Defragmentace je proces redistribuce fragmentů souborů a logických struktur souborových systémů na discích, aby byla zajištěna nepřetržitá sekvence clusterů .
V případě použití pevných disků se díky defragmentaci zrychluje čtení a zápis souborů a tím i chod programů a operačního systému . Toho je dosaženo díky skutečnosti, že čtení souborů po defragmentaci probíhá pokud možno lineárně a nepřetržitě, bez dalších pohybů hlavy pevného disku za účelem hledání a opětovného spojování fragmentů.
Jednotky SSD a jednotky flash založené na různých typech paměti flash nepotřebují defragmentovat systémy souborů. Defragmentace navíc do určité míry poškozuje flash paměť, protože ta má při správném použití mnohem omezenější počet cyklů zápisu/přepisu než magnetické disky.
Fragmentace dat - rozdělení souboru na fragmenty různých velikostí pro zápis do různých (nepo sobě jdoucích) oblastí pevného disku. Fragmentace se používá zpravidla tehdy, když je potřeba zapsat velký soubor na disk, kde není dostatek souvislého svazku, ale celkové volné místo je dostačující (například kvůli mazání dříve nahraných souborů).
Fragmentace souborového systému je ve své podstatě kompromisem mezi jednoduchostí a rychlostí prvotního dumpingu dat na disk a rychlostí a potažmo snadností čtení stejných dat v budoucnu (což mimochodem se nemusí stát velmi brzy, pokud jde o čas procesoru ).
Fragmentace je také důsledkem aktivního provozu souborového systému a počítače jako celku na základě výše uvedených důvodů.
Zvláštní příležitostiZa zmínku stojí zejména záměrná fragmentace SSD disků jejich řadičem na fyzické úrovni, což má ve skutečnosti jednoznačně prospěšný efekt (viz Fragmentace Flashe na fyzické úrovni ).
Pokud existuje mnoho fragmentovaných souborů, rychlost jednotky (zejména pevného disku nebo diskety ) s fragmentovanými soubory se snižuje, protože dochází ke zpožděním ve fyzickém pohybu hlavy pevného disku mezi rozdělenými fragmenty [1] . Obecná fragmentace pevného disku navíc zpomaluje nejen rychlost práce se stávajícími soubory, ale zpravidla také výrazně zpomaluje zápis nových.
Vývojáři nástrojů třetích stran se snaží poskytnout uživatelům různé algoritmy a pravidla defragmentace.
Samostatně stojí za to vysvětlit výše zmíněnou defragmentaci při startu Windows [5] . V tuto chvíli jsou defragmentovány pouze důležité systémové soubory. Uživatel zpravidla nemá možnost tento proces řídit. Mírně zpomaluje proces spouštění operačního systému, ale prakticky eliminuje výrazné prodloužení doby spouštění v budoucnu, například po úspěšné aktualizaci systému. Pokud tuto možnost zakážete prostřednictvím registru Windows , doba spouštění OS se zpočátku mírně zkrátí, ale postupem času se může při aktivním používání počítače rychle prodloužit, a to i v případě, že je prováděna pravidelná obecná defragmentace pomocí nástrojů OS (zejména ve Windows XP a níže), protože za provozu systému lze většinu systémových souborů chránit před přímým přístupem nebo pro ně není klasická defragmentace tak důležitá.
Shrneme-li výše uvedená omezení, k defragmentaci některých souborů (například odkládacího souboru nebo souborů registru) nemůže dojít během přímého provozu systému (bez dalších „vychytávek“ [6] systémového registru ). Pro takové účely můžete použít multi-boot utility , upravit registr nebo defragmentovat tyto soubory z jiného OS (například Linux ).
Defragmentace je nejčastěji vyžadována pro souborové systémy, jako je File Allocation Table (FAT16, FAT32) pro MS-DOS a operační systémy NTFS pro Microsoft Windows , protože programy pro práci s nimi obvykle interně neposkytují žádné prostředky k zabránění fragmentaci (výjimečně výjimkou jsou KillCopy a TeraCopy [7] ) a často se objeví i na téměř prázdném disku a malém zatížení souboru.
Některé souborové systémy poskytují vestavěnou redukci fragmentace (viz Fragmentace v ext4 ) při zachování slušného výkonu disku a žurnálování (viz Žurnálování v ext4 ). Příkladem takového souborového systému je ext4 , nicméně plná podpora a práce s ním je možná pouze z prostředí Linuxu (viz podpora ext4 ).
Fragmentace nemusí být nutně negativní. Někdy se záměrně používá ke zvýšení životnosti SSD - zde přichází na řadu příkaz trim . Stojí za zvážení, že o fragmentaci lze uvažovat na různých úrovních: na úrovni souborového systému (logická) a na úrovni jednotky (fyzická, za ni je zodpovědný pouze řadič SSD , viz Mikrokontrolér ). Často si uživatel SSD takové fragmentace ani neuvědomuje a slouží k rovnoměrnému opotřebení paměťových buněk zařízení (viz Wear leveling ). Ale i na jednotkách SSD mají Windows 8 a vyšší (v některých případech) tendenci defragmentovat na úrovni souborového systému [8] . Je to však tak vzácné, že byste se o to neměli starat - zdroje moderních SSD jsou velmi vysoké a stabilita operačního systému je pro téměř všechny uživatele nesmírně důležitá.
Stav pevného diskuKromě toho, že chronická fragmentace souborů zpomaluje počítač v jeho souborových operacích (jako je čtení a zápis), negativně ovlivňuje „zdraví“ pevného disku, protože způsobuje neustálý pohyb polohovacích hlav disku, které provádějí čtení a zápis dat. To může zkrátit životnost jednotky pohyblivé hlavy a zvýšit teplotu uvnitř HDD , což může vést k ještě rychlejšímu opotřebení hardwaru pevného disku.
Pro flash paměť a její řadičFlash paměť je paměť s přímým přístupem, ve které je přístupová doba k libovolné buňce relativně malá a stejná bez ohledu na její adresu a zapisuje data v tzv. scattershot-módu, kdy o skutečném umístění ví pouze paměťový řadič. fragmenty. Články polovodičových mechanik navíc vydrží jen omezený počet cyklů zápisu, takže provádění běžné defragmentace na flash discích a SSD je nejen neefektivní, ale v některých ohledech i škodlivé [9] . Defragmentační programy dokážou urychlit výkon SSD , aniž by se však uchýlily ke klasické defragmentaci souborového systému (nebo k jeho minimalizaci) [9] .
Regulace teplotyJak bylo vysvětleno výše, ačkoliv je fragmentace SSD dvojího charakteru (kvůli určitému omezení přepisovacího zdroje), neměli bychom zapomínat na mnohem důležitější jev, jako je zvýšení teploty čipů paměťových buněk a zejména, řídicí mikrokontrolér . _ I proto je třeba přijmout komplexní opatření (např. kompetentní kabelový management a vhodné chlazení počítače ) ke zlepšení stavu pohonů při provozu systému a ne jen vést evidenci zaznamenaných dat [10] .
Pro odstranění fragmentace existují speciální nástroje (defragmentační programy), jejichž principem je „shromáždit“ každý soubor z jeho fragmentů a poté jej umístit do nejvýhodnější pozice pro OS a uživatele. Častou nevýhodou těchto programů je jejich pomalý chod – proces defragmentace může trvat velmi dlouho (až několik hodin). Pro disky SSD existuje speciální příkaz, který optimalizuje práci bez nutnosti přeřazování fragmentů souborů - trim .
Navzdory skutečnosti, že mezi programy tohoto druhu existují docela inteligentní programy, lze dobrou defragmentaci (pro nesystémovou jednotku) provést svépomocí. K tomu stačí vytvořit nový oddíl se souborovým systémem na disku a pak jednoduše zkopírovat soubory, které na něm budou uloženy, na tento logický disk . Během takového kopírování na prázdný disk se data zapisují sekvenčně, s malou nebo žádnou fragmentací. Navíc proces zápisu souborů trvá několikrát méně času než defragmentace pomocí programů.
Znalost struktury souborů a principů fungování pevného disku pomáhá výrazně snížit fragmentaci souborů díky správné organizaci práce uživatele. Tato organizace spočívá v tom, že ty soubory, které mají být uloženy po dlouhou dobu, jsou nejprve zapsány na prázdný disk: oblíbené filmy, archivy, hudba. Stejné soubory, které se neplánují ukládat po dlouhou dobu, je lepší zapisovat na konec disku: jejich odstranění nezpůsobí rozdělení dalších souborů. Tento přístup je však dobře použitelný pouze pro nesystémové disky (a v menší míře pro různé oddíly stejného disku; je to způsobeno jak relativním fyzickým umístěním dat na magnetických discích, tak častým omezením počtu oddílů se stylem oddílu MBR , který je stále žádaný [ 13] ), a defragmentace systémového oddílu je stále efektivnější a snadněji se provádí pomocí speciálních nástrojů.
Další pomocné metodyPomáhá použít samostatný oddíl a/nebo svazek [14] [15] pro často upravované soubory . Například v operačních systémech podobných Unixu jsou uživatelská data a nastavení ( /home adresář ), dočasné soubory (/tmp), protokoly , mezipaměti atd. (/var) často umístěny na samostatných oddílech ; viz také FHS .
Windows 7 a vyšší s určitým nastavením [16] dokážou defragmentovat, optimalizovat systémové soubory, plánovat údržbu SSD disků [17] a také při nečinnosti PC.
| Aspekty operačních systémů | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| |||||
| Typy |
| ||||
| Jádro |
| ||||
| Řízení procesů |
| ||||
| Správa a adresování paměti |
| ||||
| Nástroje pro načítání a inicializaci | |||||
| Shell | |||||
| jiný | |||||
| Kategorie Wikimedia Commons Wikibooks Wikibooks | |||||