How CPU is working? In Tamil. எப்படி CPU(processor) வேலை செய்கிறது. - News And Tech 360°

How CPU is working? 

CPU எப்படி நம்முடைய மொபைல்  இல் வேலை செய்கிறது என்பதை நாம் இந்த பகுதியில் காண்போம்.முதலில் அடிப்படையான விஷயங்களை காண்போம்.

நாம் அனைவரும் ஒரு தேவைக்காக மட்டுமே ஒரு செயலி (application) ஐ பயன்படுத்துகிறோம்.ஒரு செயலி நாம் லேப்டாப் இல் ஓபன் செய்யும் போது அது ஒரு 0 and 1 என்ற அமைப்பின்(address) மூலம் செயல்படும். இந்த 0 and 1 cpu விற்கு ஒரு instruction அமைப்பாக சென்றடையும். instruction என்பது ஒரு set of rules என்று கூறுவர்.இந்த set of rules மூலமாக அந்த application ஐ ஓபன் செய்யும். ஓபன் செய்வதற்கு முன்னாள் சில வேலை களை செய்யும்.அதைப்பற்றி தெளிவாக கீழே காண்போம்.

மேலே உள்ள படத்தில் குறிப்பிட்டு உள்ள வாரு ஒரு செயலி செயல் பட இரு அமைப்பு களுடன் தொடர்பு படுத்தும். அதாவது முதலில் CPU பின் RAM(RANDOM ACCESS MEMORY). ரேம் மற்றும் CPU வில் அனைத்து data களும் 0's and 1's ஆகவே இருக்கும்.இது எல்லாம் set of rules(instruction) மூலம் ஒன்றன்பின் ஒன்றாக செயல்படும்.

CPU மற்றும் RAM இல் இரு வேறுபட்ட WIRE கள் உள்ளன.

 CPU வில், 

• CONTROL AND BUS என்ற WIRE களும்,

RAM இல்,

• SET AND ENABLE என்ற WIRE களும் உள்ளன.

முதலில் ram பற்றி  மேற்புரமாக காண்போம்.

Ram(Random Acces Memory)

மேலே உள்ள படத்தை போன்று set என்ற wire இல் address இருக்கும் அதாவது 0111011 என்ற அமைப்பிலும்,Data என்ற wire இல் instruction(Set of rules)மற்றும் number என்ற அமைப்பில் இருக்கும். (வலது புறம் set என்ற wire உம் இடது புறம் enable என்ற wire உம் உள்ளது)சரி நம்முடைய செயலி எப்படி வேலை செய்கிறது என்று தெளிவாக பார்ப்போம்.

Cpu(Central Processing Unit)

• முதலில் நாம் ஒரு செயலி ஐ ஓபன் செய்யும் போது 0'AND 1'S என்ற ADDRESS மூலம், CPU விற்கு செல்லும். 
• சென்ற பின் CPU வில் எப்போதும் ஒரு WIRE ON and OFF என்ற நிலையில் PROCEESOR ஐ பொறுத்து இருக்கும். அதன் பெயர் CLOCK என்று கூறுவர்.இந்த PROCESS(On and Off process) ஒரு second இற்கு இரு முறை நடக்கும். இந்த கால processor எல்லாம் clock speed ஐ gigahertz என்பதன் மூலம் அளவிடும்.(giga என்பது பத்து  லட்சம்).
• அதனால் தற்காலிக CPU ஒரு second இற்கு sevaral billion times/second சுழலும்.அதனால் தான் modern CPU எந்த கடினமான டாஸ்க் ஐ யும் சுலபமாக நடத்தி விடும்.
• மேலும் Ram தான் ஒரு டாஸ்க் ஐ செய்ய data வை வைத்து இருக்கும். 

How interact RAM AND CPU?

• RAM ஒரு list of address ஐ கொண்டு இருக்கும். ஒரு செயலி ஓபன் செய்தவுடன் ஒரு list of rules ஐ CPU விர்கு OS(Operating System) அனுப்பு வைகும்\ பின் CPU அந்த data வை read செய்து பின் தேவையான data வை பெறுவதற்காக cpu control என்ற wire ஐ on செய்து RAM இற்கு அனுப்பும்.
•  பின் RAM தன்னிடம் உள்ள SET WIRE ஐ on  செய்து அந்த DATA களை பெரும். RAM அதை பெற்ற பின் அதை READ செய்து enable என்ற wire ஐ ON செய்து அதற்கு தேவையான data களை CPU விற்கு RAM செலுத்து வைக்கும்.
• பின் அந்த data வை பெறுவதற்கு CPU Bus என்ற wire ஐ ON செய்து பெற்று கொள்ளும்.
• இந்த நிகழ்வுகள் ஒன்றன் பின் ஒன்றாக நடைபெரும்,அனைத்து செயலி (application) இந்த ஆர்டர் இன் பெயரிலே நடைபெறும்.
• இந்த நிக்வுகளில் மேலும் பல அமைப்புகளலின் மூலம் ஒன்றன் பின் ஒன்றாக நடைபெறும்.
• ஒரு வேளை,நடந்த வேலை இன் data வை சேமிக்க வேண்டும் என்றால் CPU மறுபடியும் தான் SET wire ஐ ON செய்து RAM இருகு அனுப்பு வைத்து மேலெழுதி (over write) செய்து RAM இல் அந்த data களை சேமித்து வைத்து கொள்ளும்.

CPU

CPU வில் நான்கு பகுதிகள் உள்ளன.

• Core
• Socket
• Cache
• Clock

இதை அனைத்தையும் பயன் படுத்தி மட்டுமே அனைத்து வேலைகளையும் CPU செய்து  வருகிறது. 

• Core ஐ பொறுத்து மட்டுமே அனைத்து வேலைகளும் எளிமையாக நடை பெறும். எடுத்துகாட்டாக பெருமபலான மொபைல் களில் 8 core வரை cpu அமைந்து இருக்கும். 
• Cache memory என்பது தற்காலிக memory என்று அழைக்க படும்.cpu தான் எந்த தற்காலிக data வை சேமிக்க வேண்டும் என்று தீர்மானிக்கும்.

CPU's instruction set 

மேலே நாம் அதிகமான இடத்தில் instruction என்ற பெயர் ஐ பயன் படுத்தி இரு போம்.மேலும் அது set of instruction என்ற அமைப்பில் இருக்கும் என்று கூறி இருப்போம். அந்த instruction என்னவெல்லாம் என்பதை கீழ காண்போம்.

• 1) LOAD
• 2)ADD
• 3)STORE
• 4)COMPARE 
• 5)JUMP IF 
• 6)JUMP
• 7) OUTPUT 
• 8)INPUT 

இவையெல்லாம் INSTRUCTION SET என்று கூறுவர்.இந்த INSTRUCTION SET எப்படி வேலை  செய்கிறது என்று ஒரு சிறிய கூட்டல் (ADD) என்ற Function ஐ வைத்து கீழே காண்போம்.

Example: 5+6=?

• 1)LOAD என்பது தேவையான நம்பர் ஐ ram இல் இருந்து எடுத்து பின் cpu விற்கு அனுப்பி வைக்கும்.
• 2)ADD இல் இரண்டு நம்பர் கலும் PLUS செய்த பிறகு, STORE என்ற INSTRUCTION நடைபெறும்.
• 3)STORE என்பது Add ஆன இரு நம்பர் கழும் CPU விலிருந்து மீண்டும் RAM ற்கு செலுத்தி வைக்கும்.
• 4)COMPARE  , Ram இல் இது போன்ற ஒன்று முதலில் data வாக சேமித்து இருந்ததை சரியா என்பதற்காக இரு answers களையும் சரி பார்கும்.
• 5)JUMP IF ஒரு வேலை  தவறாக இருந்தால் மீண்டும் சரி பார்க்கும். இல்லை எனில்,JUMP STATE இருக்கு சென்று விடும்.
• 6)JUMP சரி என்றால்
• 7)OUTPUT கடைசியாக நமக்குத் தேவையான  வெளியீடு நமக்கு கிடைக்கும்.
• 8)INPUT மேலும் வேறு ஏதாவது task ஐ மேற்கொள்வதாக காத்து நிற்கும். இதுவே கடைசி. மேலும் இது தெளிவாக புரிவதற்கு கீழ உள்ள ஒரு சிறிய game ஐ பாருங்கள்.

CPU வின் பாகங்கள். 

CPU வில் பல்வேறு விதமான பாகங்களை உள்ளடக்கி இருக்கிறது. மேற்கண்ட வாரு ஒரு PROCESS அல்லது ஒரு task ஐ மேற்கொள்ள கீழ உள்ளவற்றை பயன்படுத்தி தான் செய்கிறது.

• Control unit 
• Arithmetic and logic unit 
• Instruction Register
• Flags 
• Instruction address register 
• Memory address Register.

Control unit

இதுவே cpu என்ற army இன் captain ஆக செயல் பட்டு வருகிறது. இதுவே ram இடம் இருந்து அணைத்து data களையும் பெற்று தனி தனி  task ஆக மாற்றும்.

Arithmetic and logical unit(ALU)

இது கன்ட்ரோல் UNIT இற்கு  கீழே செயல்படும்.மேலும் இது கணித பயன்பாடுகள் அனைத்தும் இது தான் நிறைவேற்றும்.

Instruction Register 

இதன் வேலை எந்த operation(வேளை) நடைபெற வேண்டும் என்பதை தீர்மானிக்கும்.

Flags

இதன் வேலை இரு நம்பர் களை ஒப்பிட (compare) செய்ய  பயன்படுத்த படுகிறது.

Instruction address register

இது எந்த instruction ஐ ram இல் இருந்து எது முதலில் பெற வேண்டும் என்பதை முடிவு செய்யும்.

Memory address Register 

இதுவே கடைசியாக ஒரு process ஐ முடித்து பிறகு Ram இற்கு அனுப்பிவைக்கும்....

இதுவே ஒரு செயலி செயல்பட ஆகும் செயல்முறை ஆகும்.