Schijfdefragmentatie uitgelegd

Schijfdefragmentatie was vroeger omgeven door mysterie met het advies om nooit uw computermuis aan te raken terwijl het defragmenteren wordt uitgevoerd, dit in de veilige modus te doen en uzelf schrap te zetten voor de mogelijkheid van gegevensverlies door incidentele stroomuitval. Veel mensen zijn nog steeds bang voor defragmentatie of proberen er gewoon niet aan te denken vanwege het oude advies dat nog steeds opduikt in zoekopdrachten op internet. In dit artikel zal ik proberen om schijfdefragmentatie en alle gerelateerde begrippen in eenvoudige bewoordingen uit te leggen om elke angst of mythe die ermee samenhangt te elimineren.

Om te begrijpen wat schijfdefragmentatie is, moet men eerst begrijpen hoe een harde schijf werkt, wat een bestandssysteem is en hoe fragmentatie werkelijk plaatsvindt. Dit klinken misschien als zeer technische termen, maar de begrippen zijn in werkelijkheid vrij gemakkelijk te begrijpen met een beetje uitleg en enkele illustraties. Laten we ze hier eens bekijken.

Hoe uw harde schijf werkt

Uw HDD (harde schijf) is het langzaamste deel van uw computer, omdat deze bewegende onderdelen bevat - draaiende platen en de lees-schrijfkop. Zo ziet het eruit in uw computer:

Elke keer dat u een bestand opent (of het systeem probeert toegang te krijgen tot een bestand), stuurt de CPU het verzoek naar uw harde schijf en begint de lees-schrijfkop te bewegen om de gevraagde gegevens op te halen. In plaats van in detail te praten over hoe de lees-schrijfkop precies beweegt (met termen als 'hoeksnelheid', 'zoektijd' en dergelijke), zal ik alleen een feit noemen dat u moet onthouden - in termen van datatoegangssnelheid is het buitenste deel van de harde schijf, ook wel de voorkant van de schijf genoemd, het snelst, terwijl het binnenste deel of de achterkant van de schijf het langzaamst is.

Het schijfoppervlak is onderverdeeld in sectoren en sporen (zie onderstaande afbeelding). Als dit te veel informatie lijkt om in je op te nemen, maak je er dan geen zorgen over. Er zijn twee redenen waarom ik deze informatie in mijn artikel opneem - het kan helpen om een ​​beeld in uw hoofd te creëren dat laat zien hoe gegevens op uw harde schijf worden opgeslagen, en dit zijn ook termen die vaak worden gebruikt in defragmentatiesoftware. Dus als u de extra moeite kunt doen, lees dan zeker dit deel door en probeer de uiterst technische terminologie te begrijpen die hier zal volgen.

Sporen zijn eigenlijk als de jaarringen aan een omgehakte boom. En sectoren zijn als de wiggen in een pizza, behalve in computerterminologie is een enkele sector het deel van de pizza-wig die tot een enkele track behoort en gewoonlijk 512 bytes groot is.

Verschillende modellen harde schijven kunnen een verschillend aantal tracks en sectoren hebben. Het feit blijft echter dat gegevens die zijn opgeslagen op de buitenste sporen op een harde schijf, minder tijd nodig hebben voor de lees-schrijfkop om toegang te krijgen dan gegevens die zijn opgeslagen op de binnenste sporen.

Wat is een bestandssysteem?

Met enorme hoeveelheden gegevens die op de harde schijf zijn opgeslagen, moet er een manier zijn om deze te organiseren en te beheren, en dat is wat bestandssystemen doen. NTFS is het bestandssysteem dat door Microsoft wordt gebruikt in het Windows-besturingssysteem (vanaf Windows NT). Het bestandssysteem houdt de fysieke locatie van elk bestand op de harde schijf bij en stelt uw computer in staat om gegevens op te halen wanneer daarom wordt gevraagd. Het bestandssysteem combineert groepen van 512-byte sectoren in clusters, wat de kleinste ruimte-eenheid is om een ​​bestand of een deel van een bestand op te slaan. Op NTFS-harde schijven zijn er meestal 8 sectoren per cluster, wat betekent dat de grootte van een enkel cluster 4096 bytes is. Dit is de grootte van de stukken waarin elk bestand wordt verdeeld. Aangezien de grootte van veel bestanden die op uw harde schijf zijn opgeslagen, wordt gemeten in megabytes of zelfs gigabytes, biedt het verdelen in stukken van 4096 bytes, hoewel dit om een ​​aantal redenen noodzakelijk is, een enorm potentieel voor fragmentatie.

Wat is fragmentatie?

Op een pas geformatteerde harde schijf worden bestanden op een continue manier geschreven - alle clusters die bij een enkel bestand horen, worden netjes bij elkaar opgeslagen en het bestand is allemaal in één stuk, aangezien er voldoende vrije ruimte is om elk bestand te schrijven. En dan begint u uw pc te gebruiken. Als je het niet zou gebruiken, zou het netjes georganiseerd blijven en hoef je je geen zorgen te maken over fragmentatie, maar dan zou het niets anders zijn dan een dure kamerdecoratie. Fragmentatie gebeurt niet omdat u iets verkeerd doet of omdat uw pc slecht is, het is wat er gebeurt bij normaal pc-gebruik. Stel je een harde schijf voor met bestanden die netjes naast elkaar zijn opgeslagen. Stel nu dat u een bestand van 1 megabyte uit het midden van deze netjes opgeslagen groep verwijdert en vervolgens een bestand van 2 megabyte op uw harde schijf opslaat. Uw systeem zoekt naar vrije ruimte om het bestand naar te schrijven, het vindt het blok van 1 megabyte vrije ruimte dat u zojuist beschikbaar hebt gemaakt door het oude bestand te verwijderen, en begint het nieuwe bestand ernaar te schrijven, en zoals men zou verwachten, 1 megabyte later is er geen ruimte meer op deze plek en begint het te zoeken naar het volgende beschikbare blok vrije ruimte. Als het volgende venster met ruimte 1 megabyte groot is, wordt uw nieuw opgeslagen bestand in slechts 2 delen opgesplitst. Maar laten we zeggen dat het volgende blok vrije ruimte een halve megabyte is, en nadat je een deel van je bestand naar deze plek hebt geschreven, zoekt het systeem naar meer ruimte en is je bestand nu opgedeeld in meer dan 2 stukken. Dit is een vereenvoudigde uitleg van hoe fragmentatie optreedt.

Bekijk de onderstaande afbeelding om te zien waarom dit belangrijk is voor de prestaties van uw pc. Aan de linkerkant zie je een schematische weergave van een bestand dat allemaal in één stuk op één locatie is opgeslagen. Aan de rechterkant zie je hetzelfde bestand gefragmenteerd in verschillende stukken opgeslagen op verschillende locaties op de harde schijf. Stel je nu de hoeveelheid werk voor die de lees-schrijfkop moet doen om het bestand aan de linkerkant op te halen en vergelijk het met de hoeveelheid werk die het moet doen om van plaats naar plaats te springen om het bestand aan de rechterkant op te halen. Het is duidelijk dat het langer duurt om het bestand aan de rechterkant te openen. Hoe meer stukjes het bestand is ingebroken, en hoe verder die stukjes uit elkaar zijn verspreid over de harde schijf, hoe langer het duurt voordat de lees- / schrijfkop het ophaalt, wat resulteert in langzamere prestaties.

Naast de fragmentatie van bestanden zelf, is er het probleem van de fragmentatie van de vrije ruimte, die op zijn beurt weer leidt tot meer fragmentatie van bestanden. Dit gebeurt meestal wanneer gegevens worden verwijderd, waardoor kleine stukjes vrije ruimte tussen de resterende bestanden worden verspreid. Het resultaat is dat wanneer nieuwe bestanden op de harde schijf worden opgeslagen, het systeem ze in stukken opsplitst om in deze kleine stukjes vrije ruimte te passen.

Hoe schijfdefragmentatie werkt

Nu u alles weet wat u moet weten over harde schijven, bestandssysteem en fragmentatie, gaan we verder met het hoofdonderwerp van dit artikel, namelijk schijfdefragmentatie. Ik hoop dat het duidelijk is waarom het nodig is om uw harde schijf te defragmenteren. Deze bewerking helpt niet alleen om bestandsdelen weer in elkaar te zetten, maar kan ook vrije ruimte consolideren, zodat er grotere blokken ruimte beschikbaar zijn om nieuwe bestanden te schrijven, waardoor verdere fragmentatie wordt voorkomen. Een goede defragmentatie bevat ook een algoritme voor het slim plaatsen van bestanden dat gebruikmaakt van de kennis van snellere en langzamere datatoegangszones op de harde schijf. Laten we deze aspecten van schijfdefragmentatie eens nader bekijken.

Bestandsdefragmentatie

In eenvoudige bewoordingen is bestandsdefragmentatie het proces waarbij bestandsdelen weer in elkaar worden gezet. Wat schijfdefragmentatieprogramma's doen, is bestanden opnieuw schrijven naar aaneengesloten blokken vrije ruimte en ervoor zorgen dat alle bestandsfragmenten in een opeenvolgende volgorde worden geschreven. Op deze manier moet de lees- / schrijfkop van de harde schijf naar één locatie gaan om toegang te krijgen tot het gevraagde bestand, in plaats van dat er stukken over de hele schijf moeten worden verzameld.

Defragmentatie van vrije ruimte

Defragmentatie of consolidatie van de vrije ruimte op een harde schijf is een van de meest effectieve technieken om fragmentatie te voorkomen. Als de vrije ruimte zich in grote aaneengesloten blokken bevindt in plaats van verspreid over de harde schijf in kleinere secties, kunnen nieuwe bestanden die naar de harde schijf worden geschreven gemakkelijk in één stuk worden geplaatst. Bij het herschrijven van bestanden tijdens schijfdefragmentatie, proberen defragmentatieprogramma's alle bestanden dichter bij elkaar te plaatsen, zodat de resterende vrije ruimte wordt geconsolideerd in grotere secties.

Slimme bestandsplaatsing

Als u weet hoe een harde schijf werkt en hoe gegevens erop worden opgeslagen en geopend, kunt u de theorie achter slimme bestandsplaatsing gemakkelijker begrijpen. Er zijn eigenlijk meer dan een paar manieren waarop bestanden op een harde schijf kunnen worden geplaatst met de bedoeling de systeemprestaties te verbeteren. Verschillende defragmentatieprogramma's kunnen verschillende technieken of algoritmen gebruiken voor het plaatsen van bestanden, sommige bieden een keuze aan algoritmen die een gebruiker kan kiezen om te passen bij hun individuele pc-gebruiksstijl.

Defragmentatieprogramma's proberen mogelijk de bestanden die normaal gesproken worden geopend bij elkaar te houden, zoals een groep .dll-bestanden die nodig zijn wanneer een toepassing wordt gestart. Dit vermindert aanzienlijk de hoeveelheid werk die de lees- / schrijfkop van de harde schijf moet doen wanneer deze bestanden worden opgevraagd. Door systeembestanden op de snelle buitenste sporen van de harde schijf te plaatsen, wordt de tijd die het kost om uw systeem op te starten en om applicaties te starten, verkort. Deze snelle zone op de harde schijf kan ook worden gebruikt om de meest gebruikte bestanden te plaatsen, waardoor de snelheid van alledaagse taken wordt verbeterd. Tegelijkertijd zorgt het verplaatsen van zelden gebruikte bestanden naar de achterkant van de schijf (de langzamere interne tracks) ervoor dat ze niet in de weg zitten en geen waardevolle vrije ruimte innemen in de snelle zone.

Zoals u kunt zien, is schijfdefragmentatie niet alleen het samenvoegen van bestandsfragmenten, er komt zoveel meer bij kijken. Alle verschillende technieken die in defragmentatieprogramma's worden gebruikt, bieden een groot potentieel voor het verbeteren van de systeemsnelheid en -prestaties. Mensen die beweren dat defragmentatie niet nodig is met moderne harde schijven, hebben misschien geen moderne defragmentatie geprobeerd met een krachtige optimalisatie-engine. Iedereen die zijn pc veel gebruikt, bestanden bewerkt, opslaat en verwijdert, software installeert en verwijdert, computerspelletjes speelt of aan langdurige schoolprojecten werkt, zal zeker een verbetering in de prestaties van zijn computer opmerken na het gebruik van functierijke defragmentatiesoftware erop. Zoals ze zeggen, zien is geloven. Probeer uw harde schijf te defragmenteren en optimaliseren om te zien welk verschil deze kan maken in de prestaties van uw pc.