यह समझना कि कंप्यूटर डेटा को कैसे प्रबंधित और संग्रहीत करते हैं, उपयोगकर्ताओं और डेवलपर्स दोनों के लिए महत्वपूर्ण है। यह पाठ मेमोरी प्रबंधन और भंडारण की प्रमुख अवधारणाओं को कवर करता है, यह जांचता है कि सॉफ़्टवेयर इन संसाधनों का उपयोग कैसे करता है।
मूल रूप से, कंप्यूटर मेमोरी वह जगह है जहाँ प्रोसेसर द्वारा त्वरित पहुँच के लिए डेटा को अस्थायी रूप से संग्रहीत किया जाता है। कंप्यूटर में मेमोरी के मुख्य प्रकार रैंडम एक्सेस मेमोरी (RAM) और रीड-ओनली मेमोरी (ROM) हैं।
RAM अस्थिर है, जिसका अर्थ है कि यह केवल तब तक डेटा को बनाए रखता है जब तक कि यह चालू रहता है। दूसरी ओर, ROM अस्थिर नहीं है, यह सिस्टम के फ़र्मवेयर जैसे आवश्यक डेटा को संग्रहीत करता है जो अक्सर नहीं बदलता है।
मेमोरी प्रबंधन, कंप्यूटर मेमोरी को नियंत्रित और समन्वित करने की प्रक्रिया है, जिसमें समग्र प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए विभिन्न चल रहे प्रोग्रामों को ब्लॉक नामक भाग आवंटित किया जाता है।
ऑपरेटिंग सिस्टम कई तरीकों से प्रोग्रामों को मेमोरी आवंटित कर सकता है:
गतिशील आवंटन को स्टैक आवंटन और हीप आवंटन में विभाजित किया जा सकता है। स्टैक आवंटन तेज़ है लेकिन आकार में सीमित है, जबकि हीप आवंटन अधिक लचीला है लेकिन C और C++ जैसी भाषाओं में मैन्युअल प्रबंधन की आवश्यकता होती है।
वर्चुअल मेमोरी एक ऐसी तकनीक है जो उन प्रक्रियाओं के निष्पादन की अनुमति देती है जो पूरी तरह से RAM में नहीं हो सकती हैं। यह हार्ड डिस्क के एक हिस्से को अस्थायी स्टोरेज या स्वैप स्पेस के रूप में उपयोग करके उपलब्ध मेमोरी को बढ़ाता है।
ऑपरेटिंग सिस्टम वर्चुअल मेमोरी को पेजों में विभाजित करता है, जिनमें से प्रत्येक को आवश्यकतानुसार स्वतंत्र रूप से RAM में लाया जा सकता है। वर्चुअल मेमोरी आकार की गणना करने का सूत्र \( \textrm{आभासी मेमोरी} = \textrm{रैम का आकार} + \textrm{स्वैप स्पेस} \) है।
जावा और पायथन जैसी प्रोग्रामिंग भाषाओं में, मेमोरी प्रबंधन अक्सर कचरा संग्रहण नामक प्रक्रिया के माध्यम से स्वचालित होता है। यह प्रक्रिया स्वचालित रूप से उन ऑब्जेक्ट्स को आवंटित मेमोरी को पुनः प्राप्त करती है जो अब प्रोग्राम द्वारा उपयोग में नहीं हैं।
RAM में अस्थायी डेटा स्टोरेज के अलावा, एप्लिकेशन, फ़ाइलों और ऑपरेटिंग सिस्टम के लिए स्थायी डेटा स्टोरेज की आवश्यकता होती है। स्टोरेज डिवाइस के दो मुख्य प्रकार हैं:
इन डिवाइस पर संग्रहीत डेटा को प्रबंधित और व्यवस्थित करने के लिए फ़ाइल सिस्टम का उपयोग किया जाता है। आम फ़ाइल सिस्टम में FAT32, Windows के लिए NTFS और Linux के लिए EXT4 शामिल हैं।
फ़ाइल सिस्टम में डेटा एक पदानुक्रमित संरचना में व्यवस्थित होता है, जो रूट निर्देशिका से शुरू होता है। प्रत्येक फ़ाइल या निर्देशिका में नाम, आकार और अनुमतियाँ जैसी विशेषताएँ हो सकती हैं।
RAID (स्वतंत्र डिस्क का रिडंडेंट ऐरे) एक ऐसी तकनीक है जो कई स्टोरेज डिवाइस को एक ही स्टोरेज यूनिट के रूप में इस्तेमाल करती है, जिससे डेटा रिडंडेंसी और बेहतर प्रदर्शन मिलता है। RAID के कई स्तर हैं, जिनमें से प्रत्येक प्रदर्शन और रिडंडेंसी के अलग-अलग संतुलन प्रदान करता है।
क्लाउड स्टोरेज उपयोगकर्ताओं को इंटरनेट के माध्यम से एक्सेस किए गए रिमोट सर्वर पर डेटा स्टोर करने की अनुमति देता है। यह स्केलेबिलिटी, डेटा रिडंडेंसी और इंटरनेट कनेक्शन के साथ कहीं से भी एक्सेस की सुविधा प्रदान करता है।
कंप्यूटर सिस्टम के सुचारू संचालन के लिए कुशल मेमोरी प्रबंधन और उचित भंडारण समाधान महत्वपूर्ण हैं। RAM में अस्थायी डेटा स्टोरेज से लेकर SSD और क्लाउड सेवाओं में दीर्घकालिक डेटा स्टोरेज तक, डिजिटल दुनिया में नेविगेट करने के लिए इन अवधारणाओं को समझना आवश्यक है।
