Что такое фрагментация и дефрагментация

Хотите понять, что такое фрагментация и дефрагментация? Тогда вы попали в нужное место, ведь сегодня мы поймем, что именно означают эти термины. И когда требуется фрагментация и дефрагментация.

На заре компьютеров у нас были теперь древние носители информации, такие как магнитные ленты, перфокарты, перфоленты, магнитные дискеты и некоторые другие. У них было крайне мало места для хранения и скорости. Кроме того, они были ненадежными, так как легко могли быть повреждены. Эти проблемы мешали компьютерной индустрии внедрять новые технологии хранения. В результате появились легендарные вращающиеся диски, в которых для хранения и извлечения данных использовались магниты. Общей чертой всех этих типов хранилищ было то, что для чтения части конкретной информации необходимо было читать весь носитель последовательно.

Они были значительно быстрее, чем вышеупомянутые древние носители информации, но имели свои особенности. Одной из проблем с магнитными жесткими дисками была названа фрагментация.

СОДЕРЖАНИЕ

• Что такое фрагментация и дефрагментация?
• Что такое фрагментация?
• Причина фрагментации 
• Какие потенциальные проблемы возникают в результате фрагментации?
• Как обнаружить фрагментированный диск?
• Как решить проблему?
• Что такое дефрагментация?
• Твердотельный накопитель и фрагментация
• Заключение

Что такое фрагментация и дефрагментация?

Возможно, вы слышали термины фрагментация и дефрагментация. Вы когда-нибудь задумывались, что они означают? Или как система выполняет эти операции? Давайте узнаем все об этих условиях.

Что такое фрагментация?

Важно, чтобы мы узнали, как работает жесткий диск, прежде чем исследовать мир фрагментации. Жесткий диск состоит из нескольких частей, но нам нужно знать только две основные части, первая из которых - это « пластина », она в точности похожа на металлическую пластину, но достаточно мала, чтобы поместиться на диске.

Есть пара таких металлических дисков, на которых есть микроскопический слой магнитного материала, и эти металлические диски хранят все наши данные. Этот диск вращается с очень высокой скоростью, но обычно с постоянной скоростью 5400 об / мин (оборотов в минуту) или 7200 об / мин.

Чем выше скорость вращения вращающегося диска, тем меньше время чтения / записи данных. Вторая - это компонент, называемый дисковой головкой чтения / записи или просто «спиннер-головкой», который размещается на этих дисках, эта головка улавливает и изменяет магнитные сигналы, исходящие от диска. Данные хранятся небольшими пакетами, называемыми секторами.

Таким образом, каждый раз, когда обрабатывается новая задача или файл, создаются новые секторы памяти. Однако для более эффективного использования дискового пространства система пытается заполнить ранее неиспользуемый сектор или секторы. Отсюда основная проблема фрагментации. Поскольку данные хранятся фрагментами по всему жесткому диску, каждый раз, когда нам нужно получить доступ к определенным данным, система должна пройти через все эти фрагменты, и это сильно замедляет весь процесс, а также систему в целом. .

Что такое фрагментация вне компьютерного мира? Фрагменты - это небольшие части чего-то, что, будучи собранным вместе, составляет единое целое. Здесь используется та же концепция. В системе хранится несколько файлов. Каждый из этих файлов открывается, добавляется, сохраняется и снова сохраняется. Если размер файла больше, чем он был до того, как система загрузила файл для редактирования, возникает необходимость во фрагментации. Файл разбит на части, и эти части хранятся в разных местах области хранения. Эти части также называются «фрагментами». Такие инструменты, как таблица размещения файлов (FAT) , используются для отслеживания расположения различных фрагментов в хранилище.

Это не видно вам, пользователю. Независимо от того, как файл хранится, вы увидите весь файл в том месте, где вы его сохранили в своей системе. Но с жестким диском все иначе. Различные фрагменты файла разбросаны по запоминающему устройству. Когда пользователь нажимает на файл, чтобы открыть его снова, жесткий диск быстро собирает все фрагменты, поэтому он представляется вам целиком.

Читайте также: что такое административные инструменты в Windows 10?

Подходящей аналогией для понимания фрагментации была бы карточная игра. Допустим, для игры вам нужна целая колода карт. Если карты разбросаны по месту, вам придется собирать их из разных частей, чтобы получить всю колоду. Разбросанные карточки можно рассматривать как фрагменты файла. Сбор карточек аналогичен сборке фрагментов на жестком диске при загрузке файла.

Причина фрагментации 

Теперь, когда у нас есть некоторая ясность в отношении фрагментации, давайте разберемся, почему происходит фрагментация. Структура файловой системы является основной причиной фрагментации. Скажем, файл удален пользователем. Теперь место, которое она занимала, освободилось. Однако этого места может быть недостаточно для размещения нового файла целиком. В этом случае новый файл фрагментируется, а части хранятся в различных местах, где есть свободное место. Иногда файловая система резервирует для файла больше места, чем необходимо, оставляя места в хранилище.

Есть операционные системы, которые хранят файлы без реализации фрагментации. Однако в Windows фрагментация - это способ хранения файлов.

Какие потенциальные проблемы возникают в результате фрагментации?

Когда файлы хранятся в организованном порядке, жесткому диску потребуется меньше времени для извлечения файла. Если файлы хранятся фрагментами, при извлечении файла жесткий диск должен занимать большую площадь. В конце концов, по мере того, как все больше и больше файлов хранится в виде фрагментов, ваша система будет замедляться из-за времени, необходимого для выбора и сборки различных фрагментов во время извлечения.

Подходящая аналогия для понимания этого - рассмотрим библиотеку, известную паршивым обслуживанием. Библиотекарь не заменяет возвращенные книги на соответствующих полках. Вместо этого они кладут книги на полку ближе к столу. Хотя кажется, что при таком хранении книг можно сэкономить много времени, настоящая проблема возникает, когда покупатель хочет взять одну из этих книг. Библиотекарю потребуется много времени, чтобы искать среди книг, хранящихся в произвольном порядке.

Вот почему фрагментация называется «неизбежным злом». Так хранить файлы быстрее, но в конечном итоге это замедляет работу системы.

Как обнаружить фрагментированный диск?

Слишком большая фрагментация влияет на производительность вашей системы. Таким образом, легко определить, фрагментирован ли ваш диск, если вы заметите падение производительности. Очевидно, увеличилось время, затрачиваемое на открытие и сохранение файлов. Иногда замедляются и другие приложения. Со временем ваша система будет загружаться бесконечно.

Помимо очевидных проблем, вызываемых фрагментацией, есть и другие серьезные проблемы. Одним из примеров является снижение производительности вашего антивирусного приложения . Антивирусное приложение создано для сканирования всех файлов на вашем жестком диске. Если большая часть ваших файлов хранится в виде фрагментов, приложению потребуется много времени для сканирования ваших файлов.

Также страдает резервное копирование данных. Это займет больше времени, чем ожидалось. Когда проблема достигает своего пика, ваша система может зависнуть или дать сбой без предупреждений. Иногда не удается загрузиться.

Чтобы справиться с этими проблемами, важно контролировать фрагментацию. В противном случае эффективность вашей системы серьезно пострадает.

Как решить проблему?

Хотя фрагментация неизбежна, с ней необходимо бороться, чтобы ваша система оставалась работоспособной. Чтобы решить эту проблему, необходимо выполнить другой процесс, называемый дефрагментацией. Что такое дефрагментация? Как выполнить дефрагментацию?

Что такое дефрагментация?

По сути, жесткий диск подобен картотеке нашего компьютера, и все необходимые файлы на нем разбросаны и неорганизованы в этом картотеке. Итак, каждый раз, когда приходит новый проект, мы будем тратить много времени на поиск необходимых файлов, тогда как если бы у нас был органайзер для организации этих файлов в алфавитном порядке, нам было бы намного проще найти нужные файлы быстро и легко.

Дефрагментация собирает все фрагментированные части файла и сохраняет их в непрерывных местах хранения. Проще говоря, это противоположность фрагментации. Это невозможно сделать вручную. Вам нужно использовать инструменты, предназначенные для этой цели. Это действительно трудоемкий процесс. Но это необходимо для повышения производительности вашей системы.

Так происходит процесс дефрагментации диска, алгоритм хранения, встроенный в операционную систему, должен делать автоматически. Во время дефрагментации система объединяет все разрозненные данные в плотные секторы, перемещая блоки данных, чтобы объединить все разрозненные части в один сплоченный поток данных.

После дефрагментации можно ощутить значительное увеличение скорости, например, более высокую производительность ПК , более короткое время загрузки и гораздо менее частые зависания. Обратите внимание, что дефрагментация - это очень трудоемкий процесс, так как весь диск должен быть прочитан и организован по секторам.

В большинстве современных операционных систем процесс дефрагментации встроен прямо в систему. Однако в предыдущей версии Windows этого не было, или даже если это было так, алгоритм был недостаточно эффективным, чтобы полностью устранить основные проблемы.

Таким образом, появилось программное обеспечение для дефрагментации. Во время копирования или перемещения файлов мы можем видеть, как выполняются операции чтения и записи, так как индикатор выполнения четко отображает процесс. Однако большинство процессов чтения / записи, запускаемых операционной системой, не видны. Таким образом, пользователи не могут отслеживать это и систематически дефрагментировать свои жесткие диски.

Также читайте: В чем разница между перезагрузкой и перезапуском?

В результате операционная система Windows поставлялась с предварительно загруженным инструментом дефрагментации по умолчанию, однако из-за отсутствия эффективных технологий различные сторонние разработчики программного обеспечения запустили свои собственные версии, чтобы решить проблему фрагментации.

Также есть некоторые сторонние инструменты, которые выполняют свою работу даже лучше, чем встроенный инструмент Windows. Некоторые из лучших бесплатных инструментов для дефрагментации перечислены ниже:

• Дефраглер
• Умная дефрагментация
• Дефрагментация диска Auslogics
• Пуран Дефраг
• Увеличение скорости диска

Один из лучших инструментов для этого - Defraggler . Вы можете установить расписание, и инструмент автоматически выполнит дефрагментацию в соответствии с установленным расписанием. Вы можете выбрать для включения определенные файлы и папки. Или вы также можете исключить определенные данные. Имеет портативную версию. Он выполняет полезные операции, такие как перемещение менее используемых фрагментов в конец диска для расширенного доступа к диску и очистка корзины перед дефрагментацией.

Большинство инструментов имеют более или менее похожий интерфейс. Метод использования инструмента не требует пояснений. Пользователь выбирает диск для де��рагментации и нажимает кнопку, чтобы начать процесс. Ожидайте, что процесс займет не менее часа. Рекомендуется делать это ежегодно или не реже одного раза в 2-3 года, в зависимости от использования. Поскольку в любом случае использовать эти инструменты просто и бесплатно, почему бы не использовать их для поддержания стабильной эффективности вашей системы?

Твердотельный накопитель и фрагментация

Твердотельные накопители (SSD) - это новейшая технология хранения, которая стала распространенной в большинстве потребительских устройств, таких как смартфоны, планшеты, ноутбуки, компьютеры и т. Д. Твердотельные накопители производятся с использованием флэш-памяти, что является точным технология памяти, используемая в наших флэш-накопителях или флэш-накопителях.

Если вы используете систему с твердотельным жестким диском, следует ли выполнять дефрагментацию? SSD отличается от жесткого диска , в том смысле , что все его части являются статическими. Если нет движущихся частей, не так много времени теряется на сбор различных фрагментов файла. Таким образом, в этом случае доступ к файлу происходит быстрее.

Однако, поскольку файловая система остается прежней, фрагментация происходит и в системах с SSD. Но, к счастью, на производительности это практически не сказывается, поэтому дефрагментация не требуется.

Выполнение дефрагментации на SSD может даже нанести вред. Твердотельный жесткий диск допускает фиксированное конечное число операций записи. Неоднократное выполнение дефрагментации потребует перемещения файлов из текущего местоположения и записи их в новое место. Это может привести к износу SSD на раннем этапе его срока службы.

Таким образом, выполнение дефрагментации на SSD будет иметь разрушительные последствия. Фактически, многие системы отключают опцию дефрагментации, если у них есть SSD. Другие системы выдадут предупреждение, чтобы вы знали о последствиях.

Рекомендуется: проверьте, является ли ваш диск SSD или HDD в Windows 10.

Заключение

Что ж, мы уверены, что вы теперь намного лучше поняли концепцию фрагментации и дефрагментации.

Несколько советов, о которых следует помнить:

1. Поскольку дефрагментация дисков - дорогостоящий процесс с точки зрения использования жесткого диска, лучше ограничить ее выполнением только по мере необходимости.

2. Не только ограничение дефрагментации дисков, но и при работе с твердотельными накопителями нет необходимости выполнять дефрагментацию по двум причинам:

• Во-первых, твердотельные накопители по умолчанию имеют очень высокую скорость чтения-записи, поэтому незначительная фрагментация не имеет большого значения для скорости.
• Во-вторых, твердотельные накопители также имеют ограниченные циклы чтения-записи, поэтому лучше избегать дефрагментации на твердотельных накопителях, чтобы избежать использования этих циклов.

3. Дефрагментация - это простой процесс организации всех фрагментов файлов, которые стали потерянными из-за добавления и удаления файлов на жестких дисках.