (हमारी सामान्य संख्या प्रणाली, जो आधार-10 है) में इस प्रकार बदला जा सकता है:
\( 1 \times 2^3 + 0 \times 2^2 + 1 \times 2^1 + 1 \times 2^0 = 8 + 0 + 2 + 1 = 11 \)यह दर्शाता है कि बाइनरी संख्याएं कंप्यूटिंग के लिए किस प्रकार मौलिक हैं, तथा संख्याओं से लेकर वर्णों और यहां तक कि जटिल मल्टीमीडिया फाइलों तक सभी प्रकार के डेटा के भंडारण और प्रसंस्करण के लिए आधार के रूप में कार्य करती हैं।
जबकि बाइनरी कंप्यूटर की भाषा है, मशीन भाषा को मूल प्रोग्रामिंग भाषा माना जा सकता है। यह बाइनरी अंकों या बिट्स का एक संग्रह है जिसे कंप्यूटर संचालन करने के लिए पढ़ता और व्याख्या करता है। मशीन भाषा प्रत्येक कंप्यूटर की वास्तुकला के लिए विशिष्ट होती है, जिसका अर्थ है कि एक प्रकार के कंप्यूटर के लिए मशीन भाषा में लिखा गया प्रोग्राम संभवतः बिना संशोधन के दूसरे प्रकार पर काम नहीं करेगा।
मशीन भाषा मशीन निर्देशों से बनी होती है, जो कंप्यूटर के CPU (सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट) द्वारा समझे जाने वाले सबसे बुनियादी आदेश हैं। इन निर्देशों में मेमोरी स्थानों के बीच डेटा ले जाना, अंकगणितीय ऑपरेशन करना और प्रोग्राम के निष्पादन प्रवाह को नियंत्रित करना जैसे ऑपरेशन शामिल हो सकते हैं।
आइए बाइनरी और मशीन भाषा के बीच होने वाली बातचीत को समझाने के लिए एक सरल उदाहरण पर विचार करें। मान लीजिए कि हम दो संख्याओं, 2 और 3 को एक बहुत ही सरल (और काल्पनिक) मशीन में जोड़ना चाहते हैं जो अपने निर्देशों के लिए बाइनरी का उपयोग करती है।
"add" के लिए मशीन निर्देश को बाइनरी में 0001 के रूप में दर्शाया जा सकता है। बाइनरी में संख्या 2 और 3 क्रमशः 0010 और 0011 हैं। इन दो संख्याओं को जोड़ने के लिए संपूर्ण मशीन भाषा निर्देश कुछ इस तरह दिख सकता है:
\( \textrm{ऑपरेशन (जोड़ें)}: 0001 \ \textrm{ऑपरेंड 1 (2)}: 0010 \ \textrm{ऑपरेंड 2 (3)}: 0011 \ \)जब सीपीयू बाइनरी अंकों के इस अनुक्रम को पढ़ता है, तो वह उन्हें संख्या 2 और 3 को जोड़ने के निर्देश के रूप में व्याख्या करता है। परिणाम, 5, को तब संग्रहीत किया जाएगा या आगे की प्रक्रिया के लिए उपयोग किया जाएगा।
बाइनरी और मशीन भाषा कई लाभ प्रदान करती हैं, जिसमें गति और दक्षता शामिल है। चूंकि ये भाषाएं कंप्यूटर हार्डवेयर के सबसे बुनियादी स्तर पर काम करती हैं, इसलिए वे कंप्यूटर के घटकों के तेज़ और सीधे हेरफेर की अनुमति देती हैं।
हालाँकि, मशीन भाषा में प्रोग्राम लिखना अत्यधिक जटिल है और इसमें त्रुटियाँ होने की संभावना है। यह विभिन्न प्रकार के कंप्यूटर आर्किटेक्चर के बीच पोर्टेबल भी नहीं है। इन सीमाओं को संबोधित करने के लिए, पायथन, जावा और सी++ जैसी उच्च-स्तरीय प्रोग्रामिंग भाषाएँ विकसित की गईं। ये भाषाएँ प्रोग्रामर को अधिक मानव-पठनीय प्रारूप में कोड लिखने में सक्षम बनाती हैं, जिसे बाद में कंपाइलर या इंटरप्रेटर द्वारा मशीन भाषा में अनुवादित किया जाता है।
बाइनरी और मशीन भाषा कंप्यूटिंग के केंद्र में हैं, जो बुनियादी ढांचा प्रदान करती हैं जिस पर सभी कंप्यूटर ऑपरेशन आधारित होते हैं। इन मूलभूत अवधारणाओं को समझने से यह जानकारी मिलती है कि कंप्यूटर प्रोग्राम कैसे निष्पादित करते हैं और डेटा को कैसे प्रोसेस करते हैं। उनकी जटिलता और उच्च-स्तरीय भाषाओं के विकास के बावजूद, बाइनरी और मशीन भाषा कंप्यूटर विज्ञान और प्रोग्रामिंग में गहराई से जाने वाले किसी भी व्यक्ति के लिए आवश्यक बनी हुई है।
