10 में से पाठ 5 · कंप्यूटर ज्ञान

प्रोग्रामिंग भाषाएँ, अनुवादक, संख्या पद्धतियाँ और कैरेक्टर कोड

AI की सहायता से तैयार किया गया और 28 अक्टूबर 2026 को तथ्यों की जाँच की गई; किसी मानव संपादक ने इसे अभी पंक्ति-दर-पंक्ति नहीं पढ़ा है। कोई गलती दिखे तो हमें बताइए। संपादकीय मानक और सुधार

भाषाओं की पीढ़ियाँ

कंप्यूटर सीधे केवल मशीन भाषा समझता है, जो 0 और 1 की शृंखलाएँ होती हैं; यह पहली पीढ़ी (1GL) है। यह सबसे तेज़ चलती है और इसे अनुवाद की आवश्यकता नहीं होती, पर यह मशीन पर निर्भर है और लिखने में बहुत कठिन है। असेंबली भाषा (2GL) बाइनरी कोड के स्थान पर ADD, SUB और MOV जैसे छोटे स्मृति-संकेतों (नेमोनिक्स) का उपयोग करती है। मशीन और असेंबली भाषाएँ निम्न-स्तरीय भाषाएँ कहलाती हैं। तीसरी पीढ़ी (3GL) की उच्च-स्तरीय भाषाएँ अंग्रेज़ी जैसे शब्दों का उपयोग करती हैं और अनेक मशीनों पर चलती हैं: FORTRAN (1957, IBM में जॉन बैकस, विज्ञान के लिए), COBOL (1959, व्यवसाय के लिए), BASIC (1964), Pascal (1970), C (1972, बेल लैब्स में डेनिस रिची), C++ (ब्यार्ने स्ट्रॉस्ट्रप), Python (1991, गुइडो वैन रोसम) और Java (1995, सन माइक्रोसिस्टम्स में जेम्स गॉसलिंग)। चौथी पीढ़ी की भाषाएँ (4GL), जैसे SQL, यह बताती हैं कि क्या परिणाम चाहिए, न कि उसे कैसे पाना है, और पाँचवीं पीढ़ी की भाषाएँ (5GL), जैसे PROLOG, कृत्रिम बुद्धिमत्ता में प्रयुक्त होती हैं।

अनुवादक

जो भी प्रोग्राम मशीन कोड में नहीं है, उसका अनुवाद आवश्यक है। असेंबलर असेंबली भाषा को मशीन कोड में बदलता है। कंपाइलर पूरे उच्च-स्तरीय प्रोग्राम (सोर्स कोड) को एक साथ मशीन कोड (ऑब्जेक्ट कोड) में अनुवादित करता है और सभी त्रुटियाँ एक साथ बताता है; इसके बाद कंपाइल किया गया प्रोग्राम कंपाइलर के बिना तेज़ी से चलता है, जैसे C और C++ में। इंटरप्रेटर एक बार में एक पंक्ति का अनुवाद और निष्पादन करता है और पहली त्रुटि पर रुक जाता है, इसलिए यह धीमा है पर परीक्षण के लिए सुविधाजनक है; Python और BASIC सामान्यतः इंटरप्रेट की जाती हैं। Java को बाइटकोड में कंपाइल किया जाता है, जिसे जावा वर्चुअल मशीन किसी भी कंप्यूटर पर चलाती है। लिंकर ऑब्जेक्ट फ़ाइलों को जोड़कर एक निष्पादन योग्य प्रोग्राम बनाता है, और लोडर उसे चलाने के लिए मेमोरी में रखता है। प्रोग्राम की गलती को बग और उसे हटाने को डीबगिंग कहते हैं। ये शब्द लोकप्रिय रूप से ग्रेस हॉपर से जोड़े जाते हैं, क्योंकि 1947 में हार्वर्ड मार्क II कंप्यूटर में, जिस पर वे काम करती थीं, एक पतंगा (मॉथ) फँसा मिला था; उन्होंने आरंभिक कंपाइलरों में से एक भी बनाया।

एल्गोरिद्म और फ़्लोचार्ट

एल्गोरिद्म किसी समस्या को हल करने की सीमित, चरण-दर-चरण विधि है; यह शब्द नौवीं शताब्दी के गणितज्ञ अल-ख़्वारिज़्मी के नाम से बना है। अच्छे एल्गोरिद्म में इनपुट, आउटपुट, निश्चितता (हर चरण स्पष्ट हो), परिमितता (वह समाप्त हो) और प्रभावशीलता होती है। फ़्लोचार्ट एल्गोरिद्म को आरेख के रूप में दिखाता है: अंडाकार (ओवल) प्रारंभ या अंत, समांतर चतुर्भुज इनपुट या आउटपुट, आयत कोई प्रक्रिया, समचतुर्भुज (डायमंड) हाँ और नहीं की शाखाओं वाला निर्णय, तीर प्रवाह और छोटा वृत्त कनेक्टर दर्शाता है। स्यूडोकोड उन्हीं चरणों को सरल, संरचित भाषा में लिखता है।

संख्या पद्धतियाँ

किसी संख्या पद्धति का आधार (रेडिक्स) उसमें प्रयुक्त अंकों की संख्या है। बाइनरी का आधार 2 (0 और 1), ऑक्टल का आधार 8 (0 से 7), दशमलव (डेसिमल) का आधार 10 (0 से 9) और हेक्साडेसिमल का आधार 16 (0 से 9 तथा A से F, जहाँ A का मान 10 और F का मान 15 है) है। कंप्यूटर बाइनरी में काम करते हैं क्योंकि इलेक्ट्रॉनिक परिपथों की दो अवस्थाएँ होती हैं, चालू और बंद। ऑक्टल और हेक्साडेसिमल बाइनरी को छोटे रूप में लिखने के तरीके हैं, क्योंकि एक ऑक्टल अंक 3 बिट के और एक हेक्साडेसिमल अंक 4 बिट के बराबर होता है।

हल किए गए रूपांतरण

दशमलव को बाइनरी में बदलने के लिए बार-बार 2 से भाग दें और शेषफलों को नीचे से ऊपर पढ़ें; 25 से शेषफल 1, 0, 0, 1, 1 आते हैं, इसलिए 25 = 11001। बाइनरी को दशमलव में बदलने के लिए हर बिट को उसके स्थानीय मान (दाईं ओर से 1, 2, 4, 8, 16, 32) से गुणा करके जोड़ें; 101101 = 32 + 8 + 4 + 1 = 45। बाइनरी से ऑक्टल के लिए दाईं ओर से तीन-तीन बिट के समूह बनाएँ: 101 101 ऑक्टल में 55 है। बाइनरी से हेक्साडेसिमल के लिए चार-चार बिट के समूह बनाएँ: 0010 1101 = 2D। हेक्साडेसिमल 1A = 1 × 16 + 10 = 26, और 8 बिट की सबसे बड़ी संख्या 11111111 दशमलव में 255, हेक्साडेसिमल में FF और ऑक्टल में 377 है। बाइनरी जोड़ में 1 + 1 = 10 (0 लिखें, 1 हासिल)।

कैरेक्टर कोड

अक्षरों और चिह्नों को एक कोड के माध्यम से संख्याओं के रूप में संगृहीत किया जाता है। ASCII (अमेरिकन स्टैंडर्ड कोड फ़ॉर इन्फ़ॉर्मेशन इंटरचेंज) 128 कैरेक्टर का 7-बिट कोड है, जिसमें A का मान 65, a का 97, अंक 0 का 48 और स्पेस का 32 है; एक्सटेंडेड ASCII 256 कैरेक्टर के लिए 8 बिट का उपयोग करता है। EBCDIC (एक्सटेंडेड बाइनरी कोडेड डेसिमल इंटरचेंज कोड) IBM द्वारा अपने मेनफ़्रेम के लिए बनाया गया 8-बिट कोड है। यूनिकोड हर लिपि के हर अक्षर को, देवनागरी सहित, एक विशिष्ट संख्या देता है और UTF-8 तथा UTF-16 जैसे रूपों में संगृहीत होता है; इसके पहले 128 कैरेक्टर ASCII के समान हैं। BCD (बाइनरी कोडेड डेसिमल) हर दशमलव अंक को 4 बिट में लिखता है।

बिट, निबल और बाइट

बिट एक बाइनरी अंक है, निबल 4 बिट (एक हेक्साडेसिमल अंक), बाइट 8 बिट (एक ASCII कैरेक्टर) है, और वर्ड बिटों का वह समूह है जिसे CPU एक बार में संभालता है। n बिट से 2 की घात n अलग-अलग मान दर्शाए जा सकते हैं, इसलिए एक बाइट में 256 मान, यानी 0 से 255 तक, आ सकते हैं।

मुख्य तथ्य

1GL मशीन भाषा (0 और 1, अनुवादक नहीं); 2GL असेंबली (नेमोनिक्स, असेंबलर); 3GL उच्च-स्तरीय (FORTRAN, COBOL, C, Java); 4GL (SQL); 5GL (PROLOG, कृत्रिम बुद्धिमत्ता)।
FORTRAN (1957) पहली व्यापक रूप से प्रयुक्त उच्च-स्तरीय भाषा थी; COBOL (1959) व्यवसाय के लिए है; C (1972) बेल लैब्स में डेनिस रिची ने लिखी; Java (1995) जेम्स गॉसलिंग ने।
कंपाइलर पूरे प्रोग्राम का एक साथ अनुवाद करता है और परिणाम तेज़ चलता है; इंटरप्रेटर पंक्ति-दर-पंक्ति अनुवाद करता है और पहली त्रुटि पर रुकता है; असेंबलर असेंबली भाषा का अनुवाद करता है।
फ़्लोचार्ट चिह्न: प्रारंभ या अंत के लिए अंडाकार, इनपुट या आउटपुट के लिए समांतर चतुर्भुज, प्रक्रिया के लिए आयत, निर्णय के लिए समचतुर्भुज (डायमंड), कनेक्टर के लिए छोटा वृत्त।
दशमलव 25 = बाइनरी 11001; बाइनरी 101101 = दशमलव 45 = ऑक्टल 55 = हेक्साडेसिमल 2D।
दशमलव 255 = बाइनरी 11111111 = हेक्साडेसिमल FF = ऑक्टल 377।
आधार: बाइनरी 2, ऑक्टल 8, दशमलव 10, हेक्साडेसिमल 16 (A = 10 से F = 15 तक); एक ऑक्टल अंक = 3 बिट, एक हेक्साडेसिमल अंक = 4 बिट।
ASCII 128 कैरेक्टर का 7-बिट कोड है (A = 65, a = 97); एक्सटेंडेड ASCII 8-बिट (256); EBCDIC, IBM का 8-बिट कोड; यूनिकोड देवनागरी सहित सभी लिपियों को समेटता है।
निबल = 4 बिट, बाइट = 8 बिट; n बिट से 2 की घात n मान दर्शाए जा सकते हैं, इसलिए एक बाइट में 0 से 255 तक।

एक नज़र में दोहराव

भाषाएँ: मशीन (1GL), असेंबली (2GL), उच्च-स्तरीय (3GL: FORTRAN 1957, COBOL 1959, C 1972, Python 1991, Java 1995), 4GL (SQL), 5GL (PROLOG); असेंबलर, कंपाइलर (पूरा प्रोग्राम), इंटरप्रेटर (पंक्ति-दर-पंक्ति); एल्गोरिद्म और फ़्लोचार्ट चिह्न; आधार 2, 8, 10, 16; 25 = 11001; 101101 = 45 = ऑक्टल 55 = हेक्स 2D; ASCII 7-बिट, 128 कैरेक्टर, A = 65; EBCDIC 8-बिट (IBM); यूनिकोड; निबल 4 बिट, बाइट 8 बिट।

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