Disk Scheduling Algorithms in Hindi
RGPV University / DIPLOMA_CSE / OPERATING SYSTEM
Disk Scheduling Algorithms in Hindi
Disk Scheduling Algorithms in Hindi
कंप्यूटर सिस्टम में, जब कई प्रक्रियाएँ डिस्क से डेटा पढ़ने या लिखने के लिए अनुरोध करती हैं, तो ऑपरेटिंग सिस्टम को यह निर्धारित करना होता है कि इन अनुरोधों को किस क्रम में संसाधित किया जाए। यह प्रक्रिया Disk Scheduling कहलाती है। उचित डिस्क शेड्यूलिंग एल्गोरिदम सिस्टम की प्रदर्शन क्षमता को बढ़ाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
Disk Scheduling Algorithms के प्रकार
मुख्यतः निम्नलिखित डिस्क शेड्यूलिंग एल्गोरिदम उपयोग में लाए जाते हैं:
- FCFS (First Come First Serve)
- SSTF (Shortest Seek Time First)
- SCAN
- C-SCAN
- LOOK
- C-LOOK
1. FCFS (First Come First Serve)
यह सबसे सरल डिस्क शेड्यूलिंग एल्गोरिदम है, जिसमें डिस्क पर आने वाले अनुरोधों को उनकी आगमन के क्रम में संसाधित किया जाता है। हालांकि, यह एल्गोरिदम seek time को अनुकूलित नहीं करता, जिससे प्रदर्शन में गिरावट हो सकती है।
2. SSTF (Shortest Seek Time First)
इस एल्गोरिदम में, वर्तमान डिस्क हेड स्थिति से निकटतम ट्रैक पर स्थित अनुरोध को प्राथमिकता दी जाती है, जिससे seek time कम होता है और प्रदर्शन में सुधार होता है।
3. SCAN
SCAN एल्गोरिदम में, डिस्क हेड एक दिशा में सभी अनुरोधों को संसाधित करता है, फिर दिशा बदलकर दूसरी दिशा में अनुरोधों को संसाधित करता है। इसे 'Elevator Algorithm' भी कहा जाता है।
4. C-SCAN (Circular SCAN)
यह SCAN का एक रूप है, जिसमें डिस्क हेड एक दिशा में सभी अनुरोधों को संसाधित करने के बाद, सीधे प्रारंभिक ट्रैक पर वापस लौटता है और फिर से उसी दिशा में अनुरोधों को संसाधित करता है। इससे प्रदर्शन में सुधार होता है।
5. LOOK
LOOK एल्गोरिदम SCAN के समान है, लेकिन इसमें डिस्क हेड केवल उस दिशा में जाता है जहाँ अनुरोध मौजूद होते हैं, जिससे अनावश्यक मूवमेंट कम होती है।
6. C-LOOK (Circular LOOK)
यह LOOK का एक रूप है, जिसमें डिस्क हेड एक दिशा में सभी अनुरोधों को संसाधित करने के बाद, बिना पूरी यात्रा किए, सीधे प्रारंभिक ट्रैक पर वापस लौटता है, जिससे प्रदर्शन में सुधार होता है।
Disk Scheduling Algorithms in Hindi
जब कंप्यूटर में कई प्रक्रियाएँ डिस्क से डेटा पढ़ने या लिखने के लिए अनुरोध करती हैं, तो ऑपरेटिंग सिस्टम यह निर्धारित करता है कि इन अनुरोधों को किस क्रम में संसाधित किया जाए। इसे डिस्क शेड्यूलिंग कहा जाता है। विभिन्न डिस्क शेड्यूलिंग एल्गोरिदम हैं, जिनमें से कुछ इस प्रकार हैं:
1. FCFS (First Come First Serve)
यह सबसे सरल डिस्क शेड्यूलिंग एल्गोरिदम है, जिसमें डिस्क पर आने वाले अनुरोधों को उनकी आगमन के क्रम में संसाधित किया जाता है। उदाहरण के लिए, यदि अनुरोधों की कतार इस प्रकार है: 82, 170, 43, 140, 24, 16, 190, और वर्तमान डिस्क हेड स्थिति 50 है, तो हेड मूवमेंट की गणना इस प्रकार की जाएगी:
- 50 से 82: 32
- 82 से 170: 88
- 170 से 43: 127
- 43 से 140: 97
- 140 से 24: 116
- 24 से 16: 8
- 16 से 190: 174
कुल हेड मूवमेंट: 32 + 88 + 127 + 97 + 116 + 8 + 174 = 642
2. SSTF (Shortest Seek Time First)
इस एल्गोरिदम में, वर्तमान डिस्क हेड स्थिति से निकटतम ट्रैक पर स्थित अनुरोध को प्राथमिकता दी जाती है, जिससे seek time कम होता है और प्रदर्शन में सुधार होता है। उदाहरण के लिए, यदि वर्तमान हेड स्थिति 50 है और अनुरोधों की कतार 82, 170, 43, 140, 24, 16, 190 है, तो सबसे पहले हेड 43 पर जाएगा, फिर 50 से 43 की दूरी 7 है, इसके बाद 82 पर जाएगा, फिर 82 से 43 की दूरी 39 है, और इसी प्रकार।
3. SCAN
SCAN एल्गोरिदम में, डिस्क हेड एक दिशा में सभी अनुरोधों को संसाधित करता है, फिर दिशा बदलकर दूसरी दिशा में अनुरोधों को संसाधित करता है। इसे 'Elevator Algorithm' भी कहा जाता है। उदाहरण के लिए, यदि वर्तमान हेड स्थिति 50 है और अनुरोधों की कतार 82, 170, 43, 140, 24, 16, 190 है, तो हेड पहले उच्च ट्रैक्स की ओर बढ़ेगा, फिर दिशा बदलकर निम्न ट्रैक्स की ओर आएगा।
4. C-SCAN (Circular SCAN)
यह SCAN का एक रूप है, जिसमें डिस्क हेड एक दिशा में सभी अनुरोधों को संसाधित करने के बाद, सीधे प्रारंभिक ट्रैक पर वापस लौटता है और फिर से उसी दिशा में अनुरोधों को संसाधित करता है। इससे प्रदर्शन में सुधार होता है। उदाहरण के लिए, यदि वर्तमान हेड स्थिति 50 है और अनुरोधों की कतार 82, 170, 43, 140, 24, 16, 190 है, तो हेड उच्च ट्रैक्स की ओर बढ़ेगा, फिर अंतिम ट्रैक पर पहुंचने के बाद, सीधे प्रारंभिक ट्रैक पर वापस लौटेगा और निम्न ट्रैक्स की ओर बढ़ेगा।
5. LOOK
LOOK एल्गोरिदम SCAN के समान है, लेकिन इसमें डिस्क हेड केवल उस दिशा में जाता है जहाँ अनुरोध मौजूद होते हैं, जिससे अनावश्यक मूवमेंट कम होती है। उदाहरण के लिए, यदि वर्तमान हेड स्थिति 50 है और अनुरोधों की कतार 82, 170, 43, 140, 24, 16, 190 है, तो हेड पहले उच्च ट्रैक्स की ओर बढ़ेगा, लेकिन अंतिम ट्रैक तक नहीं जाएगा यदि अनुरोध नहीं हैं, फिर दिशा बदलकर निम्न ट्रैक्स की ओर आएगा।
6. C-LOOK (Circular LOOK)
यह LOOK का एक रूप है, जिसमें डिस्क हेड एक दिशा में सभी अनुरोधों को संसाधित करने के बाद, बिना पूरी यात्रा किए, सीधे प्रारंभिक ट्रैक पर वापस लौटता है, जिससे प्रदर्शन में सुधार होता है। उदाहरण के लिए, यदि वर्तमान हेड स्थिति 50 है और अनुरोधों की कतार 82, 170, 43, 140, 24, 16, 190 है, तो हेड उच्च ट्रैक्स की ओर बढ़ेगा, फिर अंतिम अनुरोध के बाद, सीधे प्रारंभिक ट्रैक पर वापस लौटेगा और निम्न ट्रैक्स की ओर बढ़ेगा।
Disk Scheduling Algorithms के लाभ
Disk Scheduling Algorithms ऑपरेटिंग सिस्टम में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, क्योंकि ये डिस्क I/O अनुरोधों को इस प्रकार प्रबंधित करते हैं कि सिस्टम की प्रदर्शन क्षमता अधिकतम हो। विभिन्न एल्गोरिदम के अपने-अपने लाभ होते हैं, जो सिस्टम की कार्यकुशलता में सुधार करते हैं।
1. FCFS (First Come First Serve)
- सरलता और निष्पक्षता: FCFS एल्गोरिदम समझने और लागू करने में सरल है। यह सभी अनुरोधों को उनके आगमन के क्रम में निष्पादित करता है, जिससे निष्पक्षता सुनिश्चित होती है।
2. SSTF (Shortest Seek Time First)
- कम Seek Time: SSTF एल्गोरिदम वर्तमान हेड स्थिति से निकटतम अनुरोध को प्राथमिकता देता है, जिससे कुल seek time कम होता है।
- उच्च throughput: कम seek time के कारण, सिस्टम की throughput बढ़ती है, जिससे डेटा एक्सेस की गति में सुधार होता है।
3. SCAN
- संतुलित प्रदर्शन: SCAN एल्गोरिदम डिस्क हेड को एक दिशा में सभी अनुरोधों को संसाधित करने के बाद दिशा बदलने का निर्देश देता है, जिससे seek time संतुलित रहता है।
- कमतम seek time: यह एल्गोरिदम seek time को कम करने में प्रभावी होता है, क्योंकि हेड एक दिशा में लगातार मूव करता है।
4. C-SCAN (Circular SCAN)
- समय की समानता: C-SCAN एल्गोरिदम डिस्क हेड को एक दिशा में सभी अनुरोधों को संसाधित करने के बाद, बिना पूर्ण यात्रा किए, सीधे प्रारंभिक ट्रैक पर वापस लौटने का निर्देश देता है, जिससे सभी अनुरोधों को समान प्राथमिकता मिलती है।
- उच्च प्रदर्शन: यह एल्गोरिदम उच्च प्रदर्शन प्रदान करता है, क्योंकि हेड मूवमेंट्स कम होते हैं और सभी अनुरोधों को समान रूप से संसाधित किया जाता है।
5. LOOK
- अनुरोध-आधारित हेड मूवमेंट: LOOK एल्गोरिदम में, डिस्क हेड केवल उस दिशा में जाता है जहाँ अनुरोध मौजूद होते हैं, जिससे अनावश्यक मूवमेंट कम होती है और प्रदर्शन में सुधार होता है।
- लचीलापन: यह एल्गोरिदम विभिन्न सिस्टम आवश्यकताओं के अनुसार अनुकूलित किया जा सकता है।
6. C-LOOK (Circular LOOK)
- समानता और उच्च प्रदर्शन: C-LOOK एल्गोरिदम LOOK का एक रूप है, जिसमें डिस्क हेड एक दिशा में सभी अनुरोधों को संसाधित करने के बाद, बिना पूरी यात्रा किए, सीधे प्रारंभिक ट्रैक पर वापस लौटता है, जिससे सभी अनुरोधों को समान प्राथमिकता मिलती है और प्रदर्शन में सुधार होता है।
Disk Scheduling Algorithms के नुकसान
Disk Scheduling Algorithms ऑपरेटिंग सिस्टम में डिस्क I/O अनुरोधों के प्रबंधन के लिए महत्वपूर्ण हैं। हालांकि, प्रत्येक एल्गोरिदम के कुछ नुकसान भी हैं, जिन्हें समझना आवश्यक है।
1. FCFS (First Come First Serve)
- प्रतिक्रिया समय में वृद्धि: FCFS में, यदि एक बड़ा अनुरोध पहले आता है, तो छोटे अनुरोधों को लंबा इंतजार करना पड़ सकता है, जिससे औसत प्रतिक्रिया समय बढ़ता है।
2. SSTF (Shortest Seek Time First)
- स्टार्वेशन (Starvation): SSTF में, हेड हमेशा निकटतम अनुरोध को प्राथमिकता देता है, जिससे दूर के अनुरोधों को सेवा मिलने में देरी हो सकती है। इससे 'स्टार्वेशन' की समस्या उत्पन्न होती है।
- उच्च प्रतिक्रिया समय में भिन्नता: विभिन्न अनुरोधों के लिए प्रतिक्रिया समय में अधिक भिन्नता हो सकती है, जिससे सिस्टम की पूर्वानुमान्यता कम होती है।
3. SCAN
- स्टार्वेशन की संभावना: SCAN में, यदि अनुरोधों की संख्या अधिक हो और कुछ अनुरोध हेड की वर्तमान दिशा में न हों, तो वे लंबे समय तक सेवा से बाहर रह सकते हैं, जिससे स्टार्वेशन हो सकता है।
- उच्च प्रतिक्रिया समय में भिन्नता: हेड की दिशा बदलने के कारण, विभिन्न अनुरोधों के लिए प्रतिक्रिया समय में भिन्नता हो सकती है।
4. C-SCAN (Circular SCAN)
- स्टार्वेशन की संभावना: C-SCAN में, यदि कुछ अनुरोध हेड की वर्तमान दिशा में नहीं हैं, तो वे लंबे समय तक सेवा से बाहर रह सकते हैं, जिससे स्टार्वेशन हो सकता है।
- उच्च प्रतिक्रिया समय में भिन्नता: हेड की पूर्ण यात्रा के कारण, प्रतिक्रिया समय में अधिक भिन्नता हो सकती है।
5. LOOK
- स्टार्वेशन की संभावना: LOOK में, यदि अनुरोधों की संख्या अधिक हो और कुछ अनुरोध हेड की वर्तमान दिशा में न हों, तो वे लंबे समय तक सेवा से बाहर रह सकते हैं, जिससे स्टार्वेशन हो सकता है।
- उच्च प्रतिक्रिया समय में भिन्नता: हेड की दिशा बदलने के कारण, विभिन्न अनुरोधों के लिए प्रतिक्रिया समय में भिन्नता हो सकती है।
6. C-LOOK (Circular LOOK)
- स्टार्वेशन की संभावना: C-LOOK में, यदि कुछ अनुरोध हेड की वर्तमान दिशा में नहीं हैं, तो वे लंबे समय तक सेवा से बाहर रह सकते हैं, जिससे स्टार्वेशन हो सकता है।
- उच्च प्रतिक्रिया समय में भिन्नता: हेड की पूर्ण यात्रा के कारण, प्रतिक्रिया समय में अधिक भिन्नता हो सकती है।
FAQs
C-SCAN (Circular SCAN) एल्गोरिदम डिस्क ट्रैक को सर्कुलर बफर के रूप में मानता है, जहाँ हेड एक छोर से दूसरे छोर तक जाता है और फिर बिना सेवा दिए बिना वापस लौटता है।
SSTF (Shortest Seek Time First) एल्गोरिदम का मुख्य उद्देश्य डिस्क हेड की खोज समय को कम करना है, जिससे प्रदर्शन में सुधार होता है।
जब डिस्क पर कई प्रक्रियाएँ होती हैं, तो डिस्क शेड्यूलिंग एल्गोरिदम का संयोजन प्रदर्शन में सुधार ला सकता है।
LOOK और SSTF जैसे एल्गोरिदम FCFS और SCAN की तुलना में अधिक कुशल होते हैं।
हालाँकि SSDs में मूविंग पार्ट्स नहीं होते, फिर भी I/O ऑपरेशंस के क्रम को अनुकूलित करने के लिए डिस्क शेड्यूलिंग एल्गोरिदम का उपयोग किया जा सकता है।
डिस्क शेड्यूलिंग एल्गोरिदम का उद्देश्य डिस्क I/O अनुरोधों को इस प्रकार प्रबंधित करना है कि खोज समय कम हो और सिस्टम प्रदर्शन में सुधार हो।