19 दिस॰ 2025·8 मिनट
वॉन न्यमैन और वह स्टोर्ड‑प्रोग्राम कंप्यूटर जिसने सॉफ़्टवेयर को संभव बनाया
जानिए कैसे स्टोर्ड‑प्रोग्राम विचार — अक्सर जॉन वॉन न्यमैन से जुड़ा — ने सॉफ़्टवेयर, सामान्य‑उद्देश्य कंप्यूटर और आधुनिक प्रोग्रामिंग को संभव बनाया।
जानिए कैसे स्टोर्ड‑प्रोग्राम विचार — अक्सर जॉन वॉन न्यमैन से जुड़ा — ने सॉफ़्टवेयर, सामान्य‑उद्देश्य कंप्यूटर और आधुनिक प्रोग्रामिंग को संभव बनाया।
आधुनिक कम्प्यूटिंग के केंद्र में एक सरल प्रश्न है: एक ही मशीन को बार‑बार बिना उसे फिर से बनाये कई अलग काम करने में सक्षम किसने बनाया? शुरुआती इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटर तेज़ गणना कर सकते थे, लेकिन “काम बदलना” अक्सर मशीन की भौतिक सेटिंग बदलने जैसा होता था। स्टोर्ड‑प्रोग्राम विचार वह मोड़ है जिसने कंप्यूटरों को वाकई में प्रोग्रामेबल बना दिया।
एक स्टोर्ड‑प्रोग्राम कंप्यूटर में किसी कार्य के निर्देश (प्रोग्राम) वही तरह की आंतरिक मेमोरी में रखे जाते हैं जिसमें वह डेटा रखा जाता है जिस पर प्रोग्राम काम करता है। हार्डवेयर को री‑वायर करने या पैनल मैन्युअली बदलने की बजाय आप मेमोरी में एक नया निर्देश सेट लोड कर के अलग काम चला सकते हैं।
अब यह बिलकुल स्वाभाविक लगता है, पर यह एक गहरा बदलाव था:
यह केवल ऐतिहासिक रोचकता नहीं है। स्टोर्ड‑प्रोग्राम अवधारणा समझाती है कि “सॉफ़्टवेयर” हार्डवेयर से अलग चीज़ क्यों बन गया, और क्यों आज किसी डिवाइस को अपडेट करने से नई क्षमताएँ खुल सकती हैं बिना चिप्स बदलने के।
आगे के खंडों में हम उन समस्याओं से गुज़रेंगे जिनसे शुरुआती कंप्यूटर जूझ रहे थे, स्टोर्ड‑प्रोग्राम ने क्या बदला, किन लोगों और दस्तावेज़ों ने इस विचार को स्पष्ट किया (EDVAC रिपोर्ट सहित), और कैसे “वॉन‑न्यमैन आर्किटेक्चर” एक आम उपयोगी डिजाइन के रूप में उभरा।
हालाँकि जॉन वॉन न्यमैन का नाम स्टोर्ड‑प्रोग्राम कम्प्यूटिंग से गहरा जुड़ा है, श्रेय एक व्यापक टीम और युग के बीच बँटा हुआ है। कई शोधकर्ता समान विचारों पर एक साथ आ रहे थे जब पहले व्यावहारिक इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटर बनाए जा रहे थे। यह लेख वही संदर्भ बनाए रखता है, क्योंकि टीम‑प्रयास को समझना बताता है कि विचार इतनी तेज़ी से कैसे फैला और सामान्य मॉडल कैसे बन गया।
स्टोर्ड‑प्रोग्राम विचार से पहले, कई शुरुआती कंप्यूटर अब की तरह “सॉफ्टवेयर चलाते” नहीं थे। वे प्रभावशाली गति से गणना कर सकते थे, पर उन्हें बताना क्या करना है अक्सर मशीन को भौतिक रूप से बदलने जैसा था।
एक सामान्य तरीका प्लगबोर्ड, पैच केबल और स्विच पैनल इस्तेमाल करना था। ऑपरेटर सॉकेट्स के बीच तार जोड़ते, स्विच सेट करते और कभी‑कभी सिग्नल के सही क्रम में आने के लिए टाइमिंग यूनिट्स समायोजित करते थे। “प्रोग्राम” कोई लोड की जाने वाली फ़ाइल नहीं था—यह एक अस्थायी वायरिंग डायग्राम था।
यह व्यवस्था काम करती थी, पर इसका छिपा हुआ मूल्य था: हर नया कार्य एक छोटे इंजीनियरिंग प्रोजेक्ट जैसा था। अगर आप ऑपरेशनों का क्रम बदलना चाहते थे (जोड़, गुणा, तुलना, लूप जोड़ना), तो आपको दर्जनों या सैकड़ों कनेक्शनों को बदलना पड़ सकता था। एक ही गलत केबल से सूक्ष्म त्रुटियाँ आ सकती थीं जो ढूँढना मुश्किल होतीं, क्योंकि लॉजिक हार्डवेयर कनेक्शनों में फैला था बजाय पढ़ने लायक कदमों में लिखे होने के।
री‑कन्फिगर करना घंटों या दिनों तक ले सकता था, खासकर अगर मशीन को सावधानीपूर्वक बंद कर के, री‑वायर कर के और फिर टेस्ट करना पड़ता। इसका मतलब सीमित लचीलापन था: ये मशीनें अक्सर लंबी अवधि के लिए एक तरह के गणना के लिए शेड्यूल की जाती थीं क्योंकि नौकरी बदलना बहुत व्यवधानकारी था।
एक मशीन को आर्टिलरी फायरिंग टेबल्स के लिए सेटअप करिए—लंबी, दोहरावदार गणनाएँ एक निश्चित सूत्र के साथ। अगर शोधकर्ता वही मशीन अब जनगणना के सांख्यिकीय परिणाम टेबुलेट करने के लिए इस्तेमाल करना चाहें, तो यह त्वरित “प्रोग्राम एडिट कर के फिर से चलाइए” नहीं होता। संचालन का क्रम, मध्यवर्ती स्टोरेज के कदम और शर्त‑जांच सब अलग हो सकते हैं, जिसके लिए पूरी प्लगबोर्ड डिजाइन बदलनी और फिर से सत्यापन करना पड़ता।
यही दुनिया स्टोर्ड‑प्रोग्राम कंप्यूटर ने छोड़ने की कोशिश की।
एक स्टोर्ड‑प्रोग्राम कंप्यूटर वह मशीन है जहाँ निर्देश (प्रोग्राम) उसी कार्यशील मेमोरी में रहते हैं जिसमें प्रोग्राम के उपयोग के लिए डेटा रहता है। दूसरे शब्दों में, कंप्यूटर “क्या करना है” और “क्या उस पर काम करना है” को अलग‑अलग नहीं मानता—दोनों बिट्स के पैटर्न के रूप में मेमोरी में रखे जाते हैं।
जब शुरुआती कंप्यूटर पायनियर्स ‘मेमोरी’ की बात करते थे, तो वे कंप्यूटर की तेज़, सीधे उपयोग योग्य आंतरिक स्टोरेज की बात कर रहे थे—जिसे आज हम RAM से जोड़ते हैं। यह वह जगह है जहां प्रोसेसर रन के दौरान अगला निर्देश पढ़ता और मध्यवर्ती परिणाम अप्डेट करता है।
यह दीर्घ‑कालिक स्टोरेज जैसे हार्ड ड्राइव या SSD से अलग है। ड्राइव फाइलें तब रखने के लिए अच्छी है जब पावर बंद हो, पर यह वही त्वरित स्क्रैचपैड नहीं है जिसे प्रोसेसर लगातार अगला निर्देश पढ़ने के लिए इस्तेमाल करता है।
एक बार निर्देश मेमोरी में होने पर, कार्य बदलना नाटकीय रूप से सरल हो जाता है: आप मेमोरी में नया प्रोग्राम लोड कर सकते हैं और उसे चला सकते हैं, बिना हार्डवेयर को फिर से बनाये या री‑वायर किये। वही सामान्य‑उद्देश्य मशीन सुबह पे‑रोल कर सकती है और दोपहर में बैलिस्टिक्स कैलकुलेशन—क्योंकि काम का “कैसे” बस बिट्स का एक अलग सेट है जिसे आप बदल सकते हैं।
एक रसोई की कल्पना कीजिए जहाँ रेसिपी और सामग्री एक ही पैंट्री में रखी हों। रसोइया (प्रोसेसर) बार‑बार पैंट्री (मेमोरी) से अगला कदम पढ़ता (निर्देश) और सामग्री लेता/अपडेट करता (डेटा)।
नयी डिश बनानी हो? आप रसोई का पुनर्निर्माण नहीं करते—बस अलग रेसिपी लाया जाता है—उसी काउंटर, ओवन और टूल्स का उपयोग करते हुए।
जॉन वॉन न्यमैन ने “कंप्यूटर का आविष्कार” नहीं किया, और न ही उन्होंने स्टोर्ड‑प्रोग्राम विचार अकेले जन्म दिया। उन्होंने जो प्रभावशाली काम किया वह था एक वाद‑प्रतिवादशील अवधारणा को स्पष्ट, सुव्यवस्थित और दूसरों के लिए उपयोग‑योग्य बनाना।
वॉन न्यमैन युद्धकालीन और युद्धोपरांत कंप्यूटिंग परियोजनाओं में गहराई से लगे रहे, टीमों को सलाह देते और शुरुआती डिजाइनों की तार्किक संरचना को तेज करते। जटिल तकनीकी विकल्पों को साफ़ और संगठित रूप में समझाने की उनकी क्षमता महत्वपूर्ण थी, क्योंकि शुरुआती इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटिंग तेज़ी से आगे बढ़ रहा था और कई समूह समान समस्याएँ हल कर रहे थे।
सबसे महत्वपूर्ण बात यह कि उन्होंने प्रभावशाली तरीके से यह विवरण लिखकर फैलाया कि कैसे एक कंप्यूटर प्रोग्राम निर्देशों को उसी मेमोरी में रख सकता है जो डेटा के लिए है। उस स्पष्ट रूपरेखा ने दूसरों के लिए इस दृष्टिकोण पर चर्चा, शिक्षा और पुनरुत्पादन करना आसान कर दिया।
नाम अक्सर उस पहले व्यक्ति से नहीं जुड़ते जिनके पास विचार सबसे पहले आता है, बल्कि उससे जुड़ते हैं जिसका विवरण संदर्भ‑बिंदु बन जाता है। वॉन न्यमैन की लिखी रिपोर्टें व्यापक रूप से पढ़ी और उद्धृत हुईं—इसलिए बाद के पाठक स्वाभाविक रूप से स्टोर्ड‑प्रोग्राम संगठन को उनके साथ जोड़ते रहे।
यह संक्षेप इतिहास को भी सरल कर देता है: “वॉन‑न्यमैन आर्किटेक्चर” कहना हर सहयोगी और रिपोर्ट को सूचीबद्ध करने से आसान है। पर यह छोटा‑सा नाम वास्तव में क्या हुआ उसे धुंधला कर सकता है।
प्रारम्भिक इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटिंग सहयोगी, क्रॉस‑संस्थागत प्रयास था जिसमें गणितज्ञ, इंजीनियर्स और प्रोग्रामर शामिल थे। स्टोर्ड‑प्रोग्राम विचार चर्चाओं, ड्राफ्टों, प्रोटोटाइप और टीमों के बीच संशोधनों के जरिए परिपक्व हुआ। वॉन न्यमैन की स्थायी भूमिका विचार को ठोस करके प्रसारित करना थी—इसे अकेले बनाने की नहीं।
EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) युद्धोपरांत के उन शुरुआती प्रोजेक्ट्स में से एक था जो “वन‑ऑफ” मशीनों से आगे बढ़ने की कोशिश कर रहे थे। हार्डवेयर प्रयास जितना महत्वपूर्ण था, उतना ही महत्वपूर्ण यह निर्णय था कि डिज़ाइन विचारों को स्पष्ट, साझा रूप में लिखा जाए। उस समय कंप्यूटर बनाना अभी भी प्रयोगात्मक इंजीनियरिंग के करीब था—ज्ञान प्रयोगशाला नोटबुक, बैठकों और कुछ विशेषज्ञों के सिर में रहता था। एक रिपोर्ट उन बिखरी हुई अंतर्दृष्टियों को बाकी टीमों के लिए एक संगठित रूप दे सकती थी।
First Draft of a Report on the EDVAC (अक्सर “EDVAC रिपोर्ट” कहा जाता है) ने स्टोर्ड‑प्रोग्राम विचार को वैचारिक रूप से रखा: एक कंप्यूटर को प्रोग्राम निर्देशों को उसी तरह की आंतरिक मेमोरी में रखना चाहिए जैसा डेटा के लिए होता है। वह मेमोरी सिर्फ़ गणना के दौरान संख्याएँ रखने की जगह नहीं है—वह अगले कदम बताने वाले स्टेप्स भी रखती है।
इस रूपरेखा से कंप्यूटर एक फिक्स्ड‑पर्पज़ डिवाइस की तरह नहीं बल्कि एक सामान्य मशीन की तरह महसूस होने लगता है जिसे मेमोरी में क्या रखा है बदल कर ‘‘री‑टास्क’’ किया जा सकता है। आप सिस्टम को फिर से वायर नहीं करते; आप निर्देशों के अनुक्रम को बदल कर लोड करते हैं।
सिर्फ़ अवधारणा ही नहीं, रिपोर्ट ने लोगों के बीच यह बातचीत भी मानकीकृत की कि कंप्यूटर भाग—मेमोरी, कंट्रोल, अंकगणित और I/O—एक साथ कैसे काम करते हैं। एक साझा शब्दावली और व्यापक रूप से पढ़े जाने वाला विवरण केवल EDVAC को समझाने के लिए नहीं था—इसने समग्र क्षेत्र को एक सामान्य मानसिक मॉडल दिया जिससे स्टोर्ड‑प्रोग्राम कंप्यूटर बनाना, तुलना करना और सुधारना आसान हुआ।
यह पूछना लोभनीय है कि “स्टोर्ड‑प्रोग्राम कंप्यूटर किसने आविष्कार किया?” और एक नाम की उम्मीद रखना। पर विज्ञान और इंजीनियरिंग कुछ वैसा नहीं चलती। विचार अक्सर समांतर रूप से विकसित होते हैं, चर्चा से परिष्कृत होते हैं, और तभी विश्वसनीय बनते हैं जब उन्हें व्यवहार में प्रदर्शित किया जाता है।
वॉन न्यमैन का नाम स्टोर्ड‑प्रोग्राम अवधारणा के साथ गहरा जुड़ा है, पर प्रारम्भिक कार्य अनेक लोगों और समूहों ने किया:
एक स्टोर्ड‑प्रोग्राम कंप्यूटर एक ही अंतर्दृष्टि नहीं है। यह (1) यह वैचारिक छलांग कि निर्देश डेटा की तरह मेमोरी में रह सकते हैं, (2) विश्वसनीय मेमोरी और कंट्रोल यूनिट बनाने की इंजीनियरिंग, और (3) उन डिजाइन को उपयोगी बनाने वाली प्रोग्रामिंग प्रथाओं का संयोजन है। अलग‑अलग लोगों ने अलग हिस्सों में योगदान दिया।
एक और कारण श्रेय साझा किया जाता है: एक विचार प्रस्तावित करना और एक ऐसी मशीन बनाना जो रोज़‑दिन चले—दोनों अलग हैं। शुरुआती रिपोर्टों और चर्चाओं ने विचार को साफ़ किया; शुरुआती प्रोटोटाइप और प्रोडक्शन सिस्टमों ने यह साबित किया कि यह व्यावहारिक है। एक सावधान इतिहास दोनों प्रकार के योगदान का सम्मान करता है—बिना किसी सरलीकृत “पहला आविष्कारक” नतीजे पर पहुँचाए।
जब लोग “वॉन‑न्यमैन आर्किटेक्चर” कहते हैं, तो वे सामान्यतः एक सरल, व्यापक रूप से पढ़ाए जाने वाले मॉडल की ओर इशारा करते हैं कि एक स्टोर्ड‑प्रोग्राम कंप्यूटर कैसे व्यवस्थित होता है। यह कोई ब्रांड नहीं है और न ही एक ऐतिहासिक मशीन—यह एक सुविधाजनक लेबल है जो कई कंप्यूटरों में एक रूप या दूसरे रूप में दिखता है।
सैद्धांतिक स्तर पर तस्वीर कुछ इस तरह दिखती है:
मुख्य बात यह है कि CPU के पास “प्रोग्राम” और “संख्याएँ” के लिए अलग‑फरक भौतिक जगह नहीं होती; वह सब मेमोरी से खींचता है।
CPU एक प्रोग्राम को आमतौर पर एक लूप से चलाता है जिसे अक्सर fetch–decode–execute कहा जाता है:
यह विवरण सरलीकृत है, पर मूल पकड़ यही है: प्रोग्राम निर्देशों का अनुक्रम है जो मेमोरी में स्टोर है, और CPU उन्हें एक‑एक कर के चलाता है।
निर्देश और डेटा को एक ही मेमोरी में रखना कंप्यूटर को बहुत व्यावहारिक रूप से जनरल‑पर्पज़ बनाता है:
इसलिए “वॉन‑न्यमैन आर्किटेक्चर” को स्टोर्ड‑प्रोग्राम मॉडल के लिए एक संक्षेप के रूप में देखना चाहिए—CPU, साझा मेमोरी (निर्देश और डेटा), और I/O—जो वॉन‑न्यमैन की स्पष्ट व्याख्याओं से जुड़ा है, हालांकि शुरुआती कहानी में कई योगदानकर्ता थे।
लोग अक्सर “वॉन‑न्यमैन” और “हार्वर्ड” को प्रतिस्पर्धी दर्शन की तरह बोलते हैं। वास्तव में वे दोनों व्यावहारिक तरीके हैं यह तय करने के कि प्रोग्राम निर्देश और डेटा कैसे संग्रहीत और CPU तक पहुँचेंगे।
वॉन‑न्यमैन‑शैली डिज़ाइन में निर्देश और डेटा एक ही मेमोरी में रहते हैं और अक्सर CPU तक आने‑जाने के लिए वही मुख्य मार्ग साझा करते हैं।
यह सैद्धांतिक रूप से सरल है: प्रोग्राम मेमोरी में सीधे बाइट्स के रूप में होते हैं, ठीक उसी जगह जहाँ नंबर, टेक्स्ट और इमेजेस होते हैं। यह सामान्य‑उद्देश्य प्रोग्रामिंग को सहज बनाता है—सॉफ्टवेयर उसी मेकानिज़्म से लोड, बदला और स्टोर हो सकता है जैसा डेटा होता है।
ट्रेड‑ऑफ: जब निर्देश और डेटा एक ही "सड़क" साझा करते हैं तो वे बैंडविड्थ के लिए प्रतिस्पर्धा कर सकते हैं। (इसे कभी‑कभी “बॉटलनेक” कहा जाता है।)
हार्वर्ड‑शैली अलग रखती है निर्देश स्टोरेज को डेटा स्टोरेज से, अक्सर हर एक के लिए अलग‑अलग मार्ग के साथ।
यह अलगाव अगला निर्देश लाने के दौरान डेटा पढ़ने/लिखने को सहायक बनाता है—छोटी, पूर्वानुमेय प्रणालियों में यह उपयोगी है। कई माइक्रोकंट्रोलर्स इसका उदाहरण हैं, जहाँ प्रोग्राम कोड फ्लैश में रहता है जबकि चर RAM में रहते हैं।
आधुनिक CPUs सॉफ़्टवेयर के लिए अक्सर “वॉन‑न्यमैन” लगते हैं (एक एड्रेस स्पेस, एक प्रोग्राम मॉडल), पर अंदरूनी तरह से वे हार्वर्ड‑सदृश विचार लेते हैं। एक आम उदाहरण है अलग instruction और data कैश (I‑cache और D‑cache)। आपके प्रोग्राम को यह एक ही मेमोरी जैसा महसूस होता है, पर हार्डवेयर कोड और डेटा को अधिक प्रभावी ढंग से लाने में सक्षम होता है।
याद रखने योग्य बात: सर्वसम्मति‑सार विजेता नहीं है। वॉन‑न्यमैन सादगी और लचीलापन देता है; हार्वर्ड अलगाव और थ्रूपुट। कई मशीनें इनको संतुलित करती हैं।
स्टोर्ड‑प्रोग्राम कंप्यूटर सिर्फ़ गणनाएँ नहीं चलाता—यह मेमोरी से निर्देश लोड कर सकता है, उन्हें execute कर सकता है और बाद में अलग निर्देश लोड कर सकता है। इस बदलाव ने सॉफ़्टवेयर को पुन: प्रयोज्य और साझा‑योग्य बना दिया: एक प्रोग्राम को एक बार लिखा जा सकता है, सेव किया जा सकता है, कॉपी और सुधारा जा सकता है और हार्डवेयर छेड़छाड़ के बिना वितरित किया जा सकता है।
जब प्रोग्राम मेमोरी में रहते हैं, तो वही भौतिक कंप्यूटर कई अलग नौकरी कर सकता है केवल निर्देश बदलकर। यही “जनरल‑पर्पज़” का असली अर्थ है: एक मशीन, कई प्रोग्राम। कंप्यूटर अब किसी एक वर्कफ़्लो से परिभाषित नहीं रहता; यह एक प्लेटफ़ॉर्म बन जाता है।
एक आधुनिक, परिचित उदाहरण है आपका लैपटॉप जो ईमेल, गेम और स्प्रेडशीट चलाता है। अंतर्निहित विचार वही है: हार्डवेयर स्थिर रहता है जबकि अलग‑अलग स्टोर्ड प्रोग्राम लोड होते और execute होते हैं जब आप एप्स बीच स्विच करते हैं।
एक बार जब निर्देश मेमोरी में डेटा की तरह माने जाने लगते हैं, तो सॉफ़्टवेयर‑लेयर्स बनाना व्यावहारिक हो गया जो आपको सॉफ़्टवेयर लिखने में मदद करते हैं:
ये टूल इस धारणा पर निर्भर करते हैं कि प्रोग्राम अन्य जानकारी की तरह स्टोर, मूव और मैनिपुलेट किए जा सकते हैं। इसी ने सॉफ़्टवेयर को एक पारिस्थितिकी तंत्र बनाया बजाय किसी खास वायरिंग‑से जुड़ी एक बार की चीज के।
लंबी धारा देखने का एक उपयोगी तरीका: स्टोर्ड‑प्रोग्राम्स ने कंपाइलर्स और OS को सक्षम किया, जिसने बेहतर डेवलपर टूलिंग को सम्भव किया—और आज हम abstractions की एक और परत देख रहे हैं जहाँ आप प्राकृतिक भाषा में किसी एप्लिकेशन का वर्णन करके टूल्स से कार्यरत कोड जेनरेट करवा सकते हैं। उदाहरण के लिए, Koder.ai एक वाइब‑कोडिंग प्लेटफ़ॉर्म है जहाँ आप चैट इंटरफ़ेस के जरिए वेब, बैकएंड या मोबाइल एप बना सकते हैं, जो LLMs और एजेंट‑आधारित वर्कफ़्लो पर निर्भर करता है ताकि “क्या करना है?” से executable स्रोत कोड तक का रास्ता तेज़ हो सके।
परिणाम वही सदाबहार चक्र है: स्टोर्ड‑प्रोग्राम्स ने बेहतर टूल्स दिए, बेहतर टूल्स ने अधिक महत्वाकांक्षी प्रोग्राम्स संभव किए—कंप्यूटरों को लचीला, सामान्य‑उद्देश्य मशीनों में बदल दिया।
स्टोर्ड‑प्रोग्राम विचार ने कंप्यूटर लचीला बनाया, पर इसने एक व्यावहारिक सीमा भी उजागर की जिसे इंजीनियर अभी भी चर्चा करते हैं: “वॉन‑न्यमैन बॉटलनेक।” इसे रोज़मर्रा की भाषा में समझें तो यह CPU (वर्कर) और मेमोरी (वेयरहाउस) के बीच सड़क पर ट्रैफ़िक जाम जैसा है।
एक सामान्य स्टोर्ड‑प्रोग्राम डिजाइन में, प्रोग्राम निर्देश और डेटा दोनों मेमोरी में रहते हैं। CPU एक निर्देश फेच करता है, फिर उसे चाहिए डेटा फेच करता है, फिर परिणाम लिखता है—अक्सर वही कनेक्शन इस्तेमाल करते हुए। अगर वह कनेक्शन पर्याप्त तेजी से जानकारी नहीं पहुँचा पाता, तो CPU इंतजार करता रह जाएगा भले ही वह और तेज़ गणना कर सके।
दो संबंधित कारक इस बॉटलनेक को आकार देते हैं:
एक CPU बिलियन ऑपरेशन्स प्रति सेकंड कर सकता है, पर अगर मेमोरी एक सटीक, निरंतर स्ट्रीम नहीं दे सकती तो प्रदर्शन सबसे धीमे हिस्से—डेटा पहुँच—से सीमित होता है।
यह एक व्यापक रूप से चर्चित इंजीनियरिंग विचार है, और आधुनिक कंप्यूटर इसे कम करने के लिए कई तकनीकें अपनाते हैं:
ये तरीके मूल “सड़क” को पूरी तरह खत्म नहीं करते, पर भीड़ कम कर के CPU को अधिक समय तक काम में रखवाते हैं।
स्टोर्ड‑प्रोग्राम अवधारणा कोई संग्रहालय की वस्तु नहीं है—यही रोज़मर्रा की कम्प्यूटिंग को लचीला रखती है। आपके डिवाइसों को कुछ नया करने के लिए “री‑वायर” करने की ज़रूरत नहीं; वे बस मेमोरी में अलग निर्देश लोड कर के उन्हें चलाते हैं।
फोन पर किसी ऐप आइकॉन पर टैप करने पर OS उस ऐप के कोड को (स्टोरेज से) मेमोरी में लोड करता है और CPU उसे execute करता है। लैपटॉप पर ब्राउज़र खोलने या गेम खेलने में यही प्रक्रिया होती है। सर्वरों में यह और भी स्पष्ट है: एक मशीन हजारों बदलते वर्कलोड्स चला सकती है—वेब रिक्वेस्ट, DB क्वेरीज़, बैकग्राउंड जॉब्स—बिना हार्डवेयर बदले।
यहाँ तक कि जिन्हें हम “हार्डवेयर‑जैसा” समझते हैं वे अक्सर सॉफ़्टवेयर‑परिभाषित होते हैं: नेटवर्क राउटिंग, वीडियो डीकोडिंग पाथ, फ़ोटो इंहांसमेंट, पावर‑मैनेजमेंट नीतियाँ अक्सर फर्मवेयर और सिस्टम सॉफ़्टवेयर द्वारा अप्डेट की जाती हैं—नए निर्देश, वही डिवाइस।
Python और JavaScript जैसी भाषाएँ अक्सर इंटरप्रेटर या वर्चुअल मशीन के जरिए चलती हैं। CPU सीधे आपके सोर्स कोड को नहीं चलाता; आपका प्रोग्राम एक संरचित रूप (बाइटकोड या आंतरिक निर्देश) में ट्रांसलेट होता है जो मेमोरी में स्टोर होता है और चरण दर चरण execute किया जाता है। Java का JVM, .NET, WebAssembly रनटाइम और ब्राउज़र JS इंजिन सब इसी सिद्धांत पर निर्भर हैं: निर्देश डेटा संरचनाएँ बन जाते हैं जिन्हें मशीन लोड, मूव और execute करती है।
क्योंकि निर्देश “बस” जानकारी हैं, हमलों में अक्सर अनट्रस्टेड डेटा को रन करने के लिए घुसपैठ करने की कोशिश होती है—क्लासिक कोड इंजेक्शन। बचाव के उपायों में मेमोरी प्रोटेक्शन, कोड साइनिंग और नॉन‑एक्सीक्यूटेबल मेमोरी रीजन शामिल हैं ताकि अविश्वसनीय डेटा को रन करने से रोका जा सके।
यह सब स्टोर्ड‑प्रोग्राम के केंद्रीय वादे पर लौटता है: सॉफ़्टवेयर के जरिए लचीलापन—वही हार्डवेयर नया व्यवहार चला सकता है।
जब आप किसी कंप्यूटर को देख रहे हों (या किसी स्पेक को पढ़ रहे हों), तो ये प्रश्न मदद करेंगे मूल मॉडल पहचानने में:
अगर आप इस तरह की और पृष्ठभूमि‑अनुकूल पोस्ट पढ़ना चाहते हैं, तो /blog ब्राउज़ करें।
नोट: अगर आप आधुनिक तरीकों से “निर्देशों” को चलाने के नए तरीके आज़मा रहे हैं—चाहे सीधे कोड लिख कर या चैट‑ड्रिवन बिल्ड प्लेटफ़ॉर्म जैसे Koder.ai का उपयोग करके—तो जो कुछ भी आप सीखें उसे दस्तावेज़ करना विचारशील होगा। Koder.ai प्रकाशित सामग्री और रेफ़रल्स के लिए क्रेडिट अर्जित करने का प्रोग्राम भी पेश करता है, जो और प्रयोगों और ट्यूटोरियल्स को वित्तपोषित करने का व्यावहारिक तरीका हो सकता है।
एक स्टोर्ड‑प्रोग्राम कंप्यूटर वे निर्देश (प्रोग्राम) उसी आंतरिक मेमोरी में रखता है जिसका उपयोग वे निर्देश जिन डेटा पर काम करते हैं, उनके लिए करते हैं। काम बदलने के लिए आप हार्डवेयर को री‑वायर करने की बजाय मेमोरी में अलग निर्देश लोड करते हैं।
स्टोर्ड‑प्रोग्राम से पहले कई मशीनें प्लगबोर्ड, पैच केबल्स और स्विच सेटिंग्स से ‘‘प्रोग्राम’’ की जाती थीं। संचालन श्रेणी बदलने पर घंटों या दिनों तक वायरिंग और फिर परीक्षण करना पड़ता था, और एक गलत कनेक्शन कठिन-से-डिटेक्ट त्रुटियाँ पैदा कर सकता था।
यहाँ “मेमोरी” से आशय कंप्यूटर की तेज़ कार्यशील स्टोरेज से है (आधुनिक RAM जैसा) जिसे CPU रन‑टाइम पर बार‑बार पढ़ और लिख सकता है। यह स्थायी भंडारण (जैसे डिस्क/SSD) से अलग है, जो बिजली बंद होने पर डेटा रखने के लिए होता है।
EDVAC रिपोर्ट ने स्पष्ट रूप से बताया कि निर्देश और डेटा एक ही आंतरिक मेमोरी साझा कर सकते हैं, और साथ ही कंप्यूटर भागों की बात करने के लिए एक सामान्य शब्दावली दी (मेमोरी, नियंत्रण, अंकगणित, इनपुट/आउटपुट)। इस स्पष्टता ने अन्य दलों को समान प्रणालियाँ तेज़ी से चर्चा और बनाना संभव किया।
वॉन न्यमैन का नाम इसलिए जुड़ा क्योंकि उनकी व्याख्याएँ व्यापक रूप से फैल गईं और संदर्भ‑बिंदु बन गईं—लेकिन इसका मतलब यह नहीं कि वे अकेले इसे अविष्कारक थे। स्टोर्ड‑प्रोग्राम विचार कई शोधकर्ताओं और इंजीनियरों के सहयोग से विकसित हुआ।
आम तौर पर “वॉन न्यमैन आर्किटेक्चर” से आशय एक मॉडल से होता है जिसमें:
यह स्टोर्ड‑प्रोग्राम संगठन के लिए एक सुविधाजनक शिक्षण लेबल है, न कि किसी एक ऐतिहासिक मशीन या एकमात्र आविष्कारक का दावा।
वॉन न्यमैन‑शैली में निर्देश और डेटा एक ही मेमोरी में होते हैं और अक्सर एक ही मार्ग से CPU तक आते-जाते हैं। हार्वर्ड‑शैली में निर्देश और डेटा अलग‑अलग स्टोरेज/मार्ग पर रखे जाते हैं। आधुनिक सिस्टम अक्सर दोनों का मिश्रण करते हैं—जैसे अलग instruction और data कैश।
“वॉन न्यमैन बॉटलनेक” वह प्रदर्शन सीमा है जो तब आती है जब CPU और मेमोरी के बीच एक साझा और सीमित मार्ग होता है और वह पर्याप्त गति/बैंडविड्थ नहीं दे पाता। सामान्य उपायों में कैश, प्रीफेचिंग, और पैराललिज्म (कई कोर, ओवरल्यापिंग एक्सेस) शामिल हैं, जो प्रतीक्षा समय घटाते हैं पर जड़ समस्या पूरी तरह मिटती नहीं।
क्योंकि प्रोग्राम मेमोरी में सिर्फ़ जानकारी के रूप में होते हैं, आप व्यवहार को सॉफ़्टवेयर बदलकर अपडेट कर सकते हैं—इसी लिए वही फोन या लैपटॉप कई एप्स चला सकता है और फर्मवेयर/OS अपडेट से नई सुविधाएँ आ सकती हैं बिना हार्डवेयर बदलने के।
चूँकि निर्देश मेमोरी में डेटा की तरह मौजूद होते हैं, हमलों में अक्सर अंजान डेटा को निष्पादित कोड के रूप में चलाने की कोशिश होती है (उदा. कोड इंजेक्शन)। सुरक्षा के उपायों में मेमोरी प्रोटेक्शन, कोड साइनिंग, और नॉन‑एक्सीक्यूटेबल रीज़न शामिल हैं ताकि अनट्रस्टेड डेटा रन न हो सके।