Εξήγησε η ανασυγκρότηση δίσκου

Η ανασυγκρότηση του δίσκου συνήθιζε να περικλείεται σε μυστήριο με συμβουλές να μην αγγίζετε ποτέ το ποντίκι του υπολογιστή σας ενώ εκτελείται η ανασυγκρότηση, κάνοντας την σε ασφαλή λειτουργία και στηρίζοντας τον εαυτό σας για την πιθανότητα απώλειας δεδομένων από περιστασιακή διακοπή ρεύματος. Πολλοί άνθρωποι εξακολουθούν να φοβούνται την ανασυγκρότηση ή απλά προσπαθούν να μην το σκεφτούν λόγω των παλιών συμβουλών που εξακολουθούν να εμφανίζονται στις αναζητήσεις στο Διαδίκτυο. Σε αυτό το άρθρο θα προσπαθήσω να εξηγήσω την ανασυγκρότηση δίσκων και όλες τις σχετικές έννοιες με απλούς όρους για να εξαλείψω κάθε φόβο ή μύθο που σχετίζεται με αυτόν.

Για να καταλάβουμε τι είναι η ανασυγκρότηση του δίσκου, πρέπει πρώτα να καταλάβουμε πώς λειτουργεί ένας σκληρός δίσκος, τι είναι ένα σύστημα αρχείων και πώς συμβαίνει πραγματικά ο κατακερματισμός. Αυτοί μπορεί να ακούγονται σαν πολύ τεχνικοί όροι, αλλά οι έννοιες είναι στην πραγματικότητα αρκετά εύκολο να κατανοηθούν με λίγη εξήγηση και μερικές απεικονίσεις. Ας τα δούμε εδώ.

Πώς λειτουργεί ο σκληρός δίσκος σας

Ο σκληρός δίσκος σας (μονάδα σκληρού δίσκου) είναι το πιο αργό τμήμα του υπολογιστή σας, επειδή περιέχει κινούμενα μέρη - περιστρεφόμενες πιατέλες και την κεφαλή ανάγνωσης-εγγραφής. Αυτό μοιάζει με τον υπολογιστή σας:

Κάθε φορά που ανοίγετε ένα αρχείο (ή το σύστημα προσπαθεί να αποκτήσει πρόσβαση σε ένα αρχείο), η CPU στέλνει το αίτημα στον σκληρό σας δίσκο και η κεφαλή ανάγνωσης-εγγραφής αρχίζει να κινείται για να ανακτήσει τα ζητούμενα δεδομένα. Αντί να μιλήσω λεπτομερώς για το πώς κινείται ακριβώς η κεφαλή ανάγνωσης-εγγραφής (χρησιμοποιώντας όρους όπως «γωνιακή ταχύτητα», «αναζήτηση χρόνου» και τέτοια), θα αναφέρω απλώς ένα γεγονός που θα πρέπει να θυμάστε - όσον αφορά την ταχύτητα πρόσβασης δεδομένων , το εξωτερικό μέρος της πιατέλας του σκληρού δίσκου, που αναφέρεται επίσης ως το μπροστινό μέρος της μονάδας δίσκου, είναι το γρηγορότερο, ενώ το εσωτερικό ή το πίσω μέρος της μονάδας είναι το πιο αργό.

Η επιφάνεια του δίσκου υποδιαιρείται σε τομείς και κομμάτια (βλέπε εικόνα παρακάτω). Αν αυτό φαίνεται να περιέχει πολλές πληροφορίες, μην ανησυχείτε γι 'αυτό. Υπάρχουν δύο λόγοι για τους οποίους συμπεριλαμβάνω αυτές τις πληροφορίες στο άρθρο μου - μπορεί να σας βοηθήσει να δημιουργήσετε μια εικόνα στο μυαλό σας που να δείχνει πώς αποθηκεύονται τα δεδομένα στον σκληρό σας δίσκο και αυτοί είναι επίσης όροι που χρησιμοποιούνται συχνά στο λογισμικό ανασυγκρότησης. Επομένως, εάν μπορείτε να κάνετε την επιπλέον προσπάθεια, τότε διαβάστε προσεκτικά αυτό το μέρος και προσπαθήστε να κατανοήσετε την εξαιρετικά τεχνική ορολογία που θα ακολουθήσει εδώ.

Τα κομμάτια είναι βασικά σαν τα ετήσια δαχτυλίδια σε ένα κομμένο δέντρο. Και οι τομείς είναι όπως οι σφήνες σε μια πίτσα, εκτός από την ορολογία των υπολογιστών, ένας τομέας είναι το τμήμα της σφήνας πίτσας που ανήκει σε ένα μόνο κομμάτι και έχει συνήθως μέγεθος 512 bytes.

Διαφορετικά μοντέλα σκληρού δίσκου μπορεί να έχουν διαφορετικό αριθμό κομματιών και τομέων. Ωστόσο, το γεγονός παραμένει ότι τα δεδομένα που είναι αποθηκευμένα στα εξωτερικά ίχνη σε οποιονδήποτε σκληρό δίσκο χρειάζονται λιγότερο χρόνο για την πρόσβαση της κεφαλής ανάγνωσης από τα δεδομένα που είναι αποθηκευμένα στα εσωτερικά κομμάτια.

Τι είναι ένα σύστημα αρχείων;

Με τεράστιες ποσότητες δεδομένων που είναι αποθηκευμένα στον σκληρό δίσκο, πρέπει να υπάρχει ένας τρόπος οργάνωσης και ελέγχου του, κάτι που κάνουν τα συστήματα αρχείων. Το NTFS είναι το σύστημα αρχείων που χρησιμοποιείται από τη Microsoft στο λειτουργικό σύστημα των Windows (από τα Windows NT και μετά). Το σύστημα αρχείων διατηρεί τη φυσική θέση κάθε αρχείου στον σκληρό δίσκο και επιτρέπει στον υπολογιστή σας να ανακτήσει δεδομένα όταν ζητηθεί. Το σύστημα αρχείων συνδυάζει ομάδες τομέων 512 byte σε ομάδες, που είναι η μικρότερη μονάδα χώρου για την αποθήκευση ενός αρχείου ή μέρους ενός αρχείου. Στους σκληρούς δίσκους NTFS υπάρχουν συνήθως 8 τομείς ανά σύμπλεγμα, πράγμα που σημαίνει ότι το μέγεθος ενός συμπλέγματος είναι 4096 byte. Αυτό είναι το μέγεθος των κομματιών που χωρίζεται σε κάθε αρχείο. Λαμβάνοντας υπόψη ότι τα μεγέθη πολλών αρχείων που είναι αποθηκευμένα στον σκληρό σας δίσκο μετρώνται σε megabyte ή ακόμα και gigabyte, χωρίζοντάς τα σε κομμάτια 4096 byte, αν και είναι απαραίτητα για διάφορους λόγους, παρέχει τεράστιες δυνατότητες κατακερματισμού.

Τι είναι ο κατακερματισμός;

Σε έναν πρόσφατα διαμορφωμένο σκληρό δίσκο, τα αρχεία γράφονται με συνεχή τρόπο - όλα τα συμπλέγματα που ανήκουν σε ένα μόνο αρχείο αποθηκεύονται τακτοποιημένα μαζί και το αρχείο είναι όλα σε ένα κομμάτι, καθώς υπάρχει άφθονος ελεύθερος χώρος για την εγγραφή κάθε αρχείου. Και μετά αρχίζετε να χρησιμοποιείτε τον υπολογιστή σας. Εάν δεν το χρησιμοποιούσατε, θα παρέμενε τακτοποιημένο και δεν θα χρειαζόταν να ανησυχείτε για τον κατακερματισμό, αλλά τότε δεν θα ήταν παρά μια ακριβή διακόσμηση δωματίου. Ο κατακερματισμός δεν συμβαίνει επειδή κάνετε κάτι λάθος ή επειδή ο υπολογιστής σας είναι κακός, αυτό συμβαίνει με την κανονική χρήση υπολογιστή. Φανταστείτε έναν σκληρό δίσκο με αρχεία αποθηκευμένα τακτοποιημένα το ένα δίπλα στο άλλο. Τώρα ας υποθέσουμε ότι διαγράφετε ένα αρχείο 1 megabyte από τη μέση αυτής της τακτοποιημένης αποθηκευμένης ομάδας και, στη συνέχεια, αποθηκεύστε ένα αρχείο 2 megabyte στον σκληρό σας δίσκο. Το σύστημά σας αναζητά ελεύθερο χώρο για να γράψετε το αρχείο, βρίσκει το μπλοκ ελεύθερου χώρου 1 megabyte στο οποίο μόλις διαθέσατε διαγράφοντας το παλιό αρχείο και αρχίζει να γράφει το νέο αρχείο σε αυτό, και όπως θα περίμενε κανείς, 1 megabyte αργότερα εξαντλείται χώρο σε αυτό το σημείο και αρχίζει να ψάχνει το επόμενο διαθέσιμο μπλοκ ελεύθερου χώρου. Εάν το επόμενο παράθυρο χώρου έχει μέγεθος 1 megabyte, τότε το αρχείο που αποθηκεύσατε πρόσφατα χωρίζεται σε 2 κομμάτια μόνο. Αλλά ας υποθέσουμε ότι το επόμενο μπλοκ ελεύθερου χώρου είναι μισό megabyte, και έπειτα έχοντας γράψει μέρος του αρχείου σας σε αυτό το σημείο, το σύστημα αναζητά περισσότερο χώρο και το αρχείο σας είναι πλέον σπασμένο σε περισσότερα από 2 κομμάτια. Αυτή είναι μια απλοποιημένη εξήγηση για το πώς συμβαίνει ο κατακερματισμός.

Για να μάθετε γιατί έχει σημασία για την απόδοση του υπολογιστή σας, ρίξτε μια ματιά στην παρακάτω εικόνα. Στα αριστερά βλέπετε μια σχηματική αναπαράσταση ενός αρχείου που είναι αποθηκευμένο όλα σε ένα κομμάτι σε μία τοποθεσία. Στα δεξιά βλέπετε το ίδιο αρχείο κατακερματισμένο σε πολλά κομμάτια αποθηκευμένα σε διαφορετικές τοποθεσίες στον σκληρό δίσκο. Τώρα φανταστείτε την ποσότητα εργασίας που πρέπει να κάνει η κεφαλή ανάγνωσης-εγγραφής για να ανακτήσετε το αρχείο στα αριστερά και να το συγκρίνετε με το ποσό, εάν η εργασία πρέπει να κάνει άλμα σε θέση για να πάρει το αρχείο στα δεξιά. Είναι προφανές ότι θα χρειαστεί περισσότερος χρόνος για πρόσβαση στο αρχείο στα δεξιά. Όσο περισσότερα κομμάτια διασπάται το αρχείο και όσο πιο μακριά χωρίζονται αυτά τα κομμάτια στον σκληρό δίσκο, τόσο περισσότερο χρειάζεται για να το ανακτήσει η κεφαλή ανάγνωσης-εγγραφής, με αποτέλεσμα πιο αργή απόδοση.

Εκτός από τον ίδιο τον κατακερματισμό αρχείων, υπάρχει και το θέμα του κατακερματισμού ελεύθερου χώρου, το οποίο με τη σειρά του προκαλεί περισσότερο κατακερματισμό αρχείων. Αυτό συμβαίνει συνήθως όταν διαγράφονται τα δεδομένα αφήνοντας μικρά τμήματα ελεύθερου χώρου διάσπαρτα ανάμεσα στα υπόλοιπα αρχεία. Το αποτέλεσμα είναι ότι όταν αποθηκεύονται νέα αρχεία στον σκληρό δίσκο, το σύστημα τα χωρίζει σε κομμάτια για να χωρέσει σε αυτά τα μικρά τμήματα ελεύθερου χώρου.

Πώς λειτουργεί η ανασυγκρότηση δίσκων

Τώρα που γνωρίζετε όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για τους σκληρούς δίσκους, το σύστημα αρχείων και τον κατακερματισμό, θα προχωρήσουμε στο κύριο θέμα αυτού του άρθρου, το οποίο είναι η ανασυγκρότηση δίσκων. Ελπίζω να είναι σαφές γιατί είναι απαραίτητο να ανασυγκροτήσετε τον σκληρό σας δίσκο. Αυτή η λειτουργία όχι μόνο βοηθά στην επανασύνδεση των κομματιών αρχείων, αλλά μπορεί επίσης να ενοποιήσει τον ελεύθερο χώρο, έτσι ώστε να υπάρχουν μεγαλύτερα τεμάχια χώρου για να γράψετε νέα αρχεία, αποτρέποντας έτσι περαιτέρω κατακερματισμό. Ένας καλός ανασυγκροτητής θα περιλαμβάνει επίσης έναν αλγόριθμο για έξυπνη τοποθέτηση αρχείων που χρησιμοποιεί τις γνώσεις για ταχύτερες και πιο αργές ζώνες πρόσβασης δεδομένων στον σκληρό δίσκο. Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε αυτές τις πτυχές της ανασυγκρότησης δίσκων.

Ανασυγκρότηση αρχείων

Με απλά λόγια, η ανασυγκρότηση αρχείων είναι η διαδικασία επαναφοράς των κομματιών αρχείων. Αυτό που κάνουν οι ανασυγκροτητές δίσκων είναι η επανεγγραφή αρχείων σε συνεχόμενα μπλοκ ελεύθερου χώρου, διασφαλίζοντας ότι όλα τα θραύσματα αρχείων είναι γραμμένα διαδοχικά. Με αυτόν τον τρόπο, η κεφαλή ανάγνωσης του σκληρού δίσκου πρέπει να μεταβεί σε μια τοποθεσία για να αποκτήσει πρόσβαση στο ζητούμενο αρχείο αντί να χρειάζεται να συγκεντρώσει κομμάτια αρχείων σε ολόκληρη τη μονάδα.

Ανασυγκρότηση ελεύθερου χώρου

Η ανασυγκρότηση ή ενοποίηση του ελεύθερου χώρου σε σκληρό δίσκο είναι μια από τις πιο αποτελεσματικές τεχνικές πρόληψης κατακερματισμού. Όταν ο ελεύθερος χώρος βρίσκεται σε μεγάλα συνεχόμενα μπλοκ αντί να διασκορπίζονται γύρω από τον σκληρό δίσκο σε μικρότερα τμήματα, νέα αρχεία που γράφονται στον σκληρό δίσκο μπορούν εύκολα να τοποθετηθούν σε ένα κομμάτι. Κατά την επανεγγραφή αρχείων κατά την ανασυγκρότηση δίσκων, οι ανασυγκροτητές προσπαθούν να τοποθετήσουν όλα τα αρχεία πιο κοντά μεταξύ τους, έτσι ώστε ο υπόλοιπος ελεύθερος χώρος να ενοποιηθεί σε μεγαλύτερες ενότητες.

Έξυπνη τοποθέτηση αρχείων

Γνωρίζοντας πώς λειτουργεί ένας σκληρός δίσκος και πώς αποθηκεύονται και προσπελάζονται τα δεδομένα σε αυτόν, μπορείτε να κατανοήσετε ευκολότερα τη θεωρία πίσω από την έξυπνη τοποθέτηση αρχείων. Υπάρχουν στην πραγματικότητα περισσότεροι από μερικοί τρόποι με τους οποίους τα αρχεία μπορούν να τοποθετηθούν σε έναν σκληρό δίσκο με σκοπό τη βελτίωση της απόδοσης του συστήματος. Διαφορετικοί ανασυγκροτητές μπορούν να χρησιμοποιήσουν διαφορετικές τεχνικές ή αλγόριθμους για την τοποθέτηση αρχείων, ορισμένοι προσφέρουν μια επιλογή αλγορίθμων που ένας χρήστης μπορεί να επιλέξει για να ταιριάζει με το μεμονωμένο στυλ χρήσης του υπολογιστή.

Οι ανασυγκροτητές ενδέχεται να προσπαθήσουν να διατηρήσουν μαζί τα αρχεία στα οποία έχουν πρόσβαση συνήθως, όπως μια ομάδα αρχείων .dll που απαιτούνται κατά την εκκίνηση μιας εφαρμογής. Αυτό μειώνει σημαντικά το μέγεθος της εργασίας που πρέπει να κάνει η κεφαλή ανάγνωσης-εγγραφής του σκληρού δίσκου όταν ζητούνται αυτά τα αρχεία. Η τοποθέτηση αρχείων συστήματος στα γρήγορα εξωτερικά κομμάτια του σκληρού δίσκου μειώνει το χρόνο που απαιτείται για την εκκίνηση του συστήματός σας, καθώς και για την εκκίνηση εφαρμογών. Αυτή η γρήγορη ζώνη στον σκληρό δίσκο μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την τοποθέτηση αρχείων με τα περισσότερα προσβάσιμα, βελτιώνοντας την ταχύτητα των καθημερινών εργασιών. Ταυτόχρονα, η μετακίνηση σπάνια χρησιμοποιημένων αρχείων στο πίσω μέρος της μονάδας δίσκου (τα πιο αργά εσωτερικά κομμάτια) διασφαλίζει ότι είναι εκτός δρόμου και δεν καταλαμβάνουν πολύτιμο ελεύθερο χώρο στη γρήγορη ζώνη.

Όπως μπορείτε να δείτε, η ανασυγκρότηση δίσκων δεν συνδυάζει μόνο θραύσματα αρχείων, αλλά υπάρχουν πολλά περισσότερα. Όλες οι διάφορες τεχνικές που χρησιμοποιούνται στους ανασυγκροτητές προσφέρουν μεγάλες δυνατότητες βελτίωσης της ταχύτητας και της απόδοσης του συστήματος. Άτομα που δηλώνουν ότι η ανασυγκρότηση δεν είναι απαραίτητη με τους σύγχρονους σκληρούς δίσκους μπορεί να μην έχουν δοκιμάσει έναν σύγχρονο ανασυγκρότημα με μια ισχυρή μηχανή βελτιστοποίησης. Όποιος χρησιμοποιεί πολύ τον υπολογιστή του, επεξεργάζεται, αποθηκεύει και διαγράφει αρχεία, εγκαθιστά και απεγκαθιστά λογισμικό, παίζει παιχνίδια στον υπολογιστή ή εργάζεται σε μακροχρόνια σχολικά έργα, σίγουρα θα παρατηρήσει βελτίωση της απόδοσης του υπολογιστή του, αφού χρησιμοποιήσει σε αυτό λογισμικό πλούσια σε ανασυγκρότηση. Όπως λένε, το να βλέπεις πιστεύει. Δοκιμάστε να ανασυγκροτήσετε και να βελτιστοποιήσετε τον σκληρό σας δίσκο για να δείτε ποια διαφορά μπορεί να κάνει στην απόδοση του υπολογιστή σας.