कम्प्यूटर आर्किटेक्चर भनेको कम्प्युटरको मुख्य कम्पोनेन्ट र प्रणालीहरूको डिजाइन र संगठन हो। यसमा प्रोसेसर, मेमोरी, इनपुट/आउटपुट यन्त्रहरू, र तिनीहरूलाई नियन्त्रण गर्ने सफ्टवेयर समावेश छ। कम्प्युटर आर्किटेक्चर बुझ्दा हामीलाई कम्प्युटरले कसरी काम गर्छ र विभिन्न कार्यहरू गर्छ भनेर बुझ्न मद्दत गर्न सक्छ।
कम्प्यूटर प्रणालीलाई तीन मुख्य भागहरूमा विभाजन गर्न सकिन्छ: केन्द्रीय प्रशोधन इकाई (CPU), मेमोरी, र इनपुट/आउटपुट (I/O) उपकरणहरू। CPU ले कम्प्युटरको मस्तिष्कको रूपमा काम गर्दछ, प्रोग्रामहरूबाट निर्देशनहरू कार्यान्वयन गर्दछ। मेमोरीले यी निर्देशनहरू र डेटालाई द्रुत पहुँचको लागि अस्थायी रूपमा भण्डारण गर्दछ, जबकि I/O यन्त्रहरूले कम्प्युटर र बाहिरी संसार, जस्तै किबोर्ड, माइस, डिस्प्ले र प्रिन्टरहरू बीचको अन्तरक्रियालाई सहज बनाउँछ।
CPU कम्प्युटरको वास्तुकलाको मुटु हो। यो सफ्टवेयर अनुप्रयोगहरूबाट निर्देशनहरू कार्यान्वयन गर्न, गणनाहरू प्रदर्शन गर्न, र कम्प्युटर भित्र डाटा प्रवाह प्रबन्ध गर्न जिम्मेवार छ। CPU को कार्यसम्पादन यसको घडीको गति, हर्ट्ज (Hz) मा मापन गरिएको, र यसमा रहेको कोरको संख्यामा निर्भर गर्दछ। एक उच्च घडी गति र अधिक कोर सामान्यतया छिटो र अधिक कुशल प्रदर्शन को अर्थ हो।
कम्प्यूटर मा मेमोरी दक्षता को लागी एक पदानुक्रम मा संगठित छ। शीर्षमा क्यास छ, मेमोरीको सानो तर छिटो प्रकार जसले मुख्य मेमोरी (RAM) बाट बारम्बार पहुँच गरिएको डाटाको प्रतिलिपिहरू भण्डारण गर्दछ। हार्ड डिस्क ड्राइभ (HDD) वा सोलिड स्टेट ड्राइभ (SSD) जस्ता भण्डारण यन्त्रहरू भन्दा RAM पहुँच गर्न छिटो छ तर अस्थिर छ, यसको मतलब यो पावर बन्द हुँदा डेटा राख्दैन। HDDs र SSDs ले गैर-अस्थिर भण्डारण प्रस्ताव गर्दछ, कम्प्युटर बन्द हुँदा पनि डाटा राख्छ, तर तिनीहरू RAM भन्दा ढिलो पहुँच गर्छन्।
I/O उपकरणहरूले कम्प्युटरलाई बाह्य वातावरणसँग सञ्चार गर्न अनुमति दिन्छ। किबोर्ड र मुसा जस्ता इनपुट उपकरणहरूले प्रयोगकर्ताहरूलाई कम्प्युटरमा जानकारी प्रदान गर्न दिन्छ। आउटपुट उपकरणहरू, जस्तै मोनिटर र प्रिन्टरहरू, प्रयोगकर्ताहरूलाई जानकारी प्रस्तुत गर्दछ। केही यन्त्रहरू, जस्तै USB फ्लैश ड्राइभहरू, दुवै प्रकार्यहरू सेवा गर्न सक्छन्। आधुनिक कम्प्युटरहरूले इन्टरनेट र अन्य कम्प्युटरहरूमा जडान सक्षम गर्ने नेटवर्किङ उपकरणहरू पनि समावेश गर्दछ।
Von Neumann वास्तुकला कम्प्युटर विज्ञान मा एक आधारभूत अवधारणा हो। यसले एउटा प्रणालीको वर्णन गर्दछ जहाँ कम्प्युटरको CPU ले मेमोरीबाट निर्देशनहरू पढेर सञ्चालन गर्दछ। यो वास्तुकलाले चार मुख्य उप-प्रणालीहरू समावेश गर्दछ: अंकगणित तर्क एकाइ (ALU), नियन्त्रण इकाई, मेमोरी, र इनपुट/आउटपुट इन्टरफेसहरू। ALU ले गणितीय गणना र तार्किक कार्यहरू गर्दछ, जबकि नियन्त्रण इकाईले मेमोरीबाट निर्देशनहरू व्याख्या गर्छ र ALU को सञ्चालनलाई निर्देशन दिन्छ।
ISA कम्प्युटर आर्किटेक्चरको भाग हो जुन प्रोग्रामर वा कम्पाइलर लेखकले देख्न सक्छ। यसले सफ्टवेयर र हार्डवेयर बीचको सीमाको रूपमा काम गर्दछ, प्रोसेसरले कार्यान्वयन गर्न सक्ने मेसिन कोड परिभाषित गर्दछ। ISA ले CPU को निर्देशनहरू, दर्ताहरू, डेटा प्रकारहरू, ठेगाना मोडहरू, र मेमोरी आर्किटेक्चर निर्दिष्ट गर्दछ। वास्तुकला RISC (रिड्युस्ड इन्स्ट्रक्शन सेट कम्प्युटिङ) होस् वा CISC (जटिल निर्देशन सेट कम्प्युटिङ) ले यसको डिजाइन र कार्यसम्पादन विशेषताहरूलाई प्रभाव पार्छ।
समानान्तर कम्प्युटिङले समस्यालाई भागहरूमा विभाजन गर्ने समावेश गर्दछ जुन एकैसाथ समाधान गर्न सकिन्छ, बहु प्रशोधन तत्वहरू प्रयोग गरेर। यो दृष्टिकोणले क्रमिक प्रशोधनको तुलनामा कम्प्युटिङ कार्यहरूलाई उल्लेखनीय रूपमा गति दिन सक्छ। एकल भौतिक प्याकेजमा दुई वा बढी स्वतन्त्र कोर (वा CPUs) समावेश गर्ने मल्टि-कोर प्रोसेसरहरू समानान्तरता मार्फत कार्यसम्पादन सुधार गर्न डिजाइन गरिएका हुन्। बहु-कोर प्रोसेसरमा प्रत्येक कोरले एकै साथ निर्देशनहरू कार्यान्वयन गर्न सक्छ, कुशल मल्टिटास्किङ र जटिल अनुप्रयोगहरूको प्रक्रियालाई अनुमति दिँदै।
धेरै CPU हरू वा कोरहरू भएका प्रणालीहरूमा, एक क्यासमा डाटाको परिवर्तन तुरुन्तै अरूमा प्रतिबिम्बित हुन्छ भनेर सुनिश्चित गर्नको लागि क्यास सुसंगतता महत्त्वपूर्ण छ। यो बहु-प्रशोधन वातावरणमा महत्त्वपूर्ण छ, जहाँ धेरै प्रोसेसरहरूलाई समान मेमोरी स्थानहरूमा पहुँच आवश्यक पर्दछ। क्यास कोहेरेन्सी प्रोटोकलहरू, जस्तै MESI (परिमार्जित, विशेष, साझा, अमान्य), बहु-कोर प्रणालीहरूमा क्यासहरूमा स्थिरता कायम गर्न प्रयोग गरिन्छ।
कम्प्युटर आर्किटेक्चर एउटा फराकिलो क्षेत्र हो जसले कम्प्युटर कम्पोनेन्टहरू र प्रणालीहरूको डिजाइन, कार्यक्षमता र दक्षतालाई समेट्छ। यसको मुख्य अवधारणाहरू बुझ्दै, जस्तै CPU सञ्चालन, मेमोरी पदानुक्रम, I/O यन्त्रहरू, Von Neumann आर्किटेक्चर, ISA, र समानान्तर प्रशोधन, कम्प्युटरहरूले कसरी सूचना प्रशोधन गर्दछ र कार्यहरू प्रदर्शन गर्दछ भन्ने बारे मूल्यवान अन्तरदृष्टि प्रदान गर्न सक्छ। टेक्नोलोजीको विकासको रूपमा, कम्प्युटर आर्किटेक्चरको जटिलता र क्षमताहरू पनि, कम्प्युटिङ प्रदर्शन र अनुप्रयोगहरूमा नवीनता ड्राइभ गर्दै।
