डिस्क क्षेत्र

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चित्र 1: डिस्क संरचनाएँ:
  (A) Track
  (B) Geometrical sector
  (C) Disk sector
  (D) Cluster

कंप्यूटर डिस्क भंडारण में, एक सेक्टर चुंबकीय डिस्क या ऑप्टिकल डिस्क पर ट्रैक (डिस्क ड्राइव) का एक उपखंड है। प्रत्येक क्षेत्र हार्ड डिस्क ड्राइव (HDDs) के लिए पारंपरिक रूप से 512 बाइट्स और CD-ROM और DVD-ROM के लिए 2048 बाइट्स के उपयोगकर्ता-सुलभ डेटा की एक निश्चित मात्रा को संग्रहीत करता है। नए HDD 4096-बाइट (4 KiB) सेक्टर का उपयोग करते हैं, जिन्हें उन्नत प्रारूप (AF) के रूप में जाना जाता है।

क्षेत्र हार्ड ड्राइव की न्यूनतम भंडारण इकाई है।[1] अधिकांश डिस्क विभाजन योजनाओं को फ़ाइल के वास्तविक आकार की परवाह किए बिना क्षेत्रों की एक अभिन्न संख्या पर कब्जा करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। जो फाइलें एक पूरे सेक्टर को नहीं भरती हैं, उनके अंतिम सेक्टर का शेष शून्य से भरा होगा। व्यवहार में, ऑपरेटिंग सिस्टम आमतौर पर ब्लॉक (डेटा स्टोरेज) पर काम करते हैं, जो कई क्षेत्रों में फैल सकता है।[2] ज्यामितीय रूप से, वृत्ताकार क्षेत्र शब्द का अर्थ एक केंद्र, दो त्रिज्या और एक संबंधित चाप (ज्यामिति) के बीच एक डिस्क (गणित) का एक हिस्सा है (चित्र 1, आइटम बी देखें), जो एक पाई के टुकड़े के आकार का है। इस प्रकार, डिस्क क्षेत्र (चित्र 1, आइटम सी) एक ट्रैक और ज्यामितीय क्षेत्र के प्रतिच्छेदन को संदर्भित करता है।

आधुनिक डिस्क ड्राइव में, प्रत्येक भौतिक सेक्टर दो मूल भागों, सेक्टर हैडर (कंप्यूटिंग) क्षेत्र (आमतौर पर आईडी कहा जाता है) और डेटा क्षेत्र से बना होता है। सेक्टर हेडर में ड्राइव और कंट्रोलर द्वारा उपयोग की जाने वाली जानकारी होती है; इस जानकारी में सिंक बाइट्स, पता पहचान, दोष फ़्लैग और त्रुटि का पता लगाने और सुधार की जानकारी शामिल है। हेडर में एक वैकल्पिक पता भी शामिल हो सकता है जिसका उपयोग डेटा क्षेत्र के अविश्वसनीय होने पर किया जा सकता है। एड्रेस आइडेंटिफिकेशन का उपयोग यह सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है कि ड्राइव के मैकेनिक्स ने रीड/राइट हेड को सही स्थान पर रखा है। डेटा क्षेत्र में सिंक बाइट्स, उपयोगकर्ता डेटा और एक त्रुटि-सुधार कोड (ईसीसी) होता है जिसका उपयोग डेटा में पेश की गई त्रुटियों को जांचने और संभावित रूप से सही करने के लिए किया जाता है।

इतिहास

पहली डिस्क ड्राइव, आईबीएम चुंबकीय डिस्क ड्राइव का 1957 का इतिहास#IBM 350, में प्रति ट्रैक दस 100 कैरेक्टर सेक्टर थे; प्रत्येक वर्ण छह बिट्स का था और इसमें एक समता बिट शामिल था। सभी रिकॉर्डिंग सतहों पर प्रति ट्रैक सेक्टरों की संख्या समान थी। प्रत्येक क्षेत्र से संबद्ध कोई अभिलिखित पहचानकर्ता क्षेत्र (आईडी) नहीं था।[3] 1961 में IBM चुंबकीय डिस्क_ड्राइव का इतिहास#IBM 1301 ने परिवर्तनीय लंबाई वाले क्षेत्रों को पेश किया, जिसे IBM द्वारा रिकॉर्ड कहा गया, और प्रत्येक रिकॉर्ड में एक रिकॉर्ड एड्रेस फ़ील्ड को रिकॉर्ड (सेक्टर) में डेटा से अलग जोड़ा गया।[4][5] सभी आधुनिक डिस्क ड्राइव में सेक्टर एड्रेस फील्ड होते हैं, जिन्हें आईडी फील्ड कहा जाता है, जो सेक्टर में डेटा से अलग होते हैं।

इसके अलावा 1961 में ब्रायंट ने अपनी 4000 श्रृंखलाओं के साथ ज़ोन_बिट_रिकॉर्डिंग की अवधारणा पेश की, जिसने ट्रैक के व्यास के कार्य के रूप में प्रति ट्रैक सेक्टरों की संख्या को अलग-अलग करने की अनुमति दी - एक आंतरिक ट्रैक की तुलना में बाहरी ट्रैक पर अधिक सेक्टर हैं।[6] यह 1990 के दशक में उद्योग अभ्यास बन गया और आज भी मानक है।

IBM मैग्नेटिक डिस्क ड्राइव का इतिहास#IBM सिस्टम/360 और IBM सिस्टम/360 के साथ 1964 में घोषित अन्य IBM मेनफ्रेम_HDDs ने चक्रीय अतिरिक्तता जांच (CRC) के साथ अपने सेक्टरों (रिकॉर्ड्स) के सभी क्षेत्रों में त्रुटियों का पता लगाया, जिसमें पैरिटी प्रति कैरेक्टर डिटेक्शन को प्रतिस्थापित किया गया। पूर्व पीढ़ी। आईबीएम के क्षेत्रों (रिकॉर्ड्स) ने इस समय भौतिक क्षेत्र में एक तीसरा क्षेत्र जोड़ा, जो डेटा की खोज में सहायता के लिए एक प्रमुख क्षेत्र था। इन आईबीएम भौतिक क्षेत्रों, जिन्हें रिकॉर्ड कहा जाता है, के तीन मूल भाग होते हैं, एक काउंट फ़ील्ड जो एक आईडी फ़ील्ड के रूप में कार्य करता है, एक प्रमुख फ़ील्ड जो अधिकांश डिस्क ड्राइव क्षेत्रों में मौजूद नहीं है और एक डेटा फ़ील्ड, जिसे रिकॉर्ड के लिए अक्सर काउंट_की_डेटा प्रारूप कहा जाता है।

IBM_magnetic डिस्क ड्राइव का 1970 का इतिहास#IBM 3330 अधिकांश त्रुटियों का पता लगाकर और कई त्रुटियों के सुधार की अनुमति देकर डेटा अखंडता में सुधार करने के लिए त्रुटि सुधार कोड (ECC) के साथ प्रत्येक क्षेत्र के डेटा फ़ील्ड पर CRC को प्रतिस्थापित करता है।[7] अंतत: डिस्क क्षेत्रों के सभी क्षेत्रों में ECC थे।

1980 के दशक से पहले क्षेत्र के आकार का बहुत कम मानकीकरण होता था; डिस्क ड्राइव में प्रति ट्रैक अधिकतम संख्या में बिट्स थे और विभिन्न सिस्टम निर्माताओं ने अपने OSes और अनुप्रयोगों के अनुरूप ट्रैक को विभिन्न सेक्टर आकारों में उप-विभाजित किया। 1980 के दशक की शुरुआत में IBM पर्सनल कंप्यूटर की लोकप्रियता और 1980 के दशक के अंत में Parallel_ATA#IDE_and_ATA-1 के आगमन के कारण 512-बाइट क्षेत्र HDD और इसी तरह के भंडारण उपकरणों के लिए एक उद्योग मानक क्षेत्र बन गया।

1970 के दशक में IBM ने फिक्स्ड-ब्लॉक आर्किटेक्चर डायरेक्ट एक्सेस स्टोरेज डिवाइसेस (FBA DASDs) को अपने काउंट की डेटा DASD की लाइन में जोड़ा। सीकेडी डीएएसडी ने कई चर लंबाई क्षेत्रों का समर्थन किया जबकि आईबीएम एफबीए डीएएसडी ने 512, 1024, 2048, या 4096 बाइट्स के सेक्टर आकार का समर्थन किया।

2000 में उद्योग व्यापार संगठन, इंटरनेशनल डिस्क ड्राइव इक्विपमेंट एंड मैटेरियल्स एसोसिएशन (आईडीईएमए) ने कार्यान्वयन और मानकों को परिभाषित करने के लिए काम शुरू किया जो डेटा भंडारण क्षमताओं में भविष्य में वृद्धि को समायोजित करने के लिए 512 बाइट्स से अधिक क्षेत्र आकार के प्रारूपों को नियंत्रित करेगा।[8] भविष्य के आईडीईएमए मानक की प्रत्याशा में 2007 के अंत तक, सैमसंग और तोशिबा ने 4096 बाइट क्षेत्रों के साथ 1.8-इंच हार्ड डिस्क ड्राइव का शिपमेंट शुरू किया। 2010 में आईडीईएमए ने 4096 सेक्टर ड्राइव के लिए उन्नत प्रारूप मानक पूरा किया,[8]सभी निर्माताओं के लिए जनवरी 2011 के रूप में 512 से 4096 बाइट क्षेत्रों में परिवर्तन की तिथि निर्धारित करना,[9] और उन्नत प्रारूप ड्राइव जल्द ही प्रचलित हो गए।

संबंधित इकाइयां

सेक्टर बनाम ब्लॉक

जबकि क्षेत्र विशेष रूप से भौतिक डिस्क क्षेत्र का अर्थ है, डेटा के एक छोटे से हिस्से को संदर्भित करने के लिए शब्द ब्लॉक का उपयोग शिथिल रूप से किया गया है। संदर्भ के आधार पर ब्लॉक के कई अर्थ हैं। डेटा स्टोरेज के संदर्भ में, एक ब्लॉक (डेटा स्टोरेज) डिस्क सेक्टरों पर एक अमूर्त है जो संभवतः कई क्षेत्रों को शामिल करता है। अन्य संदर्भों में, यह डेटा स्ट्रीम की इकाई या उपयोगिता के लिए संचालन की इकाई हो सकती है।[10] उदाहरण के लिए, यूनिक्स कंप्यूटर प्रोग्राम डीडी (यूनिक्स) एक को पैरामीटर के साथ निष्पादन के दौरान उपयोग किए जाने वाले ब्लॉक आकार को सेट करने की अनुमति देता है bs=bytes. यह dd द्वारा डिलीवर किए गए डेटा के आकार को निर्दिष्ट करता है, और यह सेक्टरों या फ़ाइल सिस्टम ब्लॉक से संबंधित नहीं है।

लिनक्स में, डिस्क क्षेत्र का आकार निर्धारित किया जा सकता है sudo fdisk -l | grep "Sector size" और ब्लॉक आकार के साथ निर्धारित किया जा सकता है sudo blockdev --getbsz /dev/sda.[11]


सेक्टर और क्लस्टर

"Data cluster" redirects here. Not to be confused with clustered file system or computer cluster.

कंप्यूटर फाइल सिस्टम में, क्लस्टर (कभी-कभी आवंटन इकाई या ब्लॉक भी कहा जाता है) फाइलों और निर्देशिकाओं के लिए डिस्क स्थान आवंटन की एक इकाई है। ऑन-डिस्क डेटा संरचनाओं के प्रबंधन के ओवरहेड को कम करने के लिए, फ़ाइल सिस्टम डिफ़ॉल्ट रूप से अलग-अलग डिस्क सेक्टरों को आवंटित नहीं करता है, लेकिन सेक्टरों के सन्निहित समूह, जिन्हें क्लस्टर कहा जाता है।

512-बाइट सेक्टरों का उपयोग करने वाली डिस्क पर, 512-बाइट क्लस्टर में एक सेक्टर होता है, जबकि 4-किबिबाइट (KiB) क्लस्टर में आठ सेक्टर होते हैं।

एक क्लस्टर डिस्क स्थान की सबसे छोटी तार्किक मात्रा है जिसे फ़ाइल रखने के लिए आवंटित किया जा सकता है। बड़े समूहों के साथ फ़ाइल सिस्टम पर छोटी फ़ाइलों को संग्रहीत करने से डिस्क स्थान बर्बाद हो जाएगा; ऐसे व्यर्थ डिस्क स्थान को सुस्त स्थान कहा जाता है। क्लस्टर आकार के लिए जो औसत फ़ाइल आकार बनाम छोटे हैं, प्रति फ़ाइल व्यर्थ स्थान सांख्यिकीय रूप से क्लस्टर आकार का लगभग आधा होगा; बड़े क्लस्टर आकार के लिए, व्यर्थ स्थान अधिक हो जाएगा। हालाँकि, एक बड़ा क्लस्टर आकार बहीखाता ओवरहेड और विखंडन को कम करता है, जिससे पढ़ने (कंप्यूटर) और समग्र रूप से लिखने की गति में सुधार हो सकता है। विशिष्ट क्लस्टर आकार 1 सेक्टर (512 बी) से लेकर 128 सेक्टर (64 किबिबाइट) तक होते हैं।

एक क्लस्टर को डिस्क पर भौतिक रूप से सन्निहित होने की आवश्यकता नहीं है; यह एक से अधिक ट्रैक (डिस्क ड्राइव) फैला सकता है या, यदि इंटरलीविंग (डिस्क स्टोरेज) का उपयोग किया जाता है, तो ट्रैक के भीतर असंतत भी हो सकता है। यह डिस्क विखंडन के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए, क्योंकि क्षेत्र अभी भी तार्किक रूप से सन्निहित हैं।

एक खोया क्लस्टर तब होता है जब निर्देशिका सूची से फ़ाइल हटा दी जाती है, लेकिन फ़ाइल आवंटन तालिका (एफएटी) अभी भी फ़ाइल को आवंटित क्लस्टर दिखाती है।[12] डॉस 4.0 में शब्द क्लस्टर को आवंटन इकाई में बदल दिया गया था। हालाँकि क्लस्टर शब्द अभी भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।[13]


ज़ोन बिट रिकॉर्डिंग

Main article: Zone bit recording

यदि एक क्षेत्र को एक त्रिज्या और एक ट्रैक के बीच चौराहे के रूप में परिभाषित किया गया है, जैसा कि शुरुआती हार्ड ड्राइव और अधिकांश फ्लॉपी डिस्क के मामले में था, तो डिस्क के बाहर की ओर के क्षेत्र शारीरिक रूप से धुरी के निकट के क्षेत्रों से अधिक लंबे होते हैं। क्योंकि प्रत्येक क्षेत्र में अभी भी बाइट्स की समान संख्या होती है, बाहरी क्षेत्रों में आंतरिक की तुलना में बिट घनत्व कम होता है, जो चुंबकीय सतह का एक अक्षम उपयोग है। समाधान ज़ोन बिट रिकॉर्डिंग है, जिसमें डिस्क को ज़ोन में विभाजित किया गया है, प्रत्येक में कम संख्या में सन्निहित ट्रैक शामिल हैं। प्रत्येक क्षेत्र को तब क्षेत्रों में विभाजित किया जाता है जैसे कि प्रत्येक क्षेत्र का भौतिक आकार समान होता है। क्योंकि बाहरी क्षेत्रों में आंतरिक क्षेत्रों की तुलना में अधिक परिधि होती है, उन्हें अधिक क्षेत्र आवंटित किए जाते हैं। इसे ज़ोन बिट रिकॉर्डिंग के रूप में जाना जाता है।[14] ज़ोन बिट रिकॉर्डिंग का एक परिणाम यह है कि सन्निहित पठन और लेखन आंतरिक ट्रैक्स की तुलना में बाहरी ट्रैक्स (निचले ब्लॉक पतों के अनुरूप) पर विशेष रूप से तेज़ होते हैं, क्योंकि प्रत्येक घुमाव के साथ अधिक बिट सिर के नीचे से गुजरते हैं; यह अंतर 25% या अधिक हो सकता है।

उन्नत प्रारूप

Main article: Advanced Format

1998 में पारंपरिक 512-बाइट सेक्टर आकार को क्षमता बढ़ाने के लिए एक बाधा के रूप में पहचाना गया था, जो उस समय मूर के नियम से अधिक की दर से बढ़ रहा था। 4096-बाइट क्षेत्रों का उपयोग करके उन्नत प्रारूप के कार्यान्वयन के माध्यम से डेटा फ़ील्ड की लंबाई बढ़ाने से यह बाधा दूर हो गई; इसने ECC की शक्ति में वृद्धि करते हुए डेटा सतह क्षेत्र की दक्षता में पाँच से तेरह प्रतिशत की वृद्धि की, जिससे बदले में उच्च क्षमता की अनुमति मिली। प्रारूप को 2005 में एक उद्योग संघ द्वारा मानकीकृत किया गया था और 2011 तक सभी हार्ड ड्राइव निर्माताओं के सभी नए उत्पादों में शामिल किया गया था।

यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ Hamington, Suzie (2004-01-01). कंप्यूटर विज्ञान (in English). Lotus Press. p. 42. ISBN 9788189093242.
  2. ↑ Tucker, Allen B. (2004-06-28). कंप्यूटर साइंस हैंडबुक, दूसरा संस्करण (in English). CRC Press. p. 86. ISBN 9780203494455.
  3. ↑ 305 RAMAC Random Access Method of Accounting and Control Manual of Operation (PDF). IBM. 1957.
  4. ↑ IBM 1301, Models 1 and 2, Disk Storage and IBM 1302, Models 1 and 2, Disk Storage with IBM 7090, 7094, and 7094 II Data Processing Systems (PDF). IBM. A22-6785.
  5. ↑ IBM 1301, Models 1 and 2, Disk Storage and IBM 1302, Models 1 and 2, Disk Storage with IBM 1410 and 7010 Data Processing Systems (PDF). IBM. A22-6788.
  6. ↑ Technical Data - Series 4000 Disk File (PDF). Bryant Computer Products. 1963.
  7. ↑ Reference Manual for IBM 3330 Series Disk Storage (PDF). IBM. March 1974. GA26-1615-3.
  8. ↑ 8.0 8.1 "The Advent of Advanced Format". IDEMA. Retrieved 2013-11-18.
  9. ↑ Skinner, Heather (29 June 2010). "IDEMA launches "Are you ready?" campaign to prepare industry for Hard Disk Drive sector format change" (PDF). www.idema.org. Archived from the original on 14 December 2020. Retrieved 14 December 2020.
  10. ↑ "ब्लॉक आकार और क्लस्टर आकार के बीच अंतर". unix.stackexchange.com. Retrieved 2015-12-13.
  11. ↑ "फ़ाइल के लिए डिस्क सेक्टर और ब्लॉक आवंटन". stackoverflow.com. Retrieved 2015-12-13.
  12. ↑ "क्रॉस-लिंक्ड फ़ाइलों या खोए हुए समूहों के कारण होने वाली त्रुटियाँ". Archived from the original on 2015-03-06. Retrieved 2020-08-03.
  13. ↑ Mueller, Scott (2002). Upgrading and repairing PCs, p. 1354. ISBN 0-7897-2745-5.
  14. ↑ Kern Wong (January 1989), DP8459 Zoned Bit Recording (PDF), National Semiconductor, archived from the original (PDF) on 2011-06-15, retrieved 2010-03-10
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