विखंडन उस प्रक्रिया को कहते हैं जिसमें डेटा के एक बड़े टुकड़े को छोटे-छोटे भागों में तोड़ा जाता है, जो फ़ाइल भंडारण, मेमोरी आवंटन और अन्य सहित विभिन्न प्रणालियों में हो सकता है। डेटाबेस.
कंप्यूटिंग में विखंडन क्या है?
विखंडन एक ऐसी स्थिति है जिसमें डेटा को स्टोरेज या मेमोरी सिस्टम में कई, गैर-सन्निहित खंडों में विभाजित किया जाता है, जिससे डेटा पुनर्प्राप्ति और प्रसंस्करण में अक्षमता होती है। यह आमतौर पर समय के साथ होता है फ़ाइलों या डेटा के ब्लॉक बनाए जाते हैं, संशोधित किए जाते हैं, हटाए जाते हैं या उनका आकार बदला जाता है, जिसके परिणामस्वरूप स्टोरेज स्पेस के भीतर अंतराल या "खंड" बन जाते हैं। फ़ाइल सिस्टम में, विखंडन के कारण डेटा ब्लॉक डिस्क पर अलग-अलग स्थानों पर बिखर सकते हैं, जिससे सिस्टम को जानकारी प्राप्त करने में अतिरिक्त समय और संसाधन खर्च करने पड़ते हैं।
इसी तरह, मेमोरी प्रबंधन में, विखंडन उपलब्ध स्थान के अकुशल उपयोग को जन्म दे सकता है, क्योंकि मेमोरी को छोटे, अनुपयोगी टुकड़ों में विभाजित किया जा सकता है जो नए डेटा को समायोजित नहीं कर सकते हैं। यह घटना प्रदर्शन को गंभीर रूप से ख़राब कर सकती है, जिससे उत्पादकता में वृद्धि हो सकती है विलंब और थ्रूपुट को कम करना, और डेटा भंडारण के तार्किक और भौतिक दोनों स्तरों पर हो सकता है। विखंडन के समाधान में अक्सर डीफ़्रेग्मेंटेशन जैसी प्रक्रियाएँ शामिल होती हैं, जो दक्षता में सुधार के लिए विखंडित डेटा को सन्निहित ब्लॉकों में पुनर्गठित करती हैं।
विखंडन बनाम विखंडन
विखंडन से तात्पर्य गैर-सन्निहित क्षेत्रों या मेमोरी स्थानों में डेटा के बिखराव से है, जिसके कारण विखंडित डेटा तक पहुंचने में लगने वाले समय में वृद्धि के कारण डेटा पुनर्प्राप्ति और सिस्टम प्रदर्शन में अकुशलता उत्पन्न होती है।
defragmentationदूसरी ओर, इस खंडित डेटा को पुनर्गठित करने की प्रक्रिया है, इसे भंडारण दक्षता को अनुकूलित करने और पुनर्प्राप्ति गति में सुधार करने के लिए सन्निहित ब्लॉकों में समेकित करना। जबकि विखंडन समय के साथ स्वाभाविक रूप से होता है क्योंकि डेटा जोड़ा, हटाया या संशोधित किया जाता है, डीफ़्रेग्मेंटेशन एक सुधारात्मक उपाय है जिसका उद्देश्य विखंडन के कारण होने वाले प्रदर्शन दंड को कम करना है, जिसके परिणामस्वरूप सिस्टम संचालन तेज़ होता है और भंडारण संसाधनों का अधिक कुशल उपयोग होता है।
विखंडन के कारण
विखंडन तब होता है जब डेटा को स्टोरेज डिवाइस पर गैर-समीपवर्ती ब्लॉक में संग्रहीत किया जाता है, जिससे डेटा पुनर्प्राप्ति में अक्षमता होती है और सिस्टम का प्रदर्शन कम हो जाता है। यह घटना समय के साथ डेटा को प्रबंधित करने और संशोधित करने के तरीके से संबंधित विभिन्न कारकों के कारण होती है। विखंडन के मुख्य कारण नीचे दिए गए हैं:
- फ़ाइल निर्माण और विलोपनजैसे-जैसे फ़ाइलें बनाई और हटाई जाती हैं, स्टोरेज स्पेस में अंतराल बनते हैं, जहाँ हटाई गई फ़ाइलें हुआ करती थीं। जब नई फ़ाइलें बनाई जाती हैं, तो वे इन अंतरालों में पूरी तरह से फ़िट नहीं हो पाती हैं, जिसके परिणामस्वरूप खंडित स्टोरेज होता है।
- फ़ाइल संशोधनजब कोई फ़ाइल संशोधित होती है और उसका आकार बढ़ता है, तो सिस्टम को अतिरिक्त डेटा संग्रहीत करने के लिए पर्याप्त सन्निहित स्थान नहीं मिल पाता है। परिणामस्वरूप, नया डेटा अलग-अलग स्थानों पर संग्रहीत होता है, जिससे विखंडन होता है।
- गतिशील स्मृति आवंटनगतिशील प्रणालियों में स्मृति आवंटन, मेमोरी ब्लॉक को आवश्यकतानुसार असाइन और रिलीज़ किया जाता है। समय के साथ, यह प्रक्रिया बिखरी हुई मेमोरी गैप बना सकती है, जिससे मेमोरी विखंडन हो सकता है।
- सीमित मुक्त स्थानजब स्टोरेज स्पेस सीमित हो जाता है, तो सिस्टम को नई या संशोधित फ़ाइलों को संग्रहीत करने के लिए लगातार ब्लॉक खोजने में कठिनाई होती है। यह अक्सर उपलब्ध स्थानों में फिट होने के लिए डेटा को कई टुकड़ों में विभाजित करने के लिए मजबूर करता है।
- एकाधिक फ़ाइल सिस्टम और विभाजन. जब एक डिस्क को अनेक विभाजनों या फ़ाइल प्रणालियों में विभाजित किया जाता है, तो उपलब्ध भंडारण का इष्टतम उपयोग नहीं हो पाता है, तथा फ़ाइलें अधिक तेजी से विखंडित हो जाती हैं, क्योंकि वे अपने निर्धारित विभाजनों में स्थान के लिए प्रतिस्पर्धा करती हैं।
विखंडन के प्रकार
सिस्टम और डेटा को संभालने और संग्रहीत करने के तरीके के आधार पर विखंडन विभिन्न रूपों में प्रकट होता है। प्रत्येक प्रकार का विखंडन प्रदर्शन को अलग-अलग तरीके से प्रभावित करता है, चाहे वह फ़ाइल सिस्टम स्तर पर हो, मेमोरी प्रबंधन पर हो या डेटाबेस के भीतर हो। नीचे विखंडन के प्राथमिक प्रकार और उनके प्रभाव दिए गए हैं।
बाह्य विखंडन
बाह्य विखंडन तब होता है जब मुक्त संग्रहण स्थान को भंडारण माध्यम में बिखरे हुए छोटे, गैर-सन्निहित ब्लॉकों में विभाजित किया जाता है। इस प्रकार का विखंडन तब होता है जब फ़ाइलों को हटा दिया जाता है या संशोधित किया जाता है, जिससे अप्रयुक्त स्थान का अंतराल रह जाता है जो नई फ़ाइलों या डेटा को संग्रहीत करने के लिए बहुत छोटा हो सकता है। जबकि डिस्क पर तकनीकी रूप से पर्याप्त खाली स्थान है, यह नए डेटा को समायोजित करने के लिए पर्याप्त बड़े सन्निहित ब्लॉक में नहीं है, जिससे भंडारण का अकुशल उपयोग होता है और जानकारी प्राप्त करने के लिए सिस्टम को कई ब्लॉकों को पार करना पड़ता है, जिससे एक्सेस का समय लंबा हो जाता है।
आंतरिक विखंडन
आंतरिक विखंडन तब होता है जब आवंटित मेमोरी या स्टोरेज में किसी ब्लॉक के भीतर अप्रयुक्त स्थान होता है। यह आमतौर पर इसलिए होता है क्योंकि सिस्टम मेमोरी या स्टोरेज के निश्चित आकार के ब्लॉक आवंटित करते हैं, और यदि कोई फ़ाइल या डेटा संरचना आवंटित स्थान में पूरी तरह से फिट नहीं होती है, तो बचा हुआ हिस्सा अप्रयुक्त रह जाता है। हालाँकि डेटा को लगातार संग्रहीत किया जा सकता है, लेकिन ब्लॉक के भीतर यह बर्बाद स्थान मेमोरी या स्टोरेज के अकुशल उपयोग की ओर ले जाता है, जिससे समग्र सिस्टम दक्षता कम हो जाती है, भले ही विखंडन बाहरी विखंडन जितना दिखाई न दे।
फ़ाइल सिस्टम विखंडन
फ़ाइल सिस्टम विखंडन से तात्पर्य हार्ड ड्राइव या अन्य स्टोरेज माध्यम पर फ़ाइल डेटा के गैर-सन्निहित क्षेत्रों में बिखराव से है। एसएसडीजैसे-जैसे फ़ाइलें बनाई जाती हैं, संशोधित की जाती हैं या हटाई जाती हैं, उनका डेटा खंडित हो सकता है, जिसका अर्थ है कि एक ही फ़ाइल के हिस्से अलग-अलग स्थानों पर संग्रहीत किए जाते हैं। यह विखंडन सिस्टम को पूरी फ़ाइल प्राप्त करने में लगने वाले समय को बढ़ाता है, क्योंकि ड्राइव के रीड/राइट हेड को कई स्थानों तक पहुँचने की आवश्यकता होती है। समय के साथ, यह धीमी गति से प्रदर्शन करता है और स्टोरेज डिवाइस पर पहनने को बढ़ाता है।
स्मृति विखंडन
सिस्टम की RAM में मेमोरी विखंडन तब होता है जब स्मृति समय के साथ छोटे, गैर-सन्निहित ब्लॉकों में आवंटित और आवंटित किया जाता है, जिससे उपलब्ध मेमोरी खंडित हो जाती है। उन प्रणालियों में जो अक्सर मेमोरी आवंटित और मुक्त करते हैं (उदाहरण के लिए, मल्टी-टास्किंग वातावरण), छोटे अंतराल बन सकते हैं, जो बड़े मेमोरी आवंटन को फिट होने से रोकते हैं, भले ही कुल मुक्त मेमोरी पर्याप्त हो। मेमोरी विखंडन प्रदर्शन में गिरावट का कारण बनता है क्योंकि यह कुशल मेमोरी उपयोग को रोकता है, जिससे संभावित रूप से सिस्टम क्रैश हो सकता है या उपलब्ध स्थान को अनुकूलित करने के लिए जटिल मेमोरी प्रबंधन तकनीकों की आवश्यकता हो सकती है।
डेटाबेस विखंडन
डेटाबेस विखंडन तब होता है जब डेटाबेस में तालिकाएँ या अनुक्रमणिकाएँ गैर-सन्निहित ब्लॉकों में संग्रहीत होती हैं, जो अक्सर बार-बार अपडेट, सम्मिलित या हटाए जाने के परिणामस्वरूप होती हैं। समय के साथ, डेटाबेस का प्रदर्शन खराब हो जाता है क्योंकि डेटा पुनर्प्राप्ति के लिए डिस्क पर विभिन्न स्थानों पर फैले डेटा के खंडित ब्लॉक तक पहुँचने की आवश्यकता होती है। इस प्रकार के विखंडन के परिणामस्वरूप क्वेरी प्रतिक्रिया समय धीमा हो जाता है और डेटा की खपत बढ़ जाती है। इनपुट/आउटपुट (I/O) डेटाबेस विखंडन विशेष रूप से बड़े सिस्टम में समस्याग्रस्त है, जहां उच्च-प्रदर्शन क्वेरी निष्पादन महत्वपूर्ण है।
सिस्टम पर विखंडन प्रभाव
विखंडन के प्रकार और गंभीरता के आधार पर, विखंडन का सिस्टम प्रदर्शन और संसाधन उपयोग पर कई तरह के नकारात्मक प्रभाव होते हैं। जैसे-जैसे डेटा विखंडित होता जाता है, सिस्टम को जानकारी तक पहुँचने, उसे प्रबंधित करने और उसे संसाधित करने के लिए अधिक मेहनत करनी पड़ती है, जिससे समय के साथ अक्षमताएँ और यहाँ तक कि विफलताएँ भी होती हैं। सिस्टम पर विखंडन के प्राथमिक प्रभाव नीचे दिए गए हैं:
- प्रदर्शन में कमीविखंडन के सबसे तात्कालिक प्रभावों में से एक सिस्टम के प्रदर्शन में उल्लेखनीय कमी है। चूंकि डेटा कई गैर-सन्निहित स्थानों में बिखरा हुआ है, इसलिए सिस्टम को खंडित टुकड़ों को खोजने और पुनः प्राप्त करने में अधिक समय बिताना पड़ता है, खासकर हार्ड ड्राइव जैसे स्टोरेज डिवाइस में जहां मैकेनिकल रीड/राइट हेड को अलग-अलग डिस्क सेक्टर में स्थानांतरित करने की आवश्यकता होती है।
- बढ़ी हुई I/O परिचालनविखंडन से डेटा तक पहुँचने और उसे प्रबंधित करने के लिए आवश्यक इनपुट/आउटपुट (I/O) संचालन की संख्या बढ़ जाती है। चूँकि विखंडित डेटा कई स्थानों पर संग्रहीत होता है, इसलिए सिस्टम को टुकड़ों को इकट्ठा करने के लिए अधिक I/O संचालन करना पड़ता है, जिसके परिणामस्वरूप अतिरिक्त ओवरहेड और लंबा प्रसंस्करण समय होता है।
- भंडारण और मेमोरी का अकुशल उपयोगविखंडन से उपलब्ध भंडारण और मेमोरी का खराब उपयोग हो सकता है। उदाहरण के लिए, बाहरी विखंडन, संग्रहीत डेटा के बीच अंतराल छोड़ देता है जो कि कुशलतापूर्वक उपयोग करने के लिए बहुत छोटा होता है, भले ही कुल मिलाकर काफी खाली जगह हो। आंतरिक विखंडन के मामले में, आवंटित मेमोरी ब्लॉक में उनके भीतर अप्रयुक्त स्थान हो सकता है, जिससे संसाधन बर्बाद हो सकते हैं और सिस्टम के लिए ज़रूरत पड़ने पर डेटा के बड़े हिस्से आवंटित करना मुश्किल हो सकता है।
- उच्चतर CPU उपयोगविखंडन भी बढ़ सकता है सी पी यू उपयोग, क्योंकि सिस्टम को खंडित डेटा को प्रबंधित करने, कई स्थानों से फ़ाइलों को पुनर्प्राप्त करने और अतिरिक्त I/O संचालन को संभालने के लिए अधिक मेहनत करनी पड़ती है। CPU फ़ाइल और मेमोरी एक्सेस को प्रबंधित करने में अधिक चक्र खर्च कर सकता है, जिससे चलाने के लिए कम संसाधन बचते हैं अनुप्रयोगों और अन्य महत्वपूर्ण कार्य।
- डिस्क और मेमोरी का अधिक उपयोगभंडारण उपकरणों के लिए, विशेष रूप से HDDs, विखंडन के कारण रीड/राइट हेड्स की निरंतर गति के कारण घिसाव बढ़ जाता है क्योंकि वे डिस्क पर बिखरे हुए खंडित डेटा की तलाश करते हैं। यह यांत्रिक घिसाव डिवाइस के जीवनकाल को छोटा कर देता है और इसकी संभावना को बढ़ा देता है हार्डवेयर विफलता।
- लंबे समय तक backup और पुनर्प्राप्ति समयजब कोई प्रणाली अत्यधिक विखंडित हो जाती है, backup और वसूली ऑपरेशन में अधिक समय लगता है, क्योंकि backup सॉफ़्टवेयर को खंडित फ़ाइलों का पता लगाने और उन्हें एक साथ जोड़ने की आवश्यकता होती है। इससे इन प्रक्रियाओं को पूरा करने में लगने वाला समय काफी बढ़ सकता है, खासकर बड़े पैमाने के वातावरण में जहाँ डेटा अखंडता और शीघ्र स्वस्थ होना महत्वपूर्ण है।
- सिस्टम की स्थिरता में कमीचरम मामलों में, विखंडन सिस्टम अस्थिरता का कारण बन सकता है। मेमोरी विखंडन, विशेष रूप से, सिस्टम क्रैश का कारण बन सकता है जब ऑपरेटिंग सिस्टम प्रोग्राम चलाने के लिए पर्याप्त मेमोरी आवंटित करने में असमर्थ होता है। इसी तरह, अत्यधिक डिस्क विखंडन फ़ाइल भ्रष्टाचार, पढ़ने/लिखने के संचालन के दौरान त्रुटियाँ या यहाँ तक कि सिस्टम विफलताओं का कारण बनता है।
विखंडन के लाभ और हानियाँ
विखंडन को अक्सर एक नकारात्मक घटना के रूप में देखा जाता है, लेकिन संदर्भ और उपयोग में आने वाले सिस्टम के प्रकार के आधार पर इसके फायदे और नुकसान दोनों हो सकते हैं। सिस्टम के प्रदर्शन को प्रबंधित करने और विखंडन को कब और कैसे संबोधित किया जाए, इस बारे में सूचित निर्णय लेने के लिए इन फायदे और नुकसानों को समझना आवश्यक है।
फायदे
जबकि विखंडन आम तौर पर सिस्टम प्रदर्शन पर नकारात्मक प्रभावों से जुड़ा हुआ है, यह विशिष्ट संदर्भों में कुछ लाभ प्रदान कर सकता है। ये लाभ आम तौर पर flexयह भंडारण और मेमोरी संसाधनों के प्रबंधन में क्षमता प्रदान करता है। विखंडन के मुख्य लाभ नीचे दिए गए हैं:
- सीमित स्थान का कुशल उपयोगविखंडन सिस्टम को छोटे खाली स्थानों का उपयोग करने की अनुमति देता है जो अन्यथा अप्रयुक्त रह जाते हैं। गैर-सन्निहित ब्लॉकों में डेटा को विभाजित करने से यह सुनिश्चित होता है कि कोई भी भंडारण बर्बाद न हो, विशेष रूप से सीमित या अत्यधिक उपयोग किए गए भंडारण संसाधनों वाले सिस्टम में।
- Flexible डेटा आवंटनविखंडन गतिशील और सक्षम बनाता है flexसिस्टम को उपलब्ध अंतराल में नया या संशोधित डेटा संग्रहीत करने की अनुमति देकर सक्षम डेटा आवंटन, भले ही कोई बड़ा सन्निहित ब्लॉक खाली न हो। flexयह क्षमता विशेष रूप से ऐसे वातावरण में उपयोगी है जहां फ़ाइल में बार-बार परिवर्तन, विलोपन या गतिशील मेमोरी उपयोग होता है।
- स्मृति आबंटन में विलंब कम हुआ। मेमोरी विखंडन वाली प्रणालियों में, उपलब्ध छोटे मेमोरी ब्लॉक को छोटे कार्यों या डेटा संरचनाओं के लिए जल्दी से आवंटित किया जा सकता है। इससे उस देरी को कम किया जा सकता है जो अन्यथा बड़े, सन्निहित मेमोरी ब्लॉक के उपलब्ध होने की प्रतीक्षा करते समय हो सकती है।
- मल्टी-टास्किंग प्रणालियों में बेहतर संसाधन उपयोग। विखंडन मल्टी-टास्किंग वातावरण को लाभ पहुंचाता है क्योंकि यह सिस्टम को विभिन्न कार्यक्रमों और प्रक्रियाओं के लिए मेमोरी और स्टोरेज को कुशलतापूर्वक आवंटित करने की अनुमति देता है, भले ही संसाधन बिखरे हुए हों। यह बेहतर संसाधन उपयोग और सुचारू मल्टी-टास्किंग प्रदर्शन को सक्षम बनाता है, विशेष रूप से परिवर्तनशील कार्यभार वाले सिस्टम में।
नुकसान
विखंडन आम तौर पर सिस्टम के प्रदर्शन और दक्षता के लिए कई चुनौतियाँ पेश करता है। जैसे-जैसे डेटा विखंडित होता जाता है, सिस्टम को कई तरह की परिचालन कमियों का सामना करना पड़ता है जो प्रदर्शन और संसाधन उपयोग को कम करती हैं। विखंडन के मुख्य नुकसान नीचे दिए गए हैं:
- धीमी डेटा पहुँचखंडित डेटा के लिए सिस्टम को अलग-अलग स्थानों से बिखरे हुए टुकड़ों को पुनः प्राप्त करने में अधिक समय लगाना पड़ता है, जिसके परिणामस्वरूप फ़ाइल तक पहुंच धीमी हो जाती है और अनुप्रयोगों के लिए लोड होने में अधिक समय लगता है।
- बढ़ी हुई I/O परिचालनविखंडन के परिणामस्वरूप अधिक इनपुट/आउटपुट (I/O) संचालन होता है, क्योंकि सिस्टम को एक फ़ाइल प्राप्त करने के लिए एकाधिक स्थानों तक पहुंचना पड़ता है, जिससे समग्र सिस्टम कार्यभार बढ़ जाता है और दक्षता कम हो जाती है।
- भंडारण और मेमोरी का अकुशल उपयोगविखंडन के कारण भंडारण या मेमोरी में अंतराल पैदा होता है, जिससे जगह का अकुशल उपयोग होता है। छोटे, अनुपयोगी अंतराल जमा होते हैं, जिससे उपलब्ध जगह कम हो जाती है, भले ही कुल खाली जगह पर्याप्त लगती हो।
- उच्च CPU और डिस्क उपयोगखंडित डेटा को संभालने के लिए अधिक प्रसंस्करण शक्ति और डिस्क गतिविधि की आवश्यकता होती है, जिसके परिणामस्वरूप CPU का उपयोग बढ़ जाता है और भंडारण उपकरणों पर अधिक टूट-फूट होती है, विशेष रूप से मैकेनिकल हार्ड ड्राइव में।
- लंबे समय तक backup और पुनर्प्राप्ति समयअत्यधिक खंडित प्रणालियों को बैकअप लेने और पुनर्प्राप्त करने में अधिक समय लगता है, क्योंकि सॉफ्टवेयर को खंडित फ़ाइलों का पता लगाना और उन्हें समेकित करना होता है, जिससे इन प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक समय बढ़ जाता है।
- सिस्टम अस्थिरता की संभावनाचरम मामलों में, अत्यधिक विखंडन से मेमोरी आवंटन विफलता या फ़ाइल भ्रष्टाचार होता है, जिससे सिस्टम क्रैश या अस्थिरता होती है, विशेष रूप से मेमोरी-बाधित वातावरण में।
