تنظيف البيانات

تنظيف البيانات هو أسلوب لتصحيح الأخطاء ، يستخدم مهمة تعمل في الخلفية لفحص الذاكرة الرئيسية أو وحدة التخزين دوريًا بحثًا عن الأخطاء، ثم يُصحح الأخطاء المكتشفة باستخدام بيانات زائدة على شكل مجاميع اختبارية مختلفة أو نسخ من البيانات. يقلل تنظيف البيانات من احتمالية تراكم الأخطاء الفردية القابلة للتصحيح، مما يؤدي إلى تقليل مخاطر الأخطاء غير القابلة للتصحيح.

تُعدّ سلامة البيانات من أهمّ الأولويات في عمليات كتابة البيانات وقراءتها وتخزينها ونقلها ومعالجتها في أنظمة تشغيل الحاسوب وأنظمة تخزين البيانات ونقلها . ومع ذلك، لا توفر سوى قلة من أنظمة الملفات المستخدمة حاليًا حماية كافية ضد تلف البيانات . ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

لمعالجة هذه المشكلة، يوفر تنظيف البيانات فحوصات دورية لجميع التناقضات في البيانات، ويمنع بشكل عام أعطال الأجهزة أو البرامج. وتُستخدم خاصية "التنظيف" هذه عادةً في الذاكرة، ومصفوفات الأقراص، وأنظمة الملفات ، أو مصفوفات البوابات المنطقية القابلة للبرمجة (FPGAs) كآلية لاكتشاف الأخطاء وتصحيحها. ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}

بفضل خاصية تنظيف البيانات، يمكن لوحدة تحكم RAID قراءة جميع محركات الأقراص الصلبة في مصفوفة RAID بشكل دوري والتحقق من وجود كتل تالفة قبل أن تتمكن التطبيقات من الوصول إليها فعليًا. هذا يقلل من احتمالية تلف البيانات الصامت وفقدانها بسبب أخطاء على مستوى البت. ^{[ 7 ]}

في بيئات Dell PowerEdge RAID، يمكن لميزة تسمى "قراءة الدورية" إجراء تنظيف البيانات والصيانة الوقائية . ^{[ 8 ]}

في نظام OpenBSD ، bioctl(8)تتيح هذه الأداة لمسؤول النظام التحكم في عمليات قراءة البيانات الدورية هذه عبر أمر BIOCPATROLioctl على /dev/bioالجهاز الوهمي ؛ واعتبارًا من عام 2019، أصبحت هذه الوظيفة مدعومة في بعض برامج تشغيل الأجهزة لوحدات تحكم LSI Logic وDell - بما في ذلك mfi(4)OpenBSD 5.8 (2015) و mfii(4)OpenBSD 6.4 (2018). ^{[ 9 ] [ 10 ]}

في نظامي التشغيل FreeBSD و DragonFly BSD ، يمكن التحكم في خاصية المراقبة الدورية (Purtle) من خلال أداة خاصة بوحدة تحكم RAIDmfiutil(8) منذ الإصدارين 8.0 (2009) و7.3 (2010) من FreeBSD. ^{[ 11 ]} وقد استخدم مطورو OpenBSD تطبيق FreeBSD لإضافة دعم المراقبة الدورية إلى إطار عمل bio(4) العام وأداة bioctl ، دون الحاجة إلى أداة منفصلة خاصة بوحدة التحكم.

في نظام NetBSD في عام 2008، تم توسيع إطار عمل bio(4) من OpenBSD ليشمل دعم فحوصات الاتساق، والتي تم تنفيذها /dev/bioللأجهزة الوهمية تحت أمر BIOCSETSTATEioctl ، مع الخيارات start و stop ( BIOC_SSCHECKSTART_VOLعلى BIOC_SSCHECKSTOP_VOLالتوالي)؛ وهذا مدعوم فقط بواسطة برنامج تشغيل واحد اعتبارًا من عام 2019 — arcmsr(4). ^{[ 12 ]}

يوفر نظام Linux MD RAID ، كتطبيق برمجي لتقنية RAID ، إمكانية التحقق من اتساق البيانات، كما يوفر إصلاحًا تلقائيًا لأي تناقضات مكتشفة في البيانات. تُنفذ هذه الإجراءات عادةً من خلال إعداد مهمة مجدولة أسبوعيًا . تتم الصيانة بإصدار أوامر فحص أو إصلاح أو وضع الخمول لكل جهاز من أجهزة MD التي يتم فحصها. تتوفر دائمًا حالات جميع العمليات المنفذة، بالإضافة إلى حالات RAID العامة. ^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]}

بسبب كثافة التكامل العالية لرقائق ذاكرة الحاسوب الحديثة ، أصبحت هياكل خلايا الذاكرة الفردية صغيرة بما يكفي لتكون عرضة للأشعة الكونية و/أو انبعاثات جسيمات ألفا . تُسمى الأخطاء الناتجة عن هذه الظواهر بالأخطاء العابرة . وقد يُشكل هذا مشكلةً لذاكرات DRAM و SRAM .

تقوم عملية تنظيف الذاكرة باكتشاف الأخطاء وتصحيح أخطاء البت في ذاكرة الوصول العشوائي للكمبيوتر باستخدام ذاكرة ECC أو نسخ أخرى من البيانات أو رموز تصحيح الأخطاء الأخرى .

التنظيف هو أسلوب يُستخدم لإعادة برمجة مصفوفة البوابات المنطقية القابلة للبرمجة (FPGA) . ويمكن استخدامه دوريًا لتجنب تراكم الأخطاء دون الحاجة إلى البحث عنها في تدفق بتات التكوين، مما يبسط التصميم.

يمكن اتباع العديد من الأساليب فيما يتعلق بعملية التنظيف، بدءًا من إعادة برمجة وحدة FPGA بالكامل وصولًا إلى إعادة التكوين الجزئي. أبسط طريقة للتنظيف هي إعادة برمجة وحدة FPGA بالكامل بمعدل دوري (عادةً ما يكون عُشر معدل الاضطراب المحسوب). مع ذلك، تتوقف وحدة FPGA عن العمل خلال فترة إعادة البرمجة هذه، والتي تتراوح بين أجزاء من الميكروثانية والمللي ثانية. في الحالات التي لا تسمح بهذا النوع من الانقطاع، تتوفر إعادة التكوين الجزئي. تتيح هذه التقنية إعادة برمجة وحدة FPGA أثناء استمرار تشغيلها. ^{[ 21 ]}

• تلف البيانات
• تدهور البيانات
• اكتشاف الأخطاء وتصحيحها
• fsck - أداة للتحقق من سلامة نظام الملفات
• CHKDSK - مشابه لـ fsck، ويستخدم في أنظمة تشغيل ويندوز

• الأخطاء العابرة في الذاكرة الإلكترونية