Class-34 : 🧩 Breaking The CPU and Process

🧠 Central Processing Unit (CPU)

The brain of the computer
Process instructions

CPU এর ২টি প্রধান অংশ হলো:

1. Processing Unit (PU)

Arithmetic Logic Unit(ALU) + Control Unit(CU) থাকে।

2. Register Set

Data ও Instructions সাময়িক রাখা হয়।
Processing Unit এর কাজ সহজ করতে সাহায্য করে।

🔹 Register Set

রেজিস্টার নাম	পূর্ণরূপ / বর্ণনা	কাজের ধরন
SP	Stack Pointer	stack এর Top কে point করে
BP	Base Pointer	Stack frame এর base কে point করে
IR	Instruction Register	বর্তমানে execute হওয়া instruction রাখে
PC	Program Counter	পরবর্তী instruction address ধরে রাখে
General Purpose Registers	(যেমন AX, BX, CX, DX)	Data transfer, calculation ইত্যাদিতে ব্যবহৃত

🗄️ General Purpose Registers

Register	Size	Description	Typical Use
AL	8-bit	Lower 8 bits of AX	store data during arithmetic, logic, or data transfer operations
BL	8-bit	Lower 8 bits of BX	General-purpose data storage
CL	8-bit	Lower 8 bits of CX	Loop counters, shift/rotate counts
DL	8-bit	Lower 8 bits of DX	I/O operations, data storage

🧮 Registers AL, BL, CL, DL in x86 Architecture

AL, BL, CL, এবং DL respective general-purpose register এর lower 8 bits কে represent করে। CPU architecture এর ওপর ভিত্তি করে এগুলো 16-bit, 32-bit, এবং 64-bit হয়।

8-bit	16-bit	32-bit	64-bit	Description
AL	AX	EAX	RAX	Accumulator register family
BL	BX	EBX	RBX	Base register family
CL	CX	ECX	RCX	Count register family (used for loops, shifts)
DL	DX	EDX	RDX	Data register family

🏛️ Register Hierarchy

Register	64-bit part	32-bit part	16-bit part	8-bit high	8-bit low
RAX	RAX	EAX	AX	AH	AL
RBX	RBX	EBX	BX	BH	BL
RCX	RCX	ECX	CX	CH	CL
RDX	RDX	EDX	DX	DH	DL

⚙️ Control Unit (CU) executes a program stored on a HDD

💾 Program যখন HDD এ থাকে

Program file → HDD এ থাকে
Direct access → Slow

⚡ RAM এ Load

Operating System → Program, HDD থেকে RAM এ নিয়ে আসে → Program Load / Fetch

🚀 Execution শুরু

Control Unit (CU) → RAM থেকে Program এর First memory address নেয়
memory address → Program Counter (PC) এ set করা হয়

📥 CU RAM থেকে Instruction Fetch

CU → PC থেকে memeory address নিয়ে RAM থেকে Instruction fetch করে
Instruction → Instruction Register (IR) এ store হয়

⚙️ Decode & Execute

CU → IR এর Instruction কে Decode করে
CU → ALU/অন্যান্য ইউনিটকে কাজ করতে নির্দেশ দেয়
PC → পরের Instruction memory address update হয়

⚙️ Go Program Execution Flow by CPU

🧠 Go প্রোগ্রাম রান

go run main.go → Go compiler → binary executable file
CPU, load এবং execute করে → binary executable file

📦 Memory Division

Code Segment → const, func / instructions (যা পরিবর্তন হবে না / Read only)
Data Segment → global variable
Stack → function calls & local variable
Heap → dynamic memory

🧱 Stack Frame

main() (বা অন্য কোনো function) call হলে Stack Frame create হয়। Stack Frame এ থাকে:

Local variables (a := 10)
Return address (function শেষে কোথায় return)
Function parameters (যদি থাকে)
Saved registers (CPU registers)

📊 Stack Frame Structure

↑ Higher memory address
---------------------
| Return Address    | ← main() call
--------------------
| Old Base Pointer  | ← BP
--------------------
| Local variable y  |
| Local variable x  | ← SP (grows downwards)
--------------------
↓ Lower memory address

Stack pointer (SP) এবং Base pointer (BP) হল CPU registers, যা stack frame manage করতে ব্যবহৃত হয়।

💡 Process

Program execution শুরু হলে → process create হয়
Process → Program execution সাহায্য করে
এর ভেতরে থাকে → Code Segment, Data Segment, Stack, Heap, এবং CPU রেজিস্টার

Process Dead বা Terminated → OS সমস্ত memory ও resources (RAM, file, etc.) free করে

  | অংশ                  |
  | -------------------- |
  | Code Segment         |
  | Data Segment         |
  | Heap                 |
  | Stack                |
  | Registers            |
  | Program Counter (PC) |
  | File Descriptors     |

[Author: @nazma98 Date: 2025-06-11 Category: interview-qa/class-wise ]

Keyboard shortcuts

BGCE ARCHIVE