Objašnjena defragmentacija diska

Nekada je defragmentacija diska bila tajnovito okružena savjetima da nikada ne dodirujete računalni miš dok defragmentacija radi, radeći to u sigurnom načinu rada i prigovarajući se za mogućnost gubitka podataka zbog povremenog nestanka struje. Mnogi se ljudi još uvijek boje defragmentacije ili jednostavno pokušavaju ne razmišljati o tome zbog starih savjeta koji se još uvijek pojavljuju u pretraživanjima interneta. U ovom ću članku pokušati jednostavnim riječima objasniti defragmentaciju diska i sve srodne pojmove kako bih eliminirao svaki strah ili mit povezan s tim.

Da bismo razumjeli što je defragmentacija diska, prvo treba shvatiti kako tvrdi disk funkcionira, što je datotečni sustav i kako se fragmentacija stvarno događa. Možda zvuče kao vrlo tehnički izrazi, ali pojmove je u stvarnosti prilično lako shvatiti uz malo objašnjenja i nekoliko ilustracija. Pogledajmo ih ovdje.

Kako vaš HDD radi

Vaš HDD (pogon tvrdog diska) najsporiji je dio vašeg računala, jer sadrži pokretne dijelove - okrećuće se ploče i glavu za čitanje i pisanje. Evo kako to izgleda u vašem računalu:

Svaki put kada otvorite datoteku (ili sustav pokuša pristupiti datoteci), CPU šalje zahtjev na vaš tvrdi disk i glava za čitanje i pisanje počinje se pomicati za dohvaćanje traženih podataka. Umjesto da detaljno razgovaramo o tome kako se točno kreće glava za čitanje i pisanje (koristeći izraze poput 'kutna brzina', 'traženje vremena' i slično), samo ću navesti činjenicu koju ćete morati upamtiti - u smislu brzine pristupa podacima , vanjski dio ploče tvrdog diska, koji se naziva i prednja strana pogona, najbrži je, dok je unutarnji dio ili stražnja strana pogona najsporiji.

Površina diska podijeljena je na sektore i zapise (vidi sliku dolje). Ako vam se ovo čini previše informacija za unos, onda ne brinite zbog toga. Dva su razloga zašto ove podatke uvrštavam u svoj članak - možda vam pomažu stvoriti sliku koja pokazuje kako se podaci pohranjuju na vašem tvrdom disku, a to su također pojmovi koji se često koriste u softveru za defragmentaciju. Pa ako se možete potruditi, svakako pročitajte ovaj dio i pokušajte razumjeti krajnje tehničku terminologiju koja će ovdje slijediti.

Staze su u osnovi poput godišnjih prstenova na posječenom drvetu. A sektori su poput klinova u pizzi, osim što je u računalnoj terminologiji jedan sektor dio klina za pizzu koji pripada jednoj stazi i obično je velik 512 bajtova.

Različiti modeli tvrdog diska mogu imati različit broj zapisa i sektora. Međutim, ostaje činjenica da podacima pohranjenim na vanjskim zapisima na bilo kojem tvrdom disku treba manje vremena da glava za čitanje i pisanje pristupi nego podacima pohranjenim na unutarnjim zapisima.

Što je datotečni sustav?

Uz ogromne količine podataka pohranjenih na tvrdom disku, mora postojati način da se to organizira i kontrolira, što sustav datoteka radi. NTFS je datotečni sustav koji Microsoft koristi u operacijskom sustavu Windows (od Windows NT pa nadalje). Datotečni sustav održava fizičko mjesto svake datoteke na tvrdom disku i omogućuje vašem računalu dohvat podataka kada se to zatraži. Datotečni sustav kombinira grupe od 512-bajtnih sektora u klastere, što je najmanja jedinica prostora za pohranu datoteke ili dijela datoteke. Na NTFS tvrdim diskovima obično ima 8 sektora po klasteru, što znači da je veličina jednog klastera 4096 bajtova. Ovo je veličina dijelova na koje se svaka datoteka podijeli. Uzimajući u obzir da se veličine mnogih datoteka pohranjenih na vašem tvrdom disku mjere u megabajtima ili čak gigabajtima, dijeleći ih na dijelove od 4096 bajtova, iako je to potrebno iz više razloga, pruža ogromnu mogućnost fragmentacije.

Što je fragmentacija?

Na svježe formatiranom tvrdom disku datoteke se zapisuju kontinuirano - svi klasteri koji pripadaju jednoj datoteci uredno su pohranjeni zajedno, a datoteka je cijela u jednom komadu, jer ima dovoljno slobodnog prostora za pisanje svake datoteke. A onda započinjete koristiti računalo. Da ga niste koristili, ostao bi uredno organiziran i ne biste se morali brinuti zbog fragmentacije, ali tada to ne bi bilo ništa drugo nego skupo uređenje sobe. Fragmentacija se događa ne zato što učinite bilo što loše ili zato što je vaše računalo loše, već se to događa kod uobičajene upotrebe računala. Zamislite tvrdi disk s datotekama uredno pohranjenim jednu do druge. Sada recite da iz sredine ove uredno pohranjene grupe izbrišete datoteku od 1 megabajta, a zatim datoteku od 2 megabajta spremite na tvrdi disk. Vaš sustav traži slobodan prostor za pisanje datoteke, pronalazi 1 megabajt slobodnog prostora koji ste upravo stavili na raspolaganje brisanjem stare datoteke i započinje s pisanjem nove datoteke u njega, i kao što bi se moglo očekivati, 1 megabajta kasnije ponestane prostora na ovom mjestu i počinje tražiti sljedeći raspoloživi blok slobodnog prostora. Ako je sljedeći prostor veličine 1 megabajt, tada će se vaša novo spremljena datoteka razbiti na samo 2 dijela. Ali recimo da je sljedeći blok slobodnog prostora pola megabajta, a nakon što je dio datoteke zapisan na ovo mjesto, sustav traži više prostora i datoteka je sada razbijena na više od 2 dijela. Ovo je pojednostavljeno objašnjenje kako dolazi do fragmentacije.

Da biste vidjeli zašto je to važno za performanse vašeg računala, pogledajte donju sliku. S lijeve strane vidite shematski prikaz datoteke pohranjene u jednom komadu na jednom mjestu. S desne strane vidite istu datoteku fragmentiranu na nekoliko dijelova pohranjenih na različitim mjestima na tvrdom disku. Sada zamislite količinu posla koju glava za čitanje i pisanje mora napraviti kako bi dohvatila datoteku s lijeve strane i usporedite je s količinom ako rad mora uskočiti mjesto da preuzme datoteku s desne strane. Očito je da će trebati više vremena za pristup datoteci s desne strane. Što je više dijelova datoteka razbijeno i što su dalje dijelovi raštrkani na tvrdom disku, to je duže potrebno da je glava za čitanje i pisanje dohvati, što rezultira sporijim performansama.

Osim same fragmentacije datoteka, postoji i pitanje fragmentacije slobodnog prostora, što zauzvrat uzrokuje više fragmentacije datoteka. To se obično događa kada se podaci izbrišu, a mali dijelovi slobodnog prostora razbacani su između preostalih datoteka. Rezultat je to što kad se nove datoteke spreme na tvrdi disk, sustav ih razbije na komade kako bi se uklopili u ove male dijelove slobodnog prostora.

Kako djeluje defragmentacija diska

Sad kad znate sve što trebate znati o tvrdim diskovima, datotečnom sustavu i fragmentaciji, prijeći ćemo na glavnu temu ovog članka, a to je defragmentacija diska. Nadam se da je jasno zašto je potrebno defragmentirati vaš tvrdi disk. Ova operacija ne samo da pomaže sastaviti dijelove datoteka natrag, već može i konsolidirati slobodni prostor tako da postoje veći blokovi prostora na raspolaganju za pisanje novih datoteka čime se sprječava daljnja fragmentacija. Dobar defragmentator također će sadržavati algoritam za pametno postavljanje datoteka koji koristi znanje o bržim i sporijim zonama pristupa podacima na tvrdom disku. Pogledajmo bliže ove aspekte defragmentacije diska.

Defragmentacija datoteke

Jednostavno rečeno, defragmentacija datoteke je postupak spajanja dijelova datoteke. Ono što defragmentatori diska rade je ponovno pisanje datoteka u susjedne blokove slobodnog prostora, vodeći računa da su svi fragmenti datoteka zapisani uzastopnim redoslijedom. Na ovaj način glava za čitanje i pisanje tvrdog diska mora ići na jedno mjesto kako bi pristupila traženoj datoteci, umjesto da mora skupljati dijelove datoteka po cijelom disku.

Defragmentacija slobodnog prostora

Defragmentacija ili konsolidacija slobodnog prostora na tvrdom disku jedna je od najučinkovitijih tehnika sprječavanja fragmentacije. Kada se slobodni prostor nalazi u velikim susjednim blokovima, umjesto da se rasipa po tvrdom disku u manjim dijelovima, nove datoteke koje se zapisuju na tvrdi disk mogu se jednostavno staviti u jedan komad. Kada prepisuju datoteke tijekom defragmentacije diska, defraggeri pokušavaju sve datoteke približiti bliže tako da se preostali slobodni prostor konsolidira u veće odjeljke.

Pametno postavljanje datoteka

Znajući kako tvrdi disk funkcionira i kako se podaci pohranjuju i pristupaju mu, možete lakše razumjeti teoriju pametnog postavljanja datoteka. Zapravo postoji više od nekoliko načina na koje se datoteke mogu staviti na tvrdi disk s namjerom poboljšanja performansi sustava. Različiti defragmentatori mogu koristiti različite tehnike ili algoritme za postavljanje datoteka, a neki nude izbor algoritama koje korisnik može odabrati kako bi odgovarali njihovom individualnom stilu upotrebe računala.

Defragmentatori mogu pokušati držati zajedno datotekama kojima se obično pristupa zajedno, poput grupe .dll datoteka potrebnih prilikom pokretanja aplikacije. To uvelike smanjuje količinu posla na kojem glava za čitanje i pisanje tvrdog diska treba obaviti kada se zatraže ove datoteke. Postavljanje sistemskih datoteka na brze vanjske staze tvrdog diska smanjuje vrijeme potrebno za pokretanje vašeg sustava, kao i za pokretanje aplikacija. Ova brza zona na tvrdom disku može se koristiti i za postavljanje datoteka kojima se najčešće pristupa i poboljšava brzinu svakodnevnih zadataka. Istodobno, premještanjem rijetko korištenih datoteka na stražnji dio pogona (sporiji unutarnji tragovi) osigurava se da im se maknu s puta i ne zauzimaju dragocjeni slobodni prostor u brzoj zoni.

Kao što vidite, defragmentacija diska nije samo slaganje fragmenata datoteka, već je tu mnogo više. Sve razne tehnike korištene u defragmentatorima nude veliki potencijal za poboljšanje brzine i performansi sustava. Ljudi koji proglašavaju da defragmentacija nije potrebna na modernim tvrdim diskovima možda nisu isprobali moderni defragmentator s moćnim mehanizmom za optimizaciju. Svatko tko puno koristi svoje računalo, uređuje, sprema i briše datoteke, instalira i deinstalira softver, igra računalne igre ili radi na dugoročnim školskim projektima, definitivno će primijetiti poboljšanje performansi svog računala nakon upotrebe na njemu značajnog softvera za defragmentaciju. Kako kažu, viđenje je vjerovanje. Pokušajte defragmentirati i optimizirati tvrdi disk kako biste vidjeli kakve razlike može imati u performansama vašeg računala.