মাইক্রোপ্রসেসর কি ? মাইক্রোপ্রসেসর কিভাবে কাজ করে ?

বর্তমান আধুনিক যুগ হল কম্পিউটারের যুগ । আজ সারা পৃথিবী কম্পিউটারের উপর নির্ভরশীল । বড় বড় কোম্পানিগুলো তাদের বিজনেস চালানোর জন্য কম্পিউটার এবং ইন্টারনেটের উপর নির্ভরশীল । কম্পিউটার পৃথিবীর এক যুগান্তকারী আবিস্কার, যা পৃথিবীকে দিয়েছে এক ভিন্ন দিক । বর্তমান সময়ে কম্পিউটার বিশ্বের একটি বড় অংশ পরিচালনা বা নিয়ন্ত্রণ করছে । বর্তমান সময়ে প্রায় সবাই কম্পিউটার এবং ইন্টারনেটের সাথে যুক্ত । যে কোন উন্নত সিস্টেম পরিচালনা করার জন্য উন্নত বৈশিষ্ট্য সহ উপাদানের প্রয়োজন । এরকমই একটি উপাদানের নাম হল মাইক্রোপ্রসেসর, যা কম্পিউটারের একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ এবং বড় অংশ ।  আজকের আর্টিকেলে আমরা আপনাদের সাথে মাইক্রোপ্রসেসর কি এবং মাইক্রোপ্রসেসর সম্পর্কে বিস্তারিত তথ্য শেয়ার করা চেষ্টা করব ।

মাইক্রোপ্রসেসর কি – মাইক্রোপ্রসেসর কাকে বলে

মাইক্রোপ্রসেসর হল একটি ডিজিটাল ইলেকট্রনিক ডিভাইস, যা লক্ষ লক্ষ ট্রানজিস্টরকে ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট বা আইসি হিসাবে ব্যবহার করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে । এটি কম্পিউটারের সেন্ট্রাল প্রসেসিং ইউনিট বা CPU হিসাবেও কাজ করে ।

মাইক্রোপ্রসেসর, সিপিইউ চিপ বা সেন্ট্রাল প্রসেসিং ইউনিট চিপ নামেও পরিচিত । এটিকে কম্পিউটারের মস্তিষ্কও বলা হয়, কারণ কম্পিউটারে ঘটে যাওয়া সমস্ত কাজ এই মাইক্রোপ্রসেসরের উপর নির্ভরশীল । মুভি দেখা, গান শোনা, গ্রাফিক্সের কাজ করা বা ইমেইল টাইপ করা সহ, সব ধরনের ছোট ও বড় কাজ প্রসেসরের মাধ্যমে সম্পন্ন হয় । কম্পিউটারকে দেওয়া প্রত্যেকটি কমান্ড, মাইক্রোপ্রসেসরের কাছে যায় এবং এরপর এটি কমান্ড অনুযায়ী ডেটা প্রসেসিং করে । ডেটা প্রসেসিং অর্থ হল নির্দেশ অনুযায়ী কাজ করা এবং ফলাফল উপস্থাপন করা । শুধু কম্পিউটার নয়, ক্যালকুলেটর থেকে শুরু করে টেলিভিশন পর্যন্ত সব ধরনের ইলেকট্রনিক ডিভাইসের মধ্যে কোনো না কোনো ধরনের মাইক্রোপ্রসেসর রয়েছে ।

মাইক্রোপ্রসেসর হল একটি মাইক্রো চিপ, যা মাদার বোর্ডের মধ্যে ইনস্টল করা হয় । মাইক্রোপ্রসেসর মোবাইল, টেলিভিশন, কম্পিউটার, ল্যাপটপ ইত্যাদিতে ইউজ করা হয় । হার্ডওয়্যার এবং সফ্টওয়্যারের মধ্যে সমন্বয় নিয়ন্ত্রণ করার জন্য মাইক্রোপ্রসেসর ইউজ করা হয় ।

মাইক্রোপ্রসেসর, কম্পিউটারের হার্ডওয়্যার এবং সফ্টওয়্যারের মধ্যে কমিউনিকেশনের কাজ সম্পাদন করে । আরও সহজ ভাষায় বললে, মাইক্রোপ্রসেসর কম্পিউটারের সব ধরনের সফটওয়ারকে, হার্ডওয়্যারের কমান্ড অনুসারে নিয়ন্ত্রণ করার কাজটি সম্পাদন করে ।

মাইক্রোপ্রসেসরের ইতিহাস

মাইক্রোপ্রসেসর তৈরি হওয়ার আগে, সার্কিট ইউজ করে ছোট কম্পিউটার তৈরি করা হতো । এই সার্কিটগুলি মাইক্রোপ্রসেসরের অনুরূপভাবে ব্যবহার করা হত ।

মাইক্রোপ্রসেসর মূলত বুলিয়ান লজিকের উপর ভিত্তি করে বাইনারি অপারেশন পরিচালনা করে । এবং বুলিয়ান লজিক ইউজ করে, পাজল বার কম্পিউটার থেকে কাজ করার ক্ষমতা ১৯৩৮ সালে প্রথম এসেছিল । ১৯৬০ এর দশকের শেষের দিকে এমওএস ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট চিপ তৈরি করা হয়েছিল । পরবর্তীতে ১৯৬৪ সালে এমওএস ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট চিপ আপগ্রেড করা হয় । যার মেকিং খরচ আগের তুলনায় অনেক কম ছিল । মাইক্রোপ্রসেসর শব্দটি ১৯৬৮ সালে Viatron কম্পিউটার সিস্টেমে প্রথম ব্যবহার করা হয় ।

১৯৭০ সালে মাইক্রোপ্রসেসর প্রথম তৈরি করা হয়েছিল ( ইন্টিগ্রেটেড ইলেকট্রনিক্সের জন্য ) । জাপানি কোম্পানি Busycom, এই মাইক্রোপ্রসেসরটি ইন্টেলের কাছে অর্ডার করেছিল । যেখানে ৪ (চার) বিট মাইক্রোপ্রসেসর সংযুক্ত ছিল । এই মাইক্রোপ্রসেসরটিকে ইন্টেল 4004 মাইক্রোপ্রসেসর বলা হয় । এটি ১৯৭১ সালে প্রথম বাণিজ্যিকভাবে বাজারে লঞ্চ করা হয় ।

পরবর্তীতে ১৯৭৪ সালে দ্বিতীয় প্রজন্মে, একটি শক্তিশালী মাইক্রোপ্রসেসর (8008) একক চিপ হিসাবে তৈরি করার ঘোষণা করা হয়েছিল । এবং এই চিপটি এক বছরেরও কম সময়ের মধ্যে অনেক বেশী শক্তিশালী হয়ে উঠেছে ।

এরপরে, তৃতীয় প্রজন্মে, ১৯৭৮ সালে, itel ১৬ বিট 8086 প্রসেসর তৈরি করে । যা Intel এর 8086 এবং Zilog Z8000 নামে পরিচিত ছিল । এই মাইক্রোপ্রসেসরে মিনি কম্পিউটারটি একটি ১৬ বিট প্রসেসর দিয়ে সঞ্চালিত হয়েছিল ।

তৃতীয় প্রজন্মের পর ১৯৯০ সালে, ইন্টেল i386 প্রসেসর বাজারে নিয়ে আসে । এই i386 প্রসেসরটি ছিল প্রথম বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ ৩২-বিট মাইক্রোপ্রসেসর । আর এই মাইক্রোপ্রসেসরটি প্রথমবারের মতো একই সাথে একাধিক প্রোগ্রাম চালানো সম্ভব করেছে ।

মাইক্রোপ্রসেসরে কে আবিষ্কার করেন

১৯৭১ সালের নভেম্বর মাসে, ইন্টেল প্রকাশ্যে বিশ্বের প্রথম একক-চিপ মাইক্রোপ্রসেসর, ইন্টেল 4004 (ইউ.এস. পেটেন্ট 3,821,715) বাজারে নিয়ে আসে । ইন্টেল প্রকৌশলী ফেদেরিকো ফ্যাগিন, স্ট্যান মাজোর এবং মার্সিয়ান ই (টেড) হফ দ্বারা উদ্ভাবিত হয়েছিল । এই কারণে এই তিন বিজ্ঞানীকেই মাইক্রোপ্রসেসরের জনক বলা হয় ।

মাইক্রোপ্রসেসর কিভাবে কাজ করে?

মাইক্রোপ্রসেসর মোট ৩ টি ইউনিটে কাজ করে । ফেচ ইউনিট, ডিকোড ইউনিট এবং এক্সিকিউট ইউনিট । ফেচ ইউনিটে, ফাইলের সমস্ত তথ্য কম্পিউটারের মেমরি থেকে মাইক্রোপ্রসেসরে কপি করা হয় । ডিকোড ইউনিটে, অপারেশন পরিচালনা করার জন্য তথ্য পরীক্ষা করা হয় এবং এটি নির্ধারণ করে যে, কোন অপারেশনটি কোথায় করা হবে । আর তৃতীয় ইউনিট হল Execute ইউনিট, এই ইউনিটে অপারেশন কমপ্লিট করা হয় ।

মাইক্রোপ্রসেসরের কাজ

মাইক্রোপ্রসেসরের গতি ও ক্ষমতার উপর কম্পিউটারের গতি ও ক্ষমতা নির্ভর করে । মাইক্রোপ্রসেসরের কাজগুলো নিচে উল্লেখ করা হল –

• কম্পিউটারের সকল অংশের কন্ট্রোল ও সময় নির্ধারণ সিগন্যাল প্রদান করে থাকে ।
• এটি মেমোরি থেকে ডাটা ও নির্দেশ গ্রহন করে থাকে ।
• মেমোরি ও ইনপুট/আউটপুট ডিভাইসের মধ্যে ডাটা স্থানান্তর করে ।
• এটি কমান্ড ডিকোড করে থাকে ।
• এটি গাণিতিক ও লজিক্যাল কাজ করে থাকে ।
• এটি কম্পিউটারের মেমোরিতে স্টোর করা প্রোগ্রাম নির্বাহ করে থাকে ।
• এটি ইনপুট এবং আউটপুট অংশগুলোর মধ্যে সমন্বয় সাধন করে ।
• এটি ইলেকট্রনিক মুভি ডিসপ্লে ক্রিয়েট করে থাকে ।

মাইক্রোপ্রসেসরের অংশ

যদি মাইক্রোপ্রসেসরের অংশগুলিকে যদি ফাংশন অনুসারে ভাগ করা হয় তাহলে সেগুলি নিম্নরূপ হবে:-

মেমরি ইউনিট (MU):- একটি মাইক্রোপ্রসেসরে মেমোরী ইউনিটের কাজ হল এর ইনপুট এবং আউটপুট নির্দেশাবলী সম্পর্কিত তথ্য স্টোর করা । কম্পিউটারে, আমাদের দেওয়া নির্দেশ কার্যকর করার আগে এবং পরে সেগুলি MU বা মেমোরি ইউনিটে সংরক্ষণ করা হয় । পরবর্তীতে তা ফলাফল আকারে প্রদর্শিত হবে ।

ALU (অ্যারিথমেটিক লজিক্যাল ইউনিট):- মাইক্রোপ্রসেসরের গাণিতিক এবং লজিক্যাল উভয় কাজই ALU বা অ্যারিথমেটিক লজিক্যাল ইউনিটের দ্বারা চালিত হয়। গাণিতিক ক্রিয়াকলাপের মধ্যে রয়েছে যোগ, বিয়োগ, গুণ, ভাগ ইত্যাদি । লজিক্যাল ক্রিয়াকলাপের মধ্যে রয়েছে লজিক্যাল গেট দ্বারা সঞ্চালিত হয় এবং, হ্যাঁ, না ।

কন্ট্রোল ইউনিট (CU):- মাইক্রোপ্রসেসরের সমস্ত নির্দেশাবলী কন্ট্রোল ইউনিট দ্বারা পরিচালিত এবং নিয়ন্ত্রিত হয় । কন্ট্রোল ইউনিট বা CU নিজেই মাইক্রোপ্রসেসরে আসা নির্দেশাবলী ডিকোড করে । ডিকোড করার পরে, সংশ্লিষ্ট ইউনিটকে সেই কমান্ড কার্যকর করার নির্দেশনা প্রদান করে । কার্যকর করার পরে, মেমরি ইউনিট এবং ফলাফল সম্পাদনা করার কাজটিও কন্ট্রোল ইউনিট নিজেই করে ।

প্রসেসর কোর কি – মাইক্রোপ্রসেসরে কোর কি

কোর হল মাইক্রোপ্রসেসরের ভেতরে থাকা একটি কম্পিউটিং ইউনিট বা চিপ, যার উপর প্রসেসরের গতি বা স্পীড কত বেশী হবে তা নির্ভর করে । প্রসেসর বিভিন্ন কোরের হয়ে থাকে, একক কোর বিশিষ্ট প্রসেসরকে সিঙ্গেল কোর প্রসেসর বলা হয় । সিঙ্গেল কোর প্রসেসর একটু বেশি লোড হলেই হ্যাং হয়ে যায়, তাই এর ক্ষমতা বাড়ানোর জন্য প্রসেসরে একাধিক কোর বসানো হয়, এই কোরের সংখ্যার উপর ভিত্তি করে প্রসেসরের নাম রাখা হয় –

1. ডুয়েল কোর প্রসেসর
2. কোয়াড কোর প্রসেসর
3. হেক্সা কোর প্রসেসর
4. অক্টা কোর প্রসেসর
5. ডেকা কোর প্রসেসর

• ডুয়াল কোর – ডুয়াল কোর প্রসেসর ২ টি কোর বা প্রসেসর নিয়ে গঠিত । এই প্রসেসর সিঙ্গেল প্রসেসরের চেয়ে দ্বিগুণ দ্রুত গতি সম্পন্ন ।
• কোয়াড কোর – একটি কোয়াড কোর প্রসেসরে ৪ টি স্বাধীন ইউনিট থাকে যাকে কোর বলা হয়, যা সিপিইউ বা সেন্ট্রাল প্রসেসিং ইউনিটের নির্দেশাবলী পড়ে এবং কার্যকর করে ।
• হেক্সা কোর – হেক্সা কোর একটি মাল্টি-কোর প্রসেসর । এতে ছয়টি কোর বা প্রসেসর থাকে এবং ডুয়াল কোর এবং কোয়াড কোর প্রসেসরের তুলনায় এটি অনেক বেশী দ্রুত কাজ করার ক্ষমতা রাখে ।
• অক্টা-কোর – অক্টা কোর মানে হল ৮ কোরের তৈরি একটি প্রসেসর ।
• ডেকা কোর – ডেকা কোর প্রসেসরে একটি একক চিপে ১০ টি কোর বা প্রসেসর থাকে । এটি ডুয়াল কোর প্রসেসরের তুলনায় চেয়ে ৫ গুণ দ্রুত গতিতে কাজ করে ।

মাইক্রোপ্রসেসরের শ্রেণিবিন্যাস

মাইক্রোপ্রসেসর নিম্নলিখিত বিভিন্ন অংশের অধীনে শ্রেণীবদ্ধ করা হয় –

• 4-বিট প্রসেসর (Intel 404 4004)
• 8-বিট প্রসেসর(8008,8080,8085মোটোরোলা 6800(m6800))
• 16-বিট প্রসেসর(8086,8088,zilog,z800,80186,80286)
• 32-বিট প্রসেসর (ইন্টেল 80386,80387,80486 পেন্টিয়াম প্রো)

মাইক্রোপ্রসেসরের প্রকারভেদ

1. 8085 মাইক্রোপ্রসেসর: ১৯৭৭ সালে ইন্টেল কোম্পানি এই মাইক্রোপ্রসেসরটি প্রথম চালু করে । এটি একটি 8 বিট ডেটা বাস সম্বলিত মাইক্রোপ্রসেসর । যা 5 MHz ফ্রিকোয়েন্সি পর্যন্ত কাজ করতে সক্ষম । এর চিপে মোট ৪০ টি পিন রয়েছে । যা মাল্টিপ্লেক্স লোয়ার অর্ডার অ্যাড্রেস বাসের সাথে ডেটা বাসের চিপের সাইজ কমিয়ে দেয় ।
2. 8086 মাইক্রোপ্রসেসর: এই ধরনের মাইক্রোপ্রসেসরে 20 টি এড্রেস লাইন, 16 বিট মাইক্রোপ্রসেসর এবং 1MB স্টোরেজ সহ মোট 16টি ডেটা লাইন রয়েছে । এবং 8086 মাইক্রোপ্রসেসরের একটি স্ট্রং নির্দেশনা সেট রয়েছে, যা গুণ, ভাগ ইত্যাদি কাজগুলোকে অনেক সহজ করে তোলে ।
3. CISC মাইক্রোপ্রসেসর (কমপ্লেক্স ইন্সট্রাকশন সেট কম্পিউটিং): এটি একটি অত্যন্ত ধীরগতির মাইক্রোপ্রসেসর, যা ছোট ছোট কাজ করার জন্য ইউজ হয় । ছোট ছোট কাজ করা ছাড়াও গেম খেলতে, গান শুনতে, টেক্সট করতে এই ধরনের প্রসেসর ব্যবহার করা হয় । এটি সাধারণত ডেস্কটপ এবং ল্যাপটপ কম্পিউটিংয়ে ব্যবহৃত হয় ।
4. Intel RISC (Reduced Instruction Set Computer): এটি একটি রিডিউস ইন্সট্রাকশন সেট মাইক্রোপ্রসেসর । এই মাইক্রোপ্রসেসরের সাহায্যে ছোট ছোট নির্দেশ খুব দ্রুত প্রসেস করা যায় । এই ধরণের মাইক্রোপ্রসেসর কিছু বিশেষায়িত কাজের জন্য ডিজাইন করা হয় । যেমন ডেটাবেস, ডেটা সার্ভার, ইমেল ক্লায়েন্ট ইত্যাদি । এই প্রসেসর প্রধানত সার্ভার কম্পিউটারে ইউজ হয় ।
5. সুপারস্কেলার মাইক্রোপ্রসেসর: এই প্রসেসরগুলো একই সাথে অনেক ধরনের কাজ করতে পারে । এই ধরনের প্রসেসর সাধারণত ALU এবং গুণকের মতো অ্যারেগুলির জন্য ইউজ হয় । এই ধরনের প্রসেসরের একাধিক অপারেশন ইউনিট থাকে, যা প্রসেসরের ভিতরে নির্দেশাবলী প্রেরণ করতে ইউজ হয় ।
6. ডিজিটাল সিগন্যাল মাল্টিপ্রসেসর: এই প্রসেসরগুলি অ্যানালগ থেকে ডিজিটাল সিগন্যাল বা ডিজিটাল থেকে অ্যানালগ সিগন্যালে রূপান্তর করতে ব্যবহৃত হয় । এই প্রসেসরের চিপ রাডার সোনার, হোম থিয়েটার ইত্যাদি অনেক ধরনের ডিভাইসে ইউজ করা হয় ।

মাইক্রোপ্রসেসরের সুবিধা

• মাইক্রোপ্রসেসর বিভিন্ন মেমরির মধ্যে দ্রুত ডেটা স্থানান্তর বা আদান প্রদান করতে পারে ।
• জটিল এবং কঠিন গাণিতিক ক্রিয়াকলাপ সম্পাদন করতে মাইক্রোপ্রসেসর ইউজ করা হয় ।
• মাইক্রোপ্রসেসরের আরও একটি সুবিধা হল এর গতি, যা হার্টজে পরিমাপ করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, 3 GHz গতি সম্পন্ন একটি মাইক্রোপ্রসেসর, প্রতি সেকেন্ডে 3 বিলিয়ন কাজ করতে সক্ষম ।
• কম শক্তি ব্যবহার করে
• সহজে বহনযোগ্য
• কম তাপ উৎপন্ন করে
• সেকেন্ডে লক্ষ লক্ষ ডেটা স্থানান্তর করতে পারে
• এগুলি প্রয়োজন অনুসারে উন্নত করা যেতে পারে

মাইক্রোপ্রসেসরের অসুবিধা

• মাইক্রোপ্রসেসরে ডেটার আকারের সীমাবদ্ধতা রয়েছে ।
• মাইক্রোপ্রসেসরের কার্যকারিতা নির্ভর করে ডেটার আকারের উপর ।
• বেশ ব্যয়বহুল হয়
• শুধুমাত্র মেশিন ভাষার উপর নির্ভর করে
• অতিরিক্ত ব্যবহারে এগুলো খুব গরম হয়ে যায় ।
• বেশিরভাগ মাইক্রোপ্রসেসর ফ্লোটিং-পয়েন্ট অপারেশন সমর্থন করে না ।
• মাইক্রোপ্রসেসরে র‍্যাম, রম এবং অন্যান্য I/O ডিভাইসের মতো ইন্টারনাল পেরিফেরাল নেই ।

মাইক্রোপ্রসেসরের কোথায় ইউজ হয়

প্রায় সব ধরনের ইলেকট্রনিক ডিভাইসেই মাইক্রোপ্রসেসর ইউজ হয় । নিচে তেমনই কিছু ডিভাইসের নাম দেওয়া হল –

• ক্যালকুলেটর
• ট্রাফিক বাতি
• গেমিং সিস্টেম
• তথ্য অধিগ্রহণ সিস্টেম
• সামরিক আবেদন
• এসি রিমোট
• মোবাইল ফোন
• কম্পিউটার
• টেলিভিশন
• ওয়াইফাই রাউটা

শেষ কথা

আজকের আর্টিকেলে আমরা আপনাদের সাথে মাইক্রোপ্রসেসর নিয়ে বিস্তারিত আলোচনা করার চেষ্টা করেছি এবং জানানোর চেষ্টা করেছি মাইক্রোপ্রসেসর কি? এটি কীভাবে কাজ করে? এগুলো কত প্রকার? এবং মাইক্রোপ্রসেসরের সুবিধা এবং অসুবিধাগুলি কী কী? আর্টিকেলটি নিয়ে যে কোন ধরনের প্রশ্ন বা মন্তব্য থাকলে কমেন্ট সেকশনে জানান ।