Co to jest fragmentacja i defragmentacja

Czy chcesz zrozumieć, co to jest fragmentacja i defragmentacja? W takim razie trafiłeś we właściwe miejsce, ponieważ dzisiaj zrozumiemy, co dokładnie oznaczają te terminy. A kiedy wymagana jest fragmentacja i defragmentacja.

W początkach komputerów mieliśmy starożytne nośniki danych, takie jak taśmy magnetyczne, karty dziurkowane, taśmy dziurkowane, dyskietki magnetyczne i kilka innych. Były bardzo mało pamięci i szybkości. Poza tym byli niewiarygodni, ponieważ łatwo ulegali korupcji. Problemy te zmusiły przemysł komputerowy do wprowadzania innowacji w nowszych technologiach pamięci masowej. W rezultacie pojawiły się legendarne wirujące dyski, które wykorzystywały magnesy do przechowywania i pobierania danych. Wspólnym wątkiem wszystkich tych typów pamięci było to, że aby odczytać określoną informację, cały nośnik musiał być odczytywany sekwencyjnie

Były znacznie szybsze niż wspomniane starożytne nośniki pamięci, ale miały swoje własne dziwactwa. Jednym z problemów związanych z magnetycznymi dyskami twardymi był fragmentacja.

Zawartość

• Co to jest fragmentacja i defragmentacja?
• Co to jest fragmentacja?
• Powód fragmentacji 
• Jakie są potencjalne problemy wynikające z fragmentacji?
• Jak wykryć pofragmentowany dysk?
• Jak naprawić problem?
• Co to jest defragmentacja?
• Dysk SSD i fragmentacja
• Wniosek

Co to jest fragmentacja i defragmentacja?

Być może słyszałeś terminy fragmentacja i defragmentacja. Czy kiedykolwiek zastanawiałeś się, co one oznaczają? Albo jak system wykonuje te operacje? Dowiedzmy się wszystkiego o tych terminach.

Co to jest fragmentacja?

Ważne jest, abyśmy nauczyli się, jak działa dysk twardy, zanim zaczniemy odkrywać świat fragmentacji. Dysk twardy składa się z kilku części, ale musimy znać tylko dwie główne części, z których pierwszą jest „ talerz ”, dokładnie tak, jak można sobie wyobrazić metalową płytkę, ale wystarczająco małą, aby zmieścić się na dysku.

Istnieje kilka takich metalowych dysków, na których znajduje się mikroskopijna warstwa materiału magnetycznego, a te metalowe dyski przechowują wszystkie nasze dane. Talerz obraca się z bardzo dużą prędkością, ale zwykle ze stałą prędkością 5400 obr./min (obroty na minutę) lub 7200 obr./min.

Im szybsze obroty wirującego dysku, tym krótszy czas odczytu/zapisu danych. Drugi to element zwany głowicą odczytu/zapisu dysku lub po prostu „głowicą spinner”, która jest umieszczana na tych dyskach, ta głowica odbiera i zmienia sygnały magnetyczne pochodzące z talerza. Dane są przechowywane w małych partiach zwanych sektorami.

Tak więc za każdym razem, gdy przetwarzane jest nowe zadanie lub plik, tworzone są nowe sektory pamięci. Jednak, aby efektywniej wykorzystywać miejsce na dysku, system próbuje zapełnić nieużywany wcześniej sektor lub sektory. Stąd bierze się główny problem fragmentacji. Ponieważ dane są przechowywane we fragmentach na całym dysku twardym, za każdym razem, gdy potrzebujemy uzyskać dostęp do określonych danych, system musi przejść przez wszystkie te fragmenty, co sprawia, że ​​cały proces, a także system jako całość, są bardzo powolne .

Czym jest fragmentacja poza światem komputerów? Fragmenty to małe fragmenty czegoś, co po złożeniu tworzą całość. Jest to ta sama koncepcja, której używamy tutaj. System przechowuje kilka plików. Każdy z tych plików jest otwierany, dołączany, zapisywany i ponownie przechowywany. Gdy rozmiar pliku jest większy niż przed pobraniem pliku do edycji przez system, zachodzi potrzeba fragmentacji. Plik jest podzielony na części, a części są przechowywane w różnych lokalizacjach obszaru magazynowego. Te części są również nazywane „fragmentami”. Narzędzia takie jak tabela alokacji plików (FAT) służą do śledzenia lokalizacji różnych fragmentów w pamięci.

To nie jest widoczne dla Ciebie, użytkownika. Niezależnie od tego, w jaki sposób plik jest przechowywany, zobaczysz cały plik w miejscu, w którym go zapisałeś w swoim systemie. Ale na dysku twardym sprawy mają się zupełnie inaczej. Różne fragmenty pliku są rozrzucone po urządzeniu pamięci. Gdy użytkownik kliknie plik, aby go ponownie otworzyć, dysk twardy szybko składa wszystkie fragmenty, dzięki czemu jest prezentowany jako całość.

Przeczytaj także: Co to są narzędzia administracyjne w systemie Windows 10?

Odpowiednią analogią do zrozumienia fragmentacji byłaby gra karciana. Załóżmy, że do gry potrzebna jest cała talia kart. Jeśli karty są porozrzucane po całym miejscu, będziesz musiał zebrać je z różnych części, aby uzyskać całą talię. Rozrzucone karty można traktować jako fragmenty pliku. Zbieranie kart jest analogiczne do składania fragmentów na dysku twardym podczas pobierania pliku.

Powód fragmentacji 

Teraz, gdy mamy już pewną jasność na temat fragmentacji, zrozummy, dlaczego występuje fragmentacja. Struktura systemu plików jest głównym powodem fragmentacji. Powiedzmy, że plik jest usuwany przez użytkownika. Teraz miejsce, które zajmował, jest wolne. Jednak ta przestrzeń może nie być wystarczająco duża, aby pomieścić cały nowy plik. W takim przypadku nowy plik jest pofragmentowany, a części są przechowywane w różnych lokalizacjach, w których jest dostępne miejsce. Czasami system plików rezerwuje więcej miejsca na plik, niż jest to potrzebne, pozostawiając wolne miejsca w pamięci.

Istnieją systemy operacyjne, które przechowują pliki bez implementacji fragmentacji. Jednak w systemie Windows fragmentacja jest sposobem przechowywania plików.

Jakie są potencjalne problemy wynikające z fragmentacji?

Gdy pliki są przechowywane w sposób zorganizowany, odzyskanie pliku przez dysk twardy zajmie mniej czasu. Jeśli pliki są przechowywane we fragmentach, dysk twardy musi pokryć większy obszar podczas pobierania pliku. W końcu, ponieważ coraz więcej plików jest przechowywanych jako fragmenty, system zwolni z powodu czasu potrzebnego na pobranie i złożenie różnych fragmentów podczas pobierania.

Odpowiednia analogia, aby to zrozumieć – rozważ bibliotekę znaną z kiepskiej obsługi. Bibliotekarz nie odkłada zwróconych książek na odpowiednie półki. Zamiast tego umieszczają książki na półce najbliżej biurka. Chociaż wydaje się, że przechowując książki w ten sposób oszczędza się dużo czasu, prawdziwy problem pojawia się, gdy klient chce wypożyczyć jedną z tych książek. Przeszukiwanie książek w losowej kolejności zajmie bibliotekarzowi dużo czasu.

Dlatego fragmentacja nazywana jest „złem koniecznym”. W ten sposób przechowywanie plików jest szybsze, ale ostatecznie spowalnia system.

Jak wykryć pofragmentowany dysk?

Zbyt duża fragmentacja wpływa na wydajność systemu. Łatwo więc stwierdzić, czy dysk jest pofragmentowany, jeśli zaobserwujesz spadek wydajności. Czas potrzebny na otwarcie i zapisanie plików ewidentnie wzrósł. Czasami inne aplikacje również spowalniają. Z czasem system będzie uruchamiał się w nieskończoność.

Oprócz oczywistych problemów, jakie powoduje fragmentacja, istnieją inne poważne problemy. Jednym z przykładów jest obniżona wydajność aplikacji antywirusowej . Aplikacja antywirusowa służy do skanowania wszystkich plików na dysku twardym. Jeśli większość twoich plików jest przechowywana jako fragmenty, aplikacja zajmie dużo czasu, aby przeskanować twoje pliki.

Cierpi na tym również tworzenie kopii zapasowych danych. Trwa to dłużej niż oczekiwano. Gdy problem osiągnie szczyt, system może zawiesić się lub ulec awarii bez ostrzeżeń. Czasami nie może się uruchomić.

Aby poradzić sobie z tymi problemami, ważne jest, aby kontrolować fragmentację. W przeciwnym razie poważnie ucierpi wydajność twojego systemu.

Jak naprawić problem?

Chociaż fragmentacja jest nieunikniona, należy się nią zająć, aby system działał i działał. Aby rozwiązać ten problem, należy wykonać inny proces zwany defragmentacją. Co to jest defragmentacja? Jak wykonać defragmentację?

Co to jest defragmentacja?

Zasadniczo dysk twardy jest jak szafka na dokumenty naszego komputera i wszystkie wymagane w nim pliki są rozproszone i niezorganizowane w tej szafce na dokumenty. Tak więc za każdym razem, gdy pojawi się nowy projekt, będziemy spędzać dużo czasu na szukaniu wymaganych plików, podczas gdy gdybyśmy mieli organizatora, który uporządkowałby te pliki alfabetycznie, znacznie łatwiej byłoby nam szybko i łatwo znaleźć potrzebne pliki.

Defragmentacja zbiera wszystkie pofragmentowane części pliku i przechowuje je w ciągłych lokalizacjach pamięci. Mówiąc najprościej, jest to odwrotność fragmentacji. Nie da się tego zrobić ręcznie. Musisz użyć narzędzi zaprojektowanych do tego celu. To rzeczywiście czasochłonny proces. Ale konieczne jest poprawienie wydajności systemu.

Tak przebiega proces defragmentacji dysku, algorytm przechowywania wbudowany w system operacyjny ma robić to automatycznie. Podczas defragmentacji system konsoliduje wszystkie rozproszone dane w wąskie sektory, przesuwając bloki danych, aby zebrać wszystkie rozproszone części w jeden spójny strumień danych.

Po defragmentacji można doświadczyć znacznego wzrostu prędkości, na przykład większej wydajności komputera , krótszego czasu uruchamiania i znacznie rzadszych zawieszeń. Należy pamiętać, że defragmentacja jest bardzo czasochłonnym procesem, ponieważ cały dysk musi być odczytany i zorganizowany sektor po sektorze.

Większość nowoczesnych systemów operacyjnych ma wbudowany proces defragmentacji. Jednak w poprzedniej wersji systemu Windows tak nie było, a nawet jeśli tak było, algorytm nie był wystarczająco wydajny, aby całkowicie złagodzić podstawowe problemy.

W ten sposób powstało oprogramowanie do defragmentacji. Podczas kopiowania lub przenoszenia plików możemy zaobserwować zachodzącą operację odczytu i zapisu, ponieważ pasek postępu wyraźnie pokazuje proces. Jednak większość procesów odczytu/zapisu uruchamianych przez system operacyjny nie jest widoczna. Dlatego użytkownicy nie mogą tego śledzić i systematycznie defragmentować swoje dyski twarde.

Przeczytaj także: Jaka jest różnica między ponownym uruchomieniem a ponownym uruchomieniem?

W rezultacie system operacyjny Windows został fabrycznie załadowany z domyślnym narzędziem do defragmentacji, jednak ze względu na brak wydajnych technologii różni twórcy oprogramowania innych firm uruchomili własny styl, aby rozwiązać problem fragmentacji.

Istnieje również kilka narzędzi innych firm, które wykonują pracę nawet lepiej niż wbudowane narzędzie systemu Windows. Poniżej wymieniono niektóre z najlepszych darmowych narzędzi do defragmentacji:

• Defraggator
• Inteligentna defragmentacja
• Defragmentacja dysku Auslogics
• Defragmentacja Purana
• Przyspieszenie dysku

Jednym z najlepszych narzędzi do tego jest ' Defraggler '. Możesz ustawić harmonogram, a narzędzie automatycznie wykona defragmentację zgodnie z ustalonym harmonogramem. Możesz wybrać określone pliki i foldery do uwzględnienia. Możesz też wykluczyć niektóre dane. Ma wersję przenośną. Wykonuje przydatne operacje, takie jak przenoszenie rzadziej używanych fragmentów na koniec dysku w celu uzyskania lepszego dostępu do dysku i opróżnianie kosza przed defragmentacją.

Większość narzędzi ma mniej więcej podobny interfejs. Sposób użycia narzędzia jest dość oczywisty. Użytkownik wybiera dysk, który chce defragmentować, i klika przycisk, aby rozpocząć proces. Spodziewaj się, że proces zajmie co najmniej godzinę. Zaleca się robić to raz w roku lub co najmniej raz na 2-3 lata, w zależności od użytkowania. Skoro i tak korzystanie z tych narzędzi jest proste i bezpłatne, dlaczego by z nich nie skorzystać, aby utrzymać stabilną wydajność systemu?

Dysk SSD i fragmentacja

Dyski półprzewodnikowe (SSD) to najnowsza technologia pamięci masowej, która stała się powszechna w większości urządzeń konsumenckich, takich jak smartfony, tablety, laptopy, komputery itp. Dyski półprzewodnikowe są wykonane przy użyciu pamięci flash, która jest dokładna technologia pamięci stosowana w naszych pamięciach flash lub pendrive'ach.

Jeśli używasz systemu z dyskiem SSD, czy powinieneś wykonać defragmentację? SSD różni się od dysku twardego w tym sensie, że wszystkie jego części są statyczne. Jeśli nie ma ruchomych części, niewiele czasu traci się na zebranie różnych fragmentów pliku. Tak więc dostęp do pliku jest w tym przypadku szybszy.

Jednak ponieważ system plików jest nadal taki sam, fragmentacja występuje również w systemach z dyskiem SSD. Ale na szczęście nie ma to większego wpływu na wydajność, więc nie ma potrzeby wykonywania defragmentacji.

Wykonywanie defragmentacji na dysku SSD może być nawet szkodliwe. Dysk SSD umożliwia stałą, skończoną liczbę zapisów. Wielokrotne wykonywanie defragmentacji wymagałoby przeniesienia plików z ich bieżącej lokalizacji i zapisania ich w nowej lokalizacji. Spowodowałoby to zużycie dysku SSD na wczesnym etapie jego eksploatacji.

W związku z tym wykonanie defragmentacji na dyskach SSD będzie miało szkodliwe skutki. W rzeczywistości wiele systemów wyłącza opcję defragmentacji, jeśli mają dysk SSD. Inne systemy wydadzą ostrzeżenie, abyś był świadomy konsekwencji.

Zalecane: sprawdź, czy Twój dysk to SSD lub HDD w systemie Windows 10

Wniosek

Cóż, jesteśmy pewni, że teraz znacznie lepiej zrozumiałeś pojęcie fragmentacji i defragmentacji.

Kilka wskazówek, o których należy pamiętać:

1. Ponieważ defragmentacja dysków jest procesem kosztownym pod względem wykorzystania dysku twardego, najlepiej ograniczyć go do wykonywania tylko wtedy, gdy jest to konieczne

2. Nie tylko ograniczanie defragmentacji dysków, ale podczas pracy z dyskami półprzewodnikowymi nie trzeba wykonywać defragmentacji z dwóch powodów,

• Po pierwsze, dyski SSD mają domyślnie bardzo dużą prędkość odczytu i zapisu, więc niewielka fragmentacja nie ma większego wpływu na prędkość
• Po drugie, dyski SSD mają również ograniczone cykle odczytu i zapisu, więc najlepiej jest unikać tej defragmentacji na dyskach SSD, aby uniknąć korzystania z tych cykli

3. Defragmentacja to prosty proces organizowania wszystkich części plików, które zostały osierocone w wyniku dodawania i usuwania plików na dyskach twardych.