কম্পিউটার আর্কিটেকচার: ভিতরের জগৎটা কেমন?

আপনি কি কখনো ভেবে দেখেছেন, আপনার মোবাইল, ল্যাপটপ বা কম্পিউটার এর ভিতরে আসলে কী থাকে? কেন এগুলো এত দ্রুত কাজ করে? সব ডিভাইসের ভিতরে একটা নকশা বা প্ল্যান থাকে, যেটা ঠিক করে দেয় — কম্পিউটার কীভাবে কাজ করবে। এই নকশার নামই হলো কম্পিউটার আর্কিটেকচার।

কম্পিউটার আসলে কী?

কম্পিউটার মানে শুধু মনিটর আর কিবোর্ড নয়। আসলে কম্পিউটার হলো একটা গণনার যন্ত্র। (Wikipedia) আপনার চারপাশে যা দেখেন — মনিটর দেখার জন্য, কিবোর্ড লেখার জন্য, মাউস ক্লিক করার জন্য — এগুলো সবই সহায়ক যন্ত্র। কিন্তু গণনা করে শুধু CPU। বাকি সব কিছু শুধু ইনপুট আর আউটপুটের কাজ করে।

কম্পিউটার case খুললে কী দেখবেন?

আপনি যদি কম্পিউটার case খুলেন, তাহলে দেখবেন:

• CPU - যেটা সব হিসাব করে
• RAM - Volatile memory যেটা দ্রুত কাজ করে কিন্তু power off করলে data মুছে যায়
• Motherboard - সব কিছুকে একসাথে জুড়ে রাখে
• Storage - সব কিছু সেভ করে রাখে
• Power Supply - সব কিছুকে বিদ্যুৎ দেয়
• Fan - গরম কমায়

এরা কীভাবে একসাথে থাকে?

Motherboard হলো সব কিছুর বেস। এটার উপরেই সব কিছু বসানো:

• CPU বসে থাকে socket এ
• RAM লাগানো থাকে slots এ
• Storage যুক্ত থাকে cables দিয়ে
• Power Supply থেকে সব কিছুকে বিদ্যুৎ আসে

RAM এবং HDD এর কাজ

RAM (Random Access Memory) - Volatile/Primary Memory:

• Volatile memory - যেটা খুব দ্রুত কাজ করে কিন্তু power off করলে data মুছে যায়
• CPU যখন কোনো program চালায়, তখন সেই program RAM এ load হয়
• RAM এ data থাকলে CPU খুব দ্রুত access করতে পারে
• কিন্তু কম্পিউটার বন্ধ করলে RAM এর সব data মুছে যায়

HDD/SSD (Storage) - Permanent/Secondary Memory:

• Permanent memory - যেটা সব সময় data রাখে, power off করলেও data থেকে যায়
• সব program, file, photo এখানে সেভ থাকে
• কম্পিউটার বন্ধ করলেও data থেকে যায়
• কিন্তু HDD থেকে data নিতে সময় বেশি লাগে

আমাদের আলোচনা: এই ব্লগে আমরা শুধু CPU এর ভিতরের গঠন নিয়ে কথা বলব। CPU এর ভিতরে কী কী অংশ আছে এবং সেগুলো কীভাবে কাজ করে।

CPU এর ভিতরে কী আছে?

এখন আমরা দেখব CPU এর ভিতরে আসলে কী কী অংশ থাকে এবং সেগুলো কীভাবে কাজ করে।

CPU মূলত তিনটি প্রধান অংশে বিভক্ত:

1️⃣ Control Unit (CU)

• CPU এর মস্তিষ্ক হিসেবে কাজ করে
• সব instruction decode করে এবং execute করার জন্য নির্দেশ দেয়
• Memory এবং ALU এর মধ্যে coordination করে

2️⃣ Arithmetic Logic Unit (ALU)

• গণনা এবং লজিক্যাল অপারেশন করে
• যোগ, বিয়োগ, গুণ, ভাগ
• AND, OR, NOT এর মতো লজিক্যাল অপারেশন

3️⃣ Registers

• CPU এর অস্থায়ী স্টোরেজ
• খুব দ্রুত access করা যায়
• Data এবং instruction temporarily store করে

Program কীভাবে Execute হয়?

ধরুন আপনি একটা গান শুনতে চান। এখানে পুরো প্রক্রিয়াটা:

০. Computer On করার সময়:

• Power button চাপলে CPU কাজ শুরু করে
• BIOS/UEFI প্রথমে load হয় (Basic Input/Output System)
• BIOS HDD/SSD থেকে Operating System (Windows/Linux) খুঁজে বের করে
• Operating System RAM এ load হয়ে পুরো computer control নেয়
• এখন আপনি program চালাতে পারেন

১. Program Load:

• HDD/SSD এ গানটা binary format এ সেভ আছে (0 এবং 1 এর sequence)
• Computer শুধু binary বুঝে — সব software, file, photo, video সব কিছুই binary তে convert হয়ে থাকে
• Operating System গানটা HDD থেকে RAM এ load করে
• RAM এ গানটা CPU এর জন্য প্রস্তুত থাকে

২. CPU Processing:

• CPU RAM থেকে instruction গুলো নেয়
• Control Unit instruction decode করে
• ALU গানটা process করে (audio decoding)
• Registers এ temporary data store করে

৩. Output:

• Processed audio data RAM এ রাখে
• Audio driver সেটা স্পিকারে পাঠায়
• আপনি গান শুনতে পান

Data Flow - পুরো প্রক্রিয়াটা:

Step-by-step breakdown:

1. Storage: Program binary format এ সেভ থাকে
2. RAM: OS program টা load করে, CPU এর জন্য প্রস্তুত রাখে
3. CPU: Instruction execute করে, data process করে
4. RAM: Processed result temporarily store করে
5. Output: Final result device এ পাঠায় (speaker, monitor, etc.)

এভাবেই প্রতিটি program কাজ করে — data storage থেকে শুরু করে final output পর্যন্ত।

পরবর্তী অংশ

এই ছিলো কম্পিউটার আর্কিটেকচারের মৌলিক ধারণা। Part 2 এ আমরা দেখব কম্পিউটার আর্কিটেকচারের বিবর্তন — Abacus থেকে আজকের quantum computers পর্যন্ত। কীভাবে technology আমাদের জীবন বদলে দিয়েছে।

Part 2 পড়তে: কম্পিউটার আর্কিটেকচারের বিবর্তন (Part 2)