Vysvetlenie defragmentácie disku

Defragmentácia disku bývala tajomstvom obklopená radou, aby ste sa počas behu defragmentácie nikdy nedotýkali myši počítača, robili to v núdzovom režime a pripravili sa na možnosť straty údajov z občasného výpadku napájania. Mnoho ľudí sa stále obáva defragmentácie alebo sa jednoducho snaží na to nemyslieť kvôli starým radám, ktoré sa pri vyhľadávaní na internete stále objavujú. V tomto článku sa pokúsim jednoduchým spôsobom vysvetliť defragmentáciu disku a všetky súvisiace pojmy, aby sa eliminoval každý strach alebo mýtus, ktorý s tým súvisí.

Aby sme pochopili, čo je to defragmentácia disku, je potrebné si najskôr uvedomiť, ako funguje pevný disk, čo je súborový systém a ako k fragmentácii skutočne dochádza. Môžu to znieť ako veľmi technické výrazy, ale pojmy sú v skutočnosti celkom ľahko pochopiteľné s trochou vysvetlenia a niektorých ilustrácií. Pozrime sa na ne tu.

Ako funguje váš HDD

Váš HDD (jednotka pevného disku) je najpomalšou časťou vášho počítača, pretože obsahuje pohyblivé časti - rotujúce platne a čítaciu a zapisovaciu hlavu. Takto to vyzerá vo vnútri vášho počítača:

Zakaždým, keď otvoríte súbor (alebo sa systém pokúsi o prístup k súboru), CPU odošle požiadavku na váš pevný disk a čítacia a zapisovacia hlava sa začne hýbať, aby získala požadované údaje. Namiesto toho, aby som šiel do podrobností o tom, ako presne sa pohybuje hlava na čítanie a zápis (pomocou výrazov ako „uhlová rýchlosť“, „čas hľadania“ a podobne), uvediem iba skutočnosť, ktorú si budete musieť zapamätať - z hľadiska rýchlosti prístupu k dátam , vonkajšia časť platne pevného disku, označovaná tiež ako predná časť jednotky, je najrýchlejšia, zatiaľ čo vnútorná časť alebo zadná časť jednotky je najpomalšia.

Povrch disku je rozdelený na sektory a stopy (pozri obrázok nižšie). Ak sa vám to zdá byť príliš veľa informácií, nemusíte sa tým trápiť. Existujú dva dôvody, prečo do svojho článku vkladám tieto informácie - môže vám to pomôcť vytvoriť si v mysli obraz, ktorý ukazuje, ako sú dáta uložené na vašom pevnom disku, a sú to tiež výrazy, ktoré sa často používajú v defragmentačnom softvéri. Pokiaľ teda môžete vyvinúť ďalšie úsilie, prečítajte si prosím túto časť a snažte sa porozumieť mimoriadne technickej terminológii, ktorá tu bude nasledovať.

Stopy sú v podstate ako letokruhy na rezanom strome. A sektory sú ako kliny v pizze, ibaže v počítačovej terminológii je jediný sektor časťou pizze, ktorá patrí do jednej stopy a má obvykle veľkosť 512 bajtov.

Rôzne modely pevných diskov môžu mať rôzny počet skladieb a sektorov. Faktom však zostáva, že údajom uloženým na vonkajších stopách na ľubovoľnom pevnom disku trvá prístup hlavy na čítanie a zápis menej času ako dátam uloženým na vnútorných stopách.

Čo je to súborový systém?

Vďaka veľkému množstvu údajov, ktoré sú uložené na pevnom disku, musí existovať spôsob, ako ich organizovať a ovládať, čo robia aj súborové systémy. NTFS je súborový systém používaný spoločnosťou Microsoft v operačnom systéme Windows (od Windows NT ďalej). Súborový systém udržiava fyzické umiestnenie každého súboru na pevnom disku a umožňuje počítaču načítať údaje, keď je to požadované. Súborový systém kombinuje skupiny 512-bajtových sektorov do klastrov, čo je najmenšia jednotka priestoru na uloženie súboru alebo jeho časti. Na pevných diskoch NTFS je zvyčajne 8 sektorov na klaster, čo znamená, že veľkosť jedného klastra je 4096 bajtov. Toto je veľkosť dielov, na ktoré sa každý súbor rozdelí. Vzhľadom na to, že veľkosti mnohých súborov uložených na pevnom disku sa merajú v megabajtoch alebo dokonca gigabajtoch, ich rozdelenie na 4096 bajtov, hoci je to potrebné z mnohých dôvodov, poskytuje obrovský potenciál fragmentácie.

Čo je to fragmentácia?

Na čerstvo naformátovanom pevnom disku sa súbory zapisujú nepretržite - všetky klastre patriace k jednému súboru sú prehľadne uložené spoločne a súbor je celý v jednom kuse, pretože na zápis každého súboru je dostatok voľného miesta. A potom začnete používať počítač. Ak by ste ho nepoužili, zostal by prehľadne usporiadaný a nemuseli by ste sa obávať fragmentácie, ale potom by to nebolo nič iné ako drahá dekorácia miestnosti. K fragmentácii nedochádza preto, že niečo pokazíte, alebo že je váš počítač zlý, to sa deje pri bežnom používaní počítača. Predstavte si pevný disk so súbormi uloženými prehľadne vedľa seba. Teraz povedzte, že odstránite 1-megabajtový súbor zo stredu tejto prehľadne uloženej skupiny a potom 2-megabajtový súbor uložíte na pevný disk. Váš systém hľadá voľné miesto na zápis súboru, nájde 1-megabajtový blok voľného miesta, ktorý ste práve sprístupnili odstránením starého súboru, a začne do neho zapisovať nový súbor, a ako by sa dalo čakať, 1 megabajt neskôr mu na tomto mieste dôjde miesto a začne hľadať ďalší dostupný blok voľného miesta. Ak má nasledujúce okno medzery veľkosť 1 MB, potom sa váš novo uložený súbor rozdelí iba na 2 časti. Ale povedzme, že nasledujúci blok voľného miesta je polovičný megabajt. Po zapísaní časti vášho súboru na toto miesto systém vyhľadá viac priestoru a váš súbor je teraz rozdelený na viac ako 2 časti. Toto je zjednodušené vysvetlenie toho, ako dochádza k fragmentácii.

Ak chcete zistiť, prečo je to pre výkon vášho počítača dôležité, pozrite sa na obrázok nižšie. Vľavo vidíte schematické znázornenie súboru uloženého ako jeden kus na jednom mieste. Vpravo vidíte ten istý súbor rozdelený na niekoľko častí uložených na rôznych miestach pevného disku. Teraz si predstavte množstvo práce, ktorú musí hlava na čítanie a zapisovanie urobiť, aby získal súbor vľavo, a porovnajte ho s množstvom, ktoré musí urobiť, ak skáče miesto na miesto, aby získal súbor napravo. Je zrejmé, že prístup k súboru napravo bude trvať dlhšie. Čím viac kusov je súbor rozbitých a čím ďalej sú tieto kúsky roztrúsené na pevnom disku, tým dlhšie trvá načítaniu a zápisu hlavou, čo vedie k pomalšiemu výkonu.

Okrem samotnej fragmentácie súborov existuje problém s fragmentáciou voľného miesta, ktorá zase spôsobuje väčšiu fragmentáciu súborov. Zvyčajne k tomu dôjde, keď dôjde k odstráneniu údajov, pričom medzi zvyšnými súbormi zostanú malé časti voľného miesta rozptýlené. Výsledkom je, že keď sa nové súbory uložia na pevný disk, systém ich rozdelí na kúsky, ktoré sa zmestia do týchto malých častí voľného miesta.

Ako funguje defragmentácia disku

Teraz, keď viete všetko, čo potrebujete vedieť o pevných diskoch, systéme súborov a fragmentácii, prejdime k hlavnej téme tohto článku, ktorou je defragmentácia disku. Dúfam, že je jasné, prečo je potrebné defragmentovať pevný disk. Táto operácia nielen pomáha dať kúsky súborov späť k sebe, ale môže tiež skonsolidovať voľné miesto tak, aby boli k dispozícii väčšie bloky priestoru na zápis nových súborov, čím sa zabráni ďalšej fragmentácii. Dobrý defragmentátor bude obsahovať aj algoritmus pre inteligentné umiestňovanie súborov, ktorý využíva poznatky o rýchlejších a pomalších zónach prístupu k dátam na pevnom disku. Pozrime sa podrobnejšie na tieto aspekty defragmentácie disku.

Defragmentácia súborov

Jednoducho povedané, defragmentácia súborov je proces spájania častí súborov. Defragmentátory diskov robia to, že prepisujú súbory do súvislých blokov voľného miesta a zaisťujú, aby boli všetky fragmenty súborov zapísané v postupnom poradí. Týmto spôsobom musí čítacia a zapisovacia hlava pevného disku prejsť na jedno miesto, aby získala prístup k požadovanému súboru, namiesto toho, aby zhromažďovala časti súboru po celej jednotke.

Defragmentácia voľného priestoru

Defragmentácia alebo konsolidácia voľného miesta na pevnom disku je jednou z najefektívnejších techník prevencie fragmentácie. Ak je voľné miesto vo veľkých súvislých blokoch namiesto toho, aby bolo roztrúsené po pevnom disku v menších sekciách, nové súbory, ktoré sa zapíšu na pevný disk, je možné ľahko umiestniť v jednom kuse. Pri prepisovaní súborov počas defragmentácie disku sa defraggers pokúsia umiestniť všetky súbory bližšie k sebe, aby sa zostávajúce voľné miesto skonsolidovalo do väčších častí.

Inteligentné umiestnenie súborov

Keď budete vedieť, ako funguje pevný disk a ako sa na ňom ukladajú a pristupuje k údajom, môžete ľahšie pochopiť teóriu, ktorá stojí za inteligentným umiestnením súborov. V skutočnosti existuje viac ako niekoľko spôsobov, ako je možné súbory umiestniť na pevný disk s cieľom zlepšiť výkon systému. Rôzne defragmentátory môžu na umiestnenie súborov používať rôzne techniky alebo algoritmy. Niektoré ponúkajú výber algoritmov, ktoré si môže používateľ zvoliť, aby zodpovedali ich individuálnemu štýlu používania počítača.

Defragmentátory sa môžu pokúsiť uchovať pohromade súbory, ku ktorým sa obvykle bežne pristupuje, napríklad skupina súborov DLL, ktoré sú potrebné pri spustení aplikácie. To výrazne znižuje množstvo práce, ktorú musí hlava na čítanie a zapisovanie pevného disku robiť, keď sú tieto súbory vyžadované. Umiestnenie systémových súborov na rýchle vonkajšie stopy na pevnom disku skracuje čas potrebný na spustenie systému, ako aj spustenie aplikácií. Túto rýchlu zónu na pevnom disku je možné použiť aj na umiestnenie najčastejšie prístupných súborov, ktoré zvyšujú rýchlosť každodenných úloh. Presunutím zriedka použitých súborov do zadnej časti jednotky (pomalšie vnútorné stopy) sa zároveň zabezpečí, že sú v ceste a nezaberajú cenné miesto v rýchlej zóne.

Ako vidíte, defragmentácia disku neznamená iba spájanie fragmentov súborov, je v ňom oveľa viac. Všetky rôzne techniky používané v defragmentátoroch ponúkajú veľký potenciál na zlepšenie rýchlosti a výkonu systému. Ľudia, ktorí tvrdia, že pri moderných pevných diskoch nie je potrebná defragmentácia, možno nevyskúšali moderný defragmentátor so silným optimalizačným jadrom. Každý, kto veľa používa svoj počítač, upravuje, ukladá a odstraňuje súbory, inštaluje a odinštaluje softvér, hrá počítačové hry alebo pracuje na dlhodobých školských projektoch, si určite všimne zlepšenie výkonu svojho počítača po použití defragmentačného softvéru bohatého na funkcie. Ako sa hovorí, videnie je verenie. Skúste defragmentovať a optimalizovať pevný disk, aby ste zistili, aký rozdiel môže mať vo výkone vášho počítača.