Обяснено е дефрагментирането на диска

По-рано дефрагментирането на диска беше заобиколено мистериозно, като съветът никога не докосвайте мишката на компютъра си, докато дефрагментирането работи, правете го в безопасен режим и се подготвяйте за възможността от загуба на данни от случайни прекъсвания на захранването. Много хора все още се страхуват от дефрагментиране или просто се опитват да не мислят за това поради старите съвети, които все още се появяват в търсенията в интернет. В тази статия ще се опитам да обясня дефрагментирането на диска и всички свързани понятия с прости думи, за да премахна всеки страх или мит, свързани с него.

За да разберем какво е дефрагментиране на диска, първо трябва да разберем как работи твърдият диск, какво представлява файлова система и как всъщност се случва фрагментация. Това може да звучи като много технически термини, но в действителност понятията са доста лесни за разбиране с малко обяснения и някои илюстрации. Нека ги разгледаме тук.

Как работи вашият HDD

Вашият HDD (твърд диск) е най-бавната част на вашия компютър, тъй като съдържа движещи се части - въртящи се плочи и главата за четене и запис. Ето как изглежда във вашия компютър:

Всеки път, когато отворите файл (или системата се опита да осъществи достъп до файл), процесорът изпраща заявката на вашия твърд диск и главата за четене / запис започва да се движи, за да извлече исканите данни. Вместо да навлизам в подробности за това как точно се движи главата за четене и запис (използвайки термини като „ъглова скорост“, „търсене на време“ и други такива), аз просто ще посоча факт, който ще трябва да запомните - по отношение на скоростта на достъп до данни , външната част на плота на твърдия диск, наричана още предната част на устройството, е най-бърза, докато вътрешната част или задната част на устройството е най-бавна.

Повърхността на диска е подразделена на сектори и песни (вижте снимката по-долу). Ако това ви се струва твърде много информация за поемане, не се притеснявайте за това. Има две причини, поради които включвам тази информация в статията си - тя може да ви помогне да създадете картина в съзнанието си, показваща как данните се съхраняват на твърдия ви диск, а това също са термини, които често се използват в софтуера за дефрагментиране. Така че, ако можете да положите допълнителни усилия, тогава непременно прочетете тази част и се опитайте да разберете изключително техническата терминология, която ще следва тук.

Пътеките в общи линии са като годишните пръстени на отсечено дърво. И секторите са като клиновете в пица, с изключение на компютърната терминология, един сектор е частта от пицовия клин, която принадлежи към една песен и обикновено е с размер 512 байта.

Различните модели твърди дискове могат да имат различен брой песни и сектори. Фактът обаче остава фактът, че данните, съхранявани на външните записи на който и да е твърд диск, отнемат по-малко време на главата за четене и запис, отколкото данните, съхранявани на вътрешните записи.

Какво е файлова система?

С огромните количества данни, които се съхраняват на твърдия диск, трябва да има начин да ги организирате и контролирате, което правят файловите системи. NTFS е файловата система, използвана от Microsoft в операционната система Windows (от Windows NT нататък). Файловата система поддържа физическото местоположение на всеки файл на твърдия диск и дава възможност на компютъра ви да извлича данни при поискване. Файловата система комбинира групи от 512-байтови сектори в клъстери, което е най-малката единица пространство за съхранение на файл или част от файл. На NTFS твърдите дискове обикновено има 8 сектора на клъстер, което означава, че размерът на един клъстер е 4096 байта. Това е размерът на парчетата, на които всеки файл се разделя. Като се има предвид, че размерите на много файлове, съхранявани на твърдия ви диск, се измерват в мегабайта или дори гигабайта, разделянето им на 4096-байтови парчета, въпреки че е необходимо поради редица причини, предоставя огромен потенциал за фрагментация.

Какво е фрагментация?

На прясно форматиран твърд диск файловете се записват непрекъснато - всички клъстери, принадлежащи на един файл, се съхраняват спретнато заедно и файлът е в едно цяло, тъй като има достатъчно свободно място за запис на всеки файл. И тогава започвате да използвате вашия компютър. Ако не го използвате, той ще остане добре организиран и няма да се притеснявате за фрагментация, но тогава това не би било нищо друго освен скъпа декорация на стаята. Фрагментацията се случва не защото правите нещо нередно или защото компютърът ви е лош, това се случва при нормална употреба на компютър. Представете си твърд диск с файлове, съхранени спретнато един до друг. Сега кажете, че изтривате 1-мегабайт файл от средата на тази добре съхранена група и след това запазвате 2-мегабайт файл на вашия твърд диск. Вашата система търси свободно място за записване на файла, тя намира 1-мегабайтния блок свободно пространство, който току-що сте предоставили, като изтриете стария файл, и започва да записва новия файл в него и както бихте очаквали, 1 мегабайт по-късно изчерпва мястото на това място и започва да търси следващия наличен блок свободно пространство. Ако следващият прозорец с пространство е с размер 1 мегабайт, то вашият новозаписан файл се разбива само на 2 части. Да приемем, че следващият блок свободно пространство е половин мегабайт, след като е записал част от вашия файл на това място, системата търси повече пространство и вашият файл вече е разбит на повече от 2 парчета. Това е опростено обяснение как възниква фрагментация.

За да разберете защо това е от значение за производителността на вашия компютър, погледнете снимката по-долу. Вляво виждате схематично представяне на файл, съхраняван изцяло на едно място на едно място. Вдясно виждате един и същ файл, фрагментиран на няколко парчета, съхранявани на различни места на твърдия диск. Сега си представете количеството работа, която трябва да свърши главата за четене и запис, за да извлече файла вляво и да го сравните със сумата, ако трябва да свърши място, за да постави файла отдясно. Очевидно е, че ще отнеме повече време за достъп до файла отдясно. Колкото повече парчета са разбити на файла и колкото по-отдалечени са тези парчета, разпръснати на твърдия диск, толкова по-дълго отнема главата за четене и запис, което води до по-ниска производителност.

Освен самото фрагментиране на файлове, съществува и проблемът с фрагментацията на свободно пространство, което от своя страна причинява повече фрагментация на файлове. Това обикновено се случва, когато данните се изтрият, оставяйки малки части от свободно пространство, разпръснати между останалите файлове. Резултатът е, че когато новите файлове се запазят на твърдия диск, системата ги разделя на парчета, за да се поберат в тези малки секции свободно пространство.

Как работи дефрагментирането на диска

След като знаете всичко, което трябва да знаете за твърдите дискове, файловата система и фрагментацията, ще преминем към основната тема на тази статия, която е дефрагментирането на диска. Надявам се да е ясно защо е необходимо да дефрагментирате вашия твърд диск. Тази операция не само помага да се върнат заедно парчетата файлове, но също така може да консолидира свободно пространство, така че да има на разположение по-големи блокове пространство за записване на нови файлове, като по този начин се предотвратява по-нататъшно фрагментиране. Един добър дефрагментатор ще включва и алгоритъм за интелигентно разполагане на файлове, който използва знанията за по-бързи и по-бавни зони за достъп до данни на твърдия диск. Нека разгледаме по-отблизо тези аспекти на дефрагментирането на диска.

Дефрагментиране на файлове

По-просто казано, дефрагментирането на файлове е процесът на връщане на парчета файл обратно. Това, което правят дефрагментаторите на дискове, е да презаписват файлове в непрекъснати блокове свободно пространство, като се уверят, че всички фрагменти от файлове се записват в последователен ред. По този начин главата за четене и запис на твърдия диск трябва да отиде на едно място, за да осъществи достъп до искания файл, вместо да се налага да събира части от файлове по цялото устройство.

Дефрагментация на свободно пространство

Дефрагментирането или консолидирането на свободното пространство на твърдия диск е една от най-ефективните техники за предотвратяване на фрагментацията. Когато свободното място е в големи съседни блокове, вместо да се разпръсне около твърдия диск в по-малки секции, новите файлове, които се записват на твърдия диск, могат лесно да бъдат поставени в едно парче. Когато пренаписвате файлове по време на дефрагментирането на диска, дефрагментиращите устройства се опитват да поставят всички файлове по-близо един до друг, така че останалото свободно пространство да се консолидира в по-големи раздели.

Интелигентно разположение на файлове

Знаейки как работи твърдият диск и как данните се съхраняват и имат достъп до него, можете по-лесно да разберете теорията за интелигентното поставяне на файлове. Всъщност има повече от няколко начина, по които файловете могат да се поставят на твърдия диск с цел подобряване на производителността на системата. Различните дефрагментатори могат да използват различни техники или алгоритми за поставяне на файлове, като някои предлагат избор от алгоритми, които потребителят може да избере, за да съответства на техния индивидуален стил на използване на компютъра.

Дефрагментаторите могат да се опитат да поддържат заедно файловете, до които обикновено се достига заедно, като например група от .dll файлове, необходими при стартиране на приложение. Това значително намалява количеството работа, която главата за четене и запис на твърдия диск трябва да свърши, когато тези файлове бъдат поискани. Поставянето на системни файлове към бързите външни записи на твърдия диск намалява времето, необходимо за стартиране на вашата система, както и за стартиране на приложения. Тази бърза зона на твърдия диск може да се използва и за поставяне на най-често достъпните файлове, подобрявайки скоростта на ежедневните задачи. В същото време преместването на рядко използвани файлове в задната част на устройството (по-бавните вътрешни тракове) гарантира, че те са извън пътя и не заемат ценно свободно място в бързата зона.

Както можете да видите, дефрагментирането на диска не е просто сглобяване на файлови фрагменти, а и много повече. Всички различни техники, използвани в дефрагментаторите, предлагат голям потенциал за подобряване на скоростта и производителността на системата. Хората, които обявяват, че дефрагментирането не е необходимо със съвременните твърди дискове, може да не са опитвали съвременен дефрагментатор с мощен двигател за оптимизация. Всеки, който използва компютъра си много, редактира, запазва и изтрива файлове, инсталира и деинсталира софтуер, играе компютърни игри или работи по дългосрочни училищни проекти, определено ще забележи подобрение в работата на компютъра си, след като използва богат на функции софтуер за дефрагментиране на него. Както се казва, виждането е вяра. Опитайте да дефрагментирате и оптимизирате твърдия диск, за да видите каква е разликата в работата на вашия компютър.