Introduction

Computer एक electronic machine है जो data को input के रूप में प्राप्त करता है, उसे process करता है, आवश्यकतानुसार store करता है और output के रूप में information देता है।

Computer की basic structure को समझने के लिए उसके विभिन्न functional units को जानना आवश्यक है।

Basic Structure of Computer

Input Unit → CPU → Output Unit

और CPU के साथ Memory Unit data और instructions को store करने का कार्य करती है।

एक simplified structure इस प्रकार है:

Input Unit → Memory Unit ↔ CPU → Output Unit

CPU के अंदर मुख्यतः:

• Arithmetic Logic Unit (ALU)

• Control Unit (CU)

• Registers

होते हैं।

1. Functional Units of a Computer

Computer system को मुख्यतः निम्न functional units में विभाजित किया जा सकता है:

1. Input Unit

2. Memory/Storage Unit

3. Central Processing Unit (CPU)

4. Output Unit

Block Diagram

                +----------------+
                |   Input Unit   |
                +--------+-------+
                         |
                         v
              +----------+----------+
              |     Memory Unit     |
              +----------+----------+
                         |
                         v
              +----------+----------+
              |        CPU         |
              |                    |
              |  +------+ +------+ |
              |  | ALU  | |  CU  | |
              |  +------+ +------+ |
              |     Registers      |
              +----------+----------+
                         |
                         v
                +--------+-------+
                |  Output Unit   |
                +----------------+

2. Input Unit

Input Unit computer को data और instructions प्रदान करता है।

यह user द्वारा दिए गए data को computer के ऐसे form में convert करता है जिसे computer process कर सके।

Input Unit के मुख्य कार्य

• User से data प्राप्त करना

• Instructions प्राप्त करना

• Data को machine-readable form में convert करना

• Data को processing के लिए memory/CPU तक भेजना

Input Devices

• Keyboard

• Mouse

• Scanner

• Microphone

• Webcam

• Joystick

• Light Pen

• Touch Screen

• Barcode Reader

• OCR

• OMR

• MICR

• Biometric Scanner

Example

यदि user keyboard से 25 + 10 enter करता है, तो keyboard input device के रूप में काम करता है।

3. Output Unit

Output Unit computer द्वारा process किए गए data को user के लिए understandable form में प्रस्तुत करता है।

Output Unit के मुख्य कार्य

• Processed information प्राप्त करना

• Machine-readable information को human-readable form में convert करना

• Result को user तक पहुँचाना

Output Devices

• Monitor

• Printer

• Speaker

• Projector

• Plotter

• Headphones

Soft Copy और Hard Copy

Soft Copy: Digital form में output, जैसे monitor पर दिखाई देने वाला document।

Hard Copy: Physical form में output, जैसे printed document।

4. Central Processing Unit – CPU

CPU का पूरा नाम Central Processing Unit है।

CPU computer system का मुख्य processing component है और इसे सामान्यतः computer का brain कहा जाता है।

CPU instructions को execute करता है और computer के विभिन्न operations को control करता है।

CPU के मुख्य Components

1. Arithmetic Logic Unit (ALU)

2. Control Unit (CU)

3. Registers

5. Arithmetic Logic Unit – ALU

ALU का पूरा नाम Arithmetic Logic Unit है।

ALU computer में arithmetic और logical operations perform करता है।

Arithmetic Operations

• Addition

• Subtraction

• Multiplication

• Division

Logical Operations

• AND

• OR

• NOT

• Comparison

Relational Operations

• Greater than

• Less than

• Equal to

• Not equal to

Example

यदि computer को calculate करना है:

25 + 15 = 40

तो arithmetic operation ALU द्वारा perform किया जाता है।

6. Control Unit – CU

CU का पूरा नाम Control Unit है।

Control Unit computer के विभिन्न components के कार्यों को control और coordinate करती है।

Control Unit के कार्य

• Instructions को memory से प्राप्त करना

• Instructions को interpret/decode करना

• अन्य units को आवश्यक instructions देना

• Data flow को control करना

• Computer के operations को coordinate करना

Important Point

CU calculations नहीं करती।

Calculations और logical operations मुख्यतः ALU द्वारा किए जाते हैं।

7. Registers

Registers CPU के अंदर मौजूद बहुत तेज और छोटी storage locations होती हैं।

इनका उपयोग temporary data, instructions और addresses को store करने के लिए किया जाता है।

Important Registers

7.1 Accumulator – ACC

Accumulator intermediate arithmetic और logical results को store करने के लिए उपयोग किया जाता है।

7.2 Program Counter – PC

Program Counter में सामान्यतः next instruction का address रखा जाता है जिसे CPU execute करेगा।

7.3 Instruction Register – IR

Instruction Register में current instruction रखी जाती है जिसे CPU decode/execute कर रहा होता है।

7.4 Memory Address Register – MAR

MAR में उस memory location का address रखा जाता है जिसे access किया जाना है।

7.5 Memory Data Register – MDR

MDR में memory से प्राप्त data या memory में जाने वाला data/instruction रखा जाता है।

इसे कुछ architectures में Memory Buffer Register (MBR) भी कहा जाता है।

8. Memory Unit

Memory Unit का उपयोग data, instructions और results को store करने के लिए किया जाता है।

Computer memory को broadly दो categories में divide किया जाता है:

1. Primary Memory

2. Secondary Memory

9. Primary Memory

Primary memory को Main Memory भी कहा जाता है।

यह CPU के directly accessible memory area के रूप में कार्य करती है।

मुख्य प्रकार

• RAM

• ROM

• Cache Memory

10. RAM

RAM का पूरा नाम Random Access Memory है।

यह सामान्यतः volatile memory होती है।

इसमें running programs और currently required data store किया जा सकता है।

RAM की विशेषताएँ

• Volatile

• Read और Write दोनों operations

• Fast access

• Temporary storage

RAM के प्रकार

• SRAM

• DRAM

11. SRAM

SRAM का पूरा नाम Static Random Access Memory है।

Features

• Faster than DRAM

• Refresh की आवश्यकता नहीं होती

• अधिक महंगी

• Cache memory में commonly उपयोग

12. DRAM

DRAM का पूरा नाम Dynamic Random Access Memory है।

Features

• SRAM की तुलना में धीमी

• कम expensive

• Refresh की आवश्यकता होती है

• Main memory में widely used

13. ROM

ROM का पूरा नाम Read Only Memory है।

यह non-volatile memory है, अर्थात power off होने के बाद भी data सामान्यतः बना रहता है।

ROM के प्रकार

• PROM

• EPROM

• EEPROM

14. PROM

PROM का पूरा नाम Programmable Read Only Memory है।

PROM को सामान्यतः एक बार program किया जा सकता है।

एक बार programmed होने के बाद data को सामान्यतः erase करके फिर से program नहीं किया जा सकता।

15. EPROM

EPROM का पूरा नाम Erasable Programmable Read Only Memory है।

इसे ultraviolet light की सहायता से erase किया जा सकता है और फिर से program किया जा सकता है।

16. EEPROM

EEPROM का पूरा नाम Electrically Erasable Programmable Read Only Memory है।

इसे electrical signals की सहायता से erase और reprogram किया जा सकता है।

17. Cache Memory

Cache Memory CPU और main memory के बीच high-speed memory के रूप में काम करती है।

इसका उद्देश्य frequently used data/instructions को तेजी से उपलब्ध कराना है।

Features

• Very fast

• Small capacity

• Expensive per bit

• CPU performance improve करने में मदद करती है

Cache Levels

• L1 Cache

• L2 Cache

• L3 Cache

सामान्यतः L1 cache CPU के सबसे करीब और बहुत तेज होती है।

18. Secondary Memory

Secondary memory का उपयोग long-term/permanent data storage के लिए किया जाता है।

Examples

• Hard Disk Drive

• Solid State Drive

• Pen Drive

• Memory Card

• CD

• DVD

• Magnetic Tape

Features

• Large storage capacity

• Non-volatile

• Primary memory से generally slower

• Long-term storage के लिए उपयोग

19. Hard Disk Drive – HDD

HDD एक magnetic storage device है।

इसमें data magnetic platters पर store किया जाता है।

Components

• Platters

• Spindle

• Read/Write Head

• Actuator

20. Solid State Drive – SSD

SSD एक storage device है जो flash memory का उपयोग करती है।

इसमें traditional HDD की तरह rotating magnetic platters नहीं होते।

Advantages

• Faster

• No moving mechanical parts

• Lower access time

• Generally more shock resistant

21. System Bus

Computer के विभिन्न components के बीच data और signals transfer करने के लिए buses का उपयोग किया जाता है।

मुख्यतः तीन प्रकार की buses होती हैं:

1. Data Bus

2. Address Bus

3. Control Bus

22. Data Bus

Data Bus का उपयोग CPU, memory और अन्य components के बीच data transfer करने के लिए होता है।

यह सामान्यतः bidirectional होती है, हालांकि exact implementation architecture पर निर्भर करता है।

23. Address Bus

Address Bus का उपयोग memory या I/O location का address carry करने के लिए होता है।

यह सामान्यतः CPU से बाहर की ओर address भेजती है और traditional systems में unidirectional मानी जाती है।

24. Control Bus

Control Bus control signals carry करती है।

Examples:

• Read

• Write

• Interrupt

• Clock-related control signals

25. Motherboard

Motherboard computer का मुख्य circuit board है।

इस पर computer के विभिन्न महत्वपूर्ण components और connectors जुड़े होते हैं।

Motherboard पर पाए जाने वाले components

• CPU socket

• RAM slots

• Expansion slots

• Chipset

• Storage connectors

• Power connectors

• Input/Output ports

26. Input/Output Ports

Computer में external devices connect करने के लिए ports का उपयोग किया जाता है।

Common Ports

• USB

• HDMI

• DisplayPort

• Ethernet

• Audio Jack

USB

USB का पूरा नाम Universal Serial Bus है।

USB का उपयोग data transfer और compatible devices को connect करने के लिए किया जाता है।

27. Firmware

Firmware ऐसा software है जो hardware device के low-level control के लिए उपयोग होता है।

यह सामान्यतः non-volatile memory में stored रहता है।

Examples

• BIOS

• UEFI

28. BIOS

BIOS का पूरा नाम Basic Input/Output System है।

यह traditional PC firmware है जो system startup के दौरान hardware initialization और boot process में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

29. UEFI

UEFI का पूरा नाम Unified Extensible Firmware Interface है।

यह modern systems में traditional BIOS firmware interface का अधिक advanced replacement है।

30. Booting

Computer को start करने की प्रक्रिया को Booting कहा जाता है।

Booting के दौरान firmware hardware initialization करता है और operating system को load करने की प्रक्रिया शुरू होती है।

Types of Booting

Cold Boot: Power off state से computer start करना।

Warm Boot: Computer को restart करना।

31. Instruction Cycle

CPU किसी instruction को execute करने के लिए सामान्यतः एक cycle follow करता है।

Main Steps

1. Fetch

2. Decode

3. Execute

4. Store/Write Back

Fetch

Memory से instruction प्राप्त की जाती है।

Decode

Control Unit instruction को समझती/decode करती है।

Execute

Required operation perform किया जाता है।

Store

Result को appropriate location/register में store किया जाता है।

32. Fetch-Decode-Execute Cycle

CPU लगातार:

Fetch → Decode → Execute

cycle को repeat करता है।

यही CPU instruction execution की basic प्रक्रिया है।

33. Computer Architecture vs Computer Organization

Computer Architecture

Computer system का programmer-visible design/functional specification architecture कहलाता है।

Examples:

• Instruction Set Architecture

• Data types

• Addressing modes

Computer Organization

Architecture को implement करने के लिए hardware components किस प्रकार व्यवस्थित और interconnected हैं, यह organization से संबंधित है।

Easy Difference

Architecture = What the computer does

Organization = How the computer does it

34. Von Neumann Architecture

Von Neumann architecture में instructions और data को एक ही memory system में store किया जाता है।

इसके मुख्य components:

• Memory

• Control Unit

• ALU

• Input

• Output

Key Concept

Stored Program Concept Von Neumann architecture की महत्वपूर्ण विशेषता है।

35. Harvard Architecture

Harvard architecture में instructions और data के लिए separate memory systems का उपयोग किया जाता है।

इससे instruction और data access parallel हो सकता है, architecture के implementation पर निर्भर करते हुए।

36. RISC

RISC का पूरा नाम Reduced Instruction Set Computer है।

Features

• Relatively simple instructions

• Large number of registers का उपयोग

• Efficient pipelining

• Fast instruction execution की दिशा में design

37. CISC

CISC का पूरा नाम Complex Instruction Set Computer है।

Features

• Complex instructions

• Instructions की variety अधिक

• कुछ instructions multiple low-level operations कर सकती हैं

38. Computer Performance

Computer performance को प्रभावित करने वाले factors:

• CPU Clock Speed

• Number of CPU Cores

• Cache Size

• RAM

• Storage Performance

• Architecture

• Software efficiency

Clock Speed

CPU clock speed को सामान्यतः Hz में measure किया जाता है।

आजकल processor speeds को अक्सर:

• MHz

• GHz

में express किया जाता है।

39. Important Units of Memory

Exam Note: Traditional exam questions में KB = 1024 Bytes commonly पूछा जाता है। SI units में storage manufacturers अक्सर decimal units का उपयोग करते हैं।

40. Important One-Liners

• CPU → Central Processing Unit

• ALU → Arithmetic Logic Unit

• CU → Control Unit

• RAM → Random Access Memory

• ROM → Read Only Memory

• SRAM → Static Random Access Memory

• DRAM → Dynamic Random Access Memory

• PROM → Programmable Read Only Memory

• EPROM → Erasable Programmable Read Only Memory

• EEPROM → Electrically Erasable Programmable Read Only Memory

• MAR → Memory Address Register

• MDR → Memory Data Register

• PC → Program Counter

• IR → Instruction Register

• ACC → Accumulator

• USB → Universal Serial Bus

• BIOS → Basic Input/Output System

• UEFI → Unified Extensible Firmware Interface

• RISC → Reduced Instruction Set Computer

• CISC → Complex Instruction Set Computer

Structure of a Computer – Important MCQs

1. Computer का मुख्य processing component कौन-सा है?

A. Keyboard
B. CPU
C. Monitor
D. Printer

Answer: B. CPU

2. CPU का पूरा नाम क्या है?

A. Central Processing Unit
B. Computer Processing Unit
C. Central Program Unit
D. Control Processing Unit

Answer: A. Central Processing Unit

3. CPU के मुख्य components कौन-से हैं?

A. ALU, CU और Registers
B. RAM, ROM और HDD
C. Keyboard, Mouse और Monitor
D. Printer, Scanner और Speaker

Answer: A. ALU, CU और Registers

4. Arithmetic operations कौन-सी unit perform करती है?

A. CU
B. ALU
C. RAM
D. ROM

Answer: B. ALU

5. Computer के operations को control और coordinate कौन करता है?

A. ALU
B. Control Unit
C. RAM
D. HDD

Answer: B. Control Unit

6. निम्न में से कौन input device है?

A. Monitor
B. Printer
C. Keyboard
D. Speaker

Answer: C. Keyboard

7. निम्न में से कौन output device है?

A. Mouse
B. Keyboard
C. Scanner
D. Monitor

Answer: D. Monitor

8. CPU के अंदर सबसे तेज storage locations में से कौन-सा है?

A. Hard Disk
B. Registers
C. DVD
D. Pen Drive

Answer: B. Registers

9. Program Counter में सामान्यतः क्या store होता है?

A. Current data
B. Next instruction का address
C. Final result
D. Password

Answer: B. Next instruction का address

10. Instruction Register में क्या store होता है?

A. Current instruction
B. Printer data
C. File name
D. User password

Answer: A. Current instruction

11. MAR का पूरा नाम क्या है?

A. Memory Address Register
B. Memory Access Register
C. Main Address Register
D. Machine Address Register

Answer: A. Memory Address Register

12. MDR का पूरा नाम क्या है?

A. Memory Data Register
B. Main Data Register
C. Memory Device Register
D. Machine Data Register

Answer: A. Memory Data Register

13. RAM किस प्रकार की memory है?

A. Volatile
B. Permanent
C. Optical
D. Mechanical

Answer: A. Volatile

14. निम्न में से कौन non-volatile memory है?

A. RAM
B. ROM
C. Cache
D. Register

Answer: B. ROM

15. SRAM का उपयोग commonly किस memory में किया जाता है?

A. Cache
B. DVD
C. Magnetic Tape
D. CD

Answer: A. Cache

16. DRAM में किसकी आवश्यकता होती है?

A. Refresh
B. Printing
C. Scanning
D. Formatting

Answer: A. Refresh

17. PROM को सामान्यतः कितनी बार program किया जाता है?

A. एक बार
B. दो बार
C. Unlimited
D. कभी नहीं

Answer: A. एक बार

18. EPROM को किसकी सहायता से erase किया जा सकता है?

A. Sound
B. Ultraviolet Light
C. Magnetic Field
D. Heat

Answer: B. Ultraviolet Light

19. EEPROM को किसकी सहायता से erase किया जाता है?

A. Ultraviolet Light
B. Electricity
C. Sound
D. Magnet

Answer: B. Electricity

20. Cache Memory का मुख्य उद्देश्य क्या है?

A. Data को permanently store करना
B. CPU को frequently used data तेजी से उपलब्ध कराना
C. Printing करना
D. Internet connect करना

Answer: B. CPU को frequently used data तेजी से उपलब्ध कराना

21. निम्न में से कौन secondary storage device है?

A. Register
B. Cache
C. SSD
D. ALU

Answer: C. SSD

22. HDD किस प्रकार की storage technology का उपयोग करता है?

A. Magnetic
B. Optical only
C. Thermal
D. Chemical

Answer: A. Magnetic

23. SSD में सामान्यतः किस technology का उपयोग होता है?

A. Flash Memory
B. Vacuum Tube
C. Magnetic Tape
D. Punch Card

Answer: A. Flash Memory

24. Data Bus का मुख्य कार्य क्या है?

A. Data transfer
B. Address generation only
C. Power generation
D. Printing

Answer: A. Data transfer

25. Address Bus क्या carry करती है?

A. Data
B. Memory/I/O addresses
C. Sound
D. Images

Answer: B. Memory/I/O addresses

26. Control Bus किस प्रकार के signals carry करती है?

A. Control signals
B. Only audio signals
C. Only video signals
D. User passwords

Answer: A. Control signals

27. Computer का मुख्य circuit board क्या कहलाता है?

A. Motherboard
B. Keyboard
C. Processor
D. Monitor

Answer: A. Motherboard

28. USB का पूरा नाम क्या है?

A. Universal Serial Bus
B. Universal System Bus
C. United Serial Board
D. Universal Storage Bus

Answer: A. Universal Serial Bus

29. Computer start होने की प्रक्रिया क्या कहलाती है?

A. Formatting
B. Booting
C. Debugging
D. Scanning

Answer: B. Booting

30. Power-off state से computer start करना क्या कहलाता है?

A. Warm Boot
B. Cold Boot
C. Soft Boot
D. Quick Boot

Answer: B. Cold Boot

31. Restart करना किस प्रकार की booting है?

A. Cold Boot
B. Warm Boot
C. Hard Boot
D. Initial Boot

Answer: B. Warm Boot

32. CPU instruction cycle का पहला प्रमुख चरण क्या है?

A. Execute
B. Decode
C. Fetch
D. Store

Answer: C. Fetch

33. Instruction को decode कौन करता है?

A. Control Unit
B. Printer
C. Hard Disk
D. Monitor

Answer: A. Control Unit

34. Von Neumann architecture में data और instructions कहाँ store होते हैं?

A. अलग-अलग memory में
B. एक ही memory system में
C. केवल CPU में
D. केवल ROM में

Answer: B. एक ही memory system में

35. Harvard architecture की प्रमुख विशेषता क्या है?

A. Data और instructions के लिए separate memory
B. No memory
C. Only ROM
D. Only RAM

Answer: A. Data और instructions के लिए separate memory

36. RISC का पूरा नाम क्या है?

A. Reduced Instruction Set Computer
B. Random Instruction Set Computer
C. Reduced Integrated System Computer
D. Rapid Instruction System Computer

Answer: A. Reduced Instruction Set Computer

37. CISC का पूरा नाम क्या है?

A. Complex Instruction Set Computer
B. Central Instruction System Computer
C. Computer Integrated System Controller
D. Complex Integrated Storage Computer

Answer: A. Complex Instruction Set Computer

38. Architecture मुख्यतः किससे संबंधित है?

A. Programmer-visible design and functionality
B. Keyboard cleaning
C. Printer speed only
D. Cabinet design

Answer: A. Programmer-visible design and functionality

39. Computer Organization किससे संबंधित है?

A. Hardware implementation and arrangement
B. केवल programming language
C. केवल software
D. Internet browsing

Answer: A. Hardware implementation and arrangement

40. Soft copy का उदाहरण क्या है?

A. Printed page
B. Monitor पर digital document
C. Printed photograph
D. Newspaper

Answer: B. Monitor पर digital document

41. Hard copy का उदाहरण क्या है?

A. PDF file
B. Monitor display
C. Printed document
D. Digital image

Answer: C. Printed document

42. निम्न में से कौन input और output दोनों के रूप में काम कर सकता है?

A. Touch Screen
B. Printer
C. Speaker
D. Keyboard

Answer: A. Touch Screen

43. Computer में temporary processing data सामान्यतः कहाँ रखा जाता है?

A. RAM
B. DVD
C. ROM
D. Printer

Answer: A. RAM

44. CPU और Main Memory के बीच high-speed memory कौन-सी है?

A. Cache
B. DVD
C. HDD
D. Pen Drive

Answer: A. Cache

45. निम्न में से कौन secondary storage नहीं है?

A. HDD
B. SSD
C. Pen Drive
D. Register

Answer: D. Register

46. 1 Byte में कितने bits होते हैं?

A. 2
B. 4
C. 8
D. 16

Answer: C. 8

47. 1 Nibble में कितने bits होते हैं?

A. 2
B. 4
C. 8
D. 16

Answer: B. 4

48. BIOS का पूरा नाम क्या है?

A. Basic Input/Output System
B. Binary Input Operating System
C. Basic Internal Operating System
D. Binary Integrated Operating System

Answer: A. Basic Input/Output System

49. UEFI का पूरा नाम क्या है?

A. Unified Extensible Firmware Interface
B. Universal External Firmware Interface
C. Unified Electronic File Interface
D. Universal Extensible File Integration

Answer: A. Unified Extensible Firmware Interface

50. Computer में instructions को execute करने की basic cycle क्या है?

A. Input → Output → Storage
B. Fetch → Decode → Execute
C. Read → Print → Delete
D. Store → Print → Execute

Answer: B. Fetch → Decode → Execute

Quick Revision Table

Exam Focus

BPSC Teacher Computer Science के लिए इस topic से सबसे महत्वपूर्ण areas हैं:

1. CPU और उसके components

2. ALU और Control Unit

3. Registers

4. RAM, ROM और Cache

5. SRAM और DRAM

6. PROM, EPROM और EEPROM

7. Primary vs Secondary Memory

8. Data, Address और Control Bus

9. Instruction Cycle

10. Von Neumann और Harvard Architecture

11. RISC और CISC

12. Computer Architecture vs Organization

13. Motherboard

14. Booting और Firmware

15. Memory Units

इन topics से concept-based और direct factual दोनों प्रकार के questions पूछे जा सकते हैं।