Pojasnjena defragmentacija diska

Včasih je bila defragmentacija diska skrivnostno obdana z nasveti, da se nikoli ne dotikajte računalniške miške med izvajanjem defragmentacije, in sicer v varnem načinu in se pripravi na možnost izgube podatkov zaradi občasnega izpada električne energije. Mnogi se še vedno bojijo defragmentacije ali preprosto poskušajo o tem ne razmišljati zaradi starih nasvetov, ki se še vedno pojavljajo pri iskanju po internetu. V tem članku bom poskušal preprosto razložiti defragmentacijo diska in vse s tem povezane pojme, da bi odpravil vsak strah ali mit, povezan z njim.

Da bi razumeli, kaj je defragmentacija diska, moramo najprej razumeti, kako deluje trdi disk, kaj je datotečni sistem in kako se v resnici zgodi fragmentacija. Morda se slišijo kot zelo tehnični izrazi, vendar jih je v resnici dokaj enostavno razumeti z malo razlage in nekaj ilustracij. Poglejmo jih tukaj.

Kako deluje vaš trdi disk

Vaš trdi disk (trdi disk) je najpočasnejši del računalnika, saj vsebuje gibljive dele - predilne plošče in glavo za branje in pisanje. Takole je videti v računalniku:

Vsakič, ko odprete datoteko (ali sistem poskuša dostopati do datoteke), CPU pošlje zahtevo na vaš trdi disk in glava za branje in pisanje se začne premikati, da pridobi zahtevane podatke. Namesto da bi podrobneje govorili o tem, kako natančno se premika glava branja in pisanja (z izrazi, kot so 'kotna hitrost', 'išči čas' in podobno), bom navedel le dejstvo, ki si ga boste morali zapomniti - glede hitrosti dostopa do podatkov , zunanji del plošče trdega diska, imenovan tudi sprednji del pogona, je najhitrejši, medtem ko je notranji del ali zadnji del pogona najpočasnejši.

Površina diska je razdeljena na sektorje in skladbe (glej sliko spodaj). Če se vam zdi to preveč informacij, da bi jih vzeli, potem vas ne skrbi. Dva razloga sem, da te informacije vključim v svoj članek - morda vam pomaga ustvariti sliko, ki prikazuje, kako so podatki shranjeni na trdem disku, in to so tudi izrazi, ki se pogosto uporabljajo v programski opremi za defragmentacijo. Torej, če se lahko dodatno potrudite, potem vsekakor preberite ta del in poskusite razumeti izjemno tehnično terminologijo, ki bo sledila tukaj.

Poti so v bistvu kot letni obroči na posekanem drevesu. In sektorji so podobni klini v pici, razen v računalniški terminologiji je en sektor del klina za pico, ki pripada enemu tiru in je običajno velik 512 bajtov.

Različni modeli trdega diska imajo lahko različno število skladb in sektorjev. Vendar ostaja dejstvo, da podatki, shranjeni na zunanjih skladbah na katerem koli trdem disku, potrebujejo manj časa za dostop do bralno-pisalne glave kot podatki, shranjeni na notranjih skladbah.

Kaj je datotečni sistem?

Z velikimi količinami podatkov, ki so shranjeni na trdem disku, mora obstajati način njihovega organiziranja in nadzora, kar počnejo datotečni sistemi. NTFS je datotečni sistem, ki ga Microsoft uporablja v operacijskem sistemu Windows (od Windows NT naprej). Datotečni sistem ohranja fizično lokacijo vsake datoteke na trdem disku in omogoča, da računalnik pridobi podatke, ko to zahteva. Datotečni sistem združuje skupine 512-bajtnih sektorjev v gruče, kar je najmanjša enota prostora za shranjevanje datoteke ali dela datoteke. Na trdih diskih NTFS je običajno 8 sektorjev na gručo, kar pomeni, da je velikost ene grozde 4096 bajtov. To je velikost kosov, na katere se razdeli vsaka datoteka. Glede na to, da se velikosti številnih datotek, shranjenih na trdem disku, merijo v megabajtih ali celo gigabajtih, jih razdelitev na 4096-bajtne koščke, čeprav je to potrebno iz več razlogov, ponuja ogromen potencial za razdrobljenost.

Kaj je razdrobljenost?

Na sveže formatirani trdi disk se datoteke zapisujejo neprekinjeno - vse gruče, ki pripadajo eni datoteki, so lepo shranjene skupaj in datoteka je v enem kosu, saj je na voljo dovolj prostora za pisanje vsake datoteke. Nato začnete uporabljati računalnik. Če ga ne bi uporabili, bi ostal lepo urejen in vam ne bi bilo treba skrbeti zaradi razdrobljenosti, potem pa to ne bi bilo nič drugega kot draga dekoracija prostora. Razdrobljenost se zgodi ne zato, ker naredite kaj narobe ali ker je vaš računalnik slab, to se zgodi pri običajni uporabi računalnika. Predstavljajte si trdi disk z datotekami, ki so lepo shranjene ena poleg druge. Zdaj recimo, da iz te lepo shranjene skupine izbrišete 1-megabajtno datoteko in nato shranite 2-megabajtno datoteko na trdi disk. Vaš sistem išče prosti prostor za zapisovanje datoteke, poišče 1 megabajtni blok prostega prostora, ki ste ga pravkar dali na voljo z brisanjem stare datoteke, in začne vanj zapisovati novo datoteko, in kot bi pričakovali, 1 megabajta kasneje na tem mestu zmanjka prostora in začne iskati naslednji razpoložljivi blok prostega prostora. Če je naslednje okno prostora veliko 1 megabajt, se nova shranjena datoteka razbije samo na dva dela. Recimo, da je naslednji blok prostega prostora pol megabajta, potem ko je datoteka zapisana na to mesto, sistem išče več prostora in datoteka je zdaj razdeljena na več kot 2 kosa. To je poenostavljena razlaga, kako pride do razdrobljenosti.

Če si želite ogledati, zakaj je to pomembno za delovanje računalnika, si oglejte spodnjo sliko. Na levi vidite shematski prikaz datoteke, shranjene v enem kosu na enem mestu. Na desni vidite isto datoteko, razdrobljeno na več kosov, shranjenih na različnih mestih na trdem disku. Zdaj pa si predstavljajte, koliko dela mora glava branja in pisanja opraviti, da pridobi datoteko na levi, in jo primerjajte s količino, če mora delo opraviti, kjer je treba preskočiti mesto, da prenese datoteko na desni. Očitno je, da bo dostop do datoteke na desni trajal dlje. Več kot je datotek vlomljeno v datoteko in bolj ko so ti deli razpršeni na trdem disku, dlje je potrebno, da jo glava za branje in pisanje naloži, kar ima za posledico počasnejše delovanje.

Poleg same fragmentacije datotek obstaja tudi vprašanje fragmentacije prostega prostora, kar posledično povzroči večjo fragmentacijo datotek. To se ponavadi zgodi, ko se podatki izbrišejo, med preostalimi datotekami pa so razpršeni majhni deli prostega prostora. Rezultat tega je, da ko se nove datoteke shranijo na trdi disk, jih sistem razdeli na koščke, da se prilegajo tem majhnim delom prostega prostora.

Kako deluje defragmentacija diska

Zdaj, ko veste vse, kar morate vedeti o trdih diskih, datotečnem sistemu in fragmentaciji, bomo prešli na glavno temo tega članka, to je defragmentacijo diska. Upam, da je jasno, zakaj je treba defragmentirati trdi disk. Ta operacija ne le pomaga znova sestaviti koščke datotek, temveč lahko tudi konsolidira prosti prostor, tako da je na voljo več blokov prostora za pisanje novih datotek, kar preprečuje nadaljnjo fragmentacijo. Dober defragmentator bo vključeval tudi algoritem za pametno namestitev datotek, ki uporablja znanje o hitrejših in počasnejših območjih dostopa do podatkov na trdem disku. Oglejmo si podrobneje te vidike defragmentacije diska.

Defragmentacija datotek

Preprosto povedano, defragmentacija datotek je postopek sestavljanja delov datotek nazaj. Defragmentatorji diskov naredijo ponovno zapisovanje datotek v sosednje bloke prostega prostora, pri čemer se prepričajo, da so vsi fragmenti datotek zapisani v zaporednem vrstnem redu. Na ta način mora glava branja in pisanja trdega diska iti na eno mesto za dostop do zahtevane datoteke, namesto da bi bilo treba datoteke zbirati po celotnem pogonu.

Defragmentacija prostega prostora

Defragmentacija ali konsolidacija prostega prostora na trdem disku je ena najučinkovitejših tehnik preprečevanja drobljenja. Ko je prosti prostor v velikih sosednjih blokih, namesto da bi ga po trdem disku razpršili v manjših odsekih, lahko nove datoteke, ki se zapišejo na trdi disk, enostavno položite v en kos. Pri prepisovanju datotek med defragmentacijo diska poskušajo naprave za odstranjevanje datotek približati vse datoteke tako, da se preostali prosti prostor strni v večje odseke.

Pametna umestitev datotek

Če veste, kako trdi disk deluje in kako se na njem shranjujejo in dostopajo podatki, lahko lažje razumete teorijo pametnega umeščanja datotek. Dejansko je datotek na trdi disk mogoče namestiti na več načinov z namenom izboljšati delovanje sistema. Različni defragmentatorji lahko uporabljajo različne tehnike ali algoritme za nameščanje datotek, nekatere pa ponujajo izbiro algoritmov, ki jih uporabnik lahko izbere, da se ujemajo z njihovim posameznim slogom uporabe računalnika.

Defragmentatorji lahko poskušajo obdržati datoteke, do katerih običajno dostopate skupaj, na primer skupino datotek .dll, potrebno za zagon aplikacije. To močno zmanjša količino dela, ki ga mora glava branja in pisanja trdega diska opraviti, ko se zahtevajo te datoteke. Če sistemske datoteke postavite na hitre zunanje skladbe trdega diska, zmanjšate čas, potreben za zagon sistema, pa tudi za zagon aplikacij. To hitro območje na trdem disku lahko uporabite tudi za namestitev najpogosteje dostopnih datotek, kar izboljša hitrost vsakodnevnih opravil. Če hkrati premaknete redko uporabljene datoteke na zadnji del pogona (počasnejše notranje sledi), zagotovite, da jim ne gre s poti in ne zasedajo dragocenega prostega prostora v hitrem območju.

Kot lahko vidite, defragmentacija diska ne pomeni le sestavljanja fragmentov datotek, temveč toliko več. Vse različne tehnike, ki se uporabljajo v defragmentatorjih, ponujajo velik potencial za izboljšanje hitrosti in zmogljivosti sistema. Ljudje, ki trdijo, da defragmentacija pri sodobnih trdih diskih ni potrebna, morda niso preizkusili sodobnega defragmentatorja z zmogljivim mehanizmom za optimizacijo. Kdor veliko uporablja svoj računalnik, ureja, shranjuje in briše datoteke, namešča in odstranjuje programsko opremo, igra računalniške igre ali dela na dolgoročnih šolskih projektih, bo zagotovo opazil izboljšanje učinkovitosti svojega računalnika, potem ko bo na njem uporabljal bogato programsko opremo za defragmentacijo. Kot pravijo, videti je verjeti. Poskusite defragmentirati in optimizirati trdi disk, da vidite, kako lahko vpliva na delovanje vašega računalnika.