Bus architecture (बस वास्तुकला)
कंप्यूटर बस आर्किटेक्चर कंप्यूटर सिस्टम के विभिन्न हिस्सों को जोड़ने वाले रास्ते (pathways) का एक संगठित संरचना (organized structure) है। ये मार्ग डेटा (pathways data), address और नियंत्रण संकेत (control signals) को एक जगह से दूसरी जगह ले जाते हैं। आसान शब्दों में कहें तो, यह एक डेटा हाईवे है जो कंप्यूटर के अवयव के बीच सूचना का आदान-प्रदान को संभव बनाता है।
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ToggleExample- आप अपने दोस्त से मिलने गए हैं और आपको उन्हें एक किताब देनी है। आप उस किताब को अपनी कार में रखकर एक सड़क के माध्यम से उन तक पहुंचाते हैं। यहाँ आपकी कार Data है, सड़क Bus है, और आपका दोस्त और आप कंप्यूटर घटक(Components) हैं।
एक कंप्यूटर प्रणाली (computer systems) में, Bus एक समानांतर तारों या निशानों का समूह होता है जो Motherboard पर मिलाप (soldered) होते हैं। ये wires CPU, मेमोरी, और परिधीय उपकरणों (Peripheral devices) (जैसे Keyboard, Mouse, Printer, आदि) को आपस में जोड़ते हैं।
Why is a Bus Needed?(बस की ज़रूरत क्यों? )
एक समय था जब हर डिवाइस को सीधे CPU से जोड़ा जाता था। लेकिन यह बहुत ही अप्रभावी (inefficient) और जटिल (complex) था। हर नए उपकरण के लिए CPU में एक नया port लगाना पड़ता था। इससे सीपीयू का डिज़ाइन बहुत जटिल हो गया था और मदरबोर्ड पर बहुत अधिक जगह भी खर्च होती थी।
Bus Architecture ने इस समस्या का समाधान किया। इसने एक मानकीकृत इंटरफ़ेस (standardized interface) प्रदान किया। अब, किसी भी नए डिवाइस को बस से कनेक्ट करने के लिए एक मानक पोर्ट की आवश्यकता होती है, ना कि सीधे सीपीयू से। इससे सिस्टम की मॉड्यूलरिटी (modularity) और स्केलेबिलिटी (scalability) बढ़ी है।
जैसे आईआरसीटीसी की वेबसाइट पर हम एक ही इंटरफेस से ट्रेन टिकट, खाने के ऑर्डर और होटल बुकिंग कर सकते हैं, ठीक वैसे ही बस एक ही इंटरफेस पर कई घटकों से संवाद करने का मौका देता है।
Main Types of Buses (बस के मुख्य प्रकार)
Computer Buses को उनके काम के आधार पर तीन मुख्य प्रकारों में बांटा जा सकता है:
- Data Bus (डेटा बस)
- Address Bus (एड्रेस बस)
- Control Bus (कंट्रोल बस)
1. Data Bus (डेटा बस)
डेटा बस वह हाईवे है जिस पर वास्तविक डेटा यात्रा होती है। यह एक द्विदिशात्मक (bidirectional) बस है, जिसका अर्थ है कि डेटा दोनों दिशाएँ यात्रा कर सकती हैं—सीपीयू से मेमोरी तक और मेमोरी से सीपीयू तक।
- Size (आकार): डेटा बस की चौड़ाई को बिट्स में विभाजित किया जाता है (जैसे 8-बिट, 16-बिट, 32-बिट, 64-बिट)। बस इतनी चौड़ी होगी, वह एक समय में ही सबसे ज्यादा डेटा कैरी कर सकता है।
- Performance(प्रदर्शन): 64-बिट डेटा बस एक समय में 64-बिट डेटा ट्रांसफर कर सकती है, जो 32-बिट डेटा बस की तुलना में दोगुनी होती है। यही कारण है कि 64-बिट प्रोसेसर 32-बिट प्रोसेसर की तुलना में सबसे तेज़ होते हैं।
2. Address Bus (एड्रेस बस)
एड्रेस बस का काम किसी विशेष स्थान (मेमोरी एड्रेस) को पहचानना होता है। यह एक यूनिडायरेक्शनल बस है, जिसका मतलब है कि एड्रेस हमेशा सीपीयू से मेमोरी या I/O डिवाइस की तरफ जाते हैं।
- Working(कार्य): जब सीपीयू में रैम से कोई डेटा नहीं होता है, तो एड्रेस बस पर उस डेटा का मेमोरी एड्रेस पता चलता है। RAM उस पते को डिकोड करती है और डेटा बस पर डेटा भेजती है।
- Size (आकार): पता बस की चौड़ाई यह निर्धारित करती है कि सीपीयू कितने मेमोरी स्थानों तक पहुंच सकता है। यदि किसी सिस्टम में 32-बिट एड्रेस बस है, तो वह 2^32 (लगभग 4 जीबी) की मेमोरी एक्सेस कर सकता है। वहीं, 64-बिट एड्रेस बस 2^64 स्थानों तक पहुंच हो सकती है, जो कि बहुत अधिक है।
3. Control Bus (कंट्रोल बस)
Control Bus का काम synchronization और समन्वय(coordination) करना है। यह टाइमिंग सिग्नल और कंट्रोल कमांड को carry करता है। यह भी द्विदिशात्मक होता है
- Working: मान लीजिए सीपीयू को रैम से डेटा पढ़ना है। सीपीयू कंट्रोल बस पर एक “मेमोरी रीड” सिग्नल भेजा जाता है। इसके बाद, एड्रेस बस पर स्थान का पता और डेटा बस पर डेटा का प्रवाह शुरू हो जाता है।
- Signals: इस बस पर कई तरह के सिग्नल होते हैं, जैसे:
- Memory Read/Write(मेमोरी पढ़ना/लिखना): RAM से डेटा पढ़ने या लिखने के लिए।
- I/O Read/Write( I/O पढ़ना/लिखना): I/O डिवाइस से डेटा पढ़ने या लिखने के लिए।
- Interrupt Request(व्यवधान अनुरोध): I/O डिवाइस सीपीयू द्वारा ध्यान के लिए भेजा गया सिग्नल।