Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Қатты дискідегі секторларды біріктірілген бөліктерге қайта орналастыру
Rearrangement of sectors on a hard disk into contiguous units
Файл жүйелерін күтіп ұстау кезінде дефрагментация – бұл фрагментация деңгейін төмендететін процесс. Ол файлдарды сақтау үшін қолданылатын жаппай сақтау құрылғысының мазмұнын ең аз сандағы біріктірілген аймақтарға (фрагменттер, экстенттер) физикалық түрде ұйымдастыру арқылы жүзеге асырылады. Сонымен қатар, фрагментацияның қайта пайда болуына кедергі келтіру үшін тығыздауды қолдана отырып, бос орынның үлкен аймақтарын жасауға тырысады. Кейбір дефрагментация құралдары кішкентай файлдарды бір каталогта сақтауға ұмтылады, себебі олар көбінесе реттілікпен қол жеткізіледі. Дефрагментация электромеханикалық дискілердегі (қатты дискілер, дискеттер және оптикалық дискілер) файл жүйелері үшін пайдалы және маңызды. Фрагменттелген файлдарға қол жеткізген кезде қатты дискінің оқу/жазу басының дискінің әртүрлі аймақтарында жылжуы, оқу/жазу басын басқа фрагменттерді іздеу үшін жылжытпай, біртіндеп фрагменттелмеген файлдың барлық мазмұнына қол жеткізуге қарағанда баяу болады.
In the maintenance of file systems, defragmentation is a process that reduces the degree of fragmentation. It does this by physically organizing the contents of the mass storage device used to store files into the smallest number of contiguous regions (fragments, extents). It also attempts to create larger regions of free space using compaction to impede the return of fragmentation. Some defragmentation utilities try to keep smaller files within a single directory together, as they are often accessed in sequence. Defragmentation is advantageous and relevant to file systems on electromechanical disk drives (hard disk drives, floppy disk drives and optical disk media). The movement of the hard drive's read/write heads over different areas of the disk when accessing fragmented files is slower, compared to accessing the entire contents of a non fragmented file sequentially without moving the read/write heads to seek other fragments.
Фрагментацияның себептері
Фрагментация файлдық жүйе толық файлды бір бөлік ретінде сақтау үшін жеткілікті үздіріссіз орынды бөле алмағанда немесе бөлмегенде пайда болады, бірақ оның бөліктерін қолданыстағы файлдар арасындағы бос кеңістіктерге орналастырады (әдетте, бұл бос кеңістіктер бұрын файлдық жүйе кейін жойған файлды ұстағандықтан немесе файлдық жүйе бастапқыда файл үшін артық орын бөлгендіктен туындайды). Жиі қосылатын файлдар (мысалы, журнал файлдары), сондай-ақ файлдарды жиі қосу және жою (электрондық пошта мен веб-браузер кэші сияқты), үлкен файлдар (видеолар сияқты) және көптеген файлдар фрагментацияға және оның салдарынан туындайтын өнімділіктің төмендеуіне ықпал етеді. Дефрагментация осы мәселелерді жеңілдетуге бағытталған.
Fragmentation occurs when the file system cannot or will not allocate enough contiguous space to store a complete file as a unit, but instead puts parts of it in gaps between existing files (usually those gaps exist because they formerly held a file that the file system has subsequently deleted or because the file system allocated excess space for the file in the first place). Files that are often appended to (as with log files) as well as the frequent adding and deleting of files (as with emails and web browser cache), larger files (as with videos) and greater numbers of files contribute to fragmentation and consequent performance loss. Defragmentation attempts to alleviate these problems.
Жеңілдіктер
Фрагменттеу – файлдық кеңейтімдерді (физикалық бөлу блоктарын) жылжыту операциясы, осылайша олар біртіндеп біріктіріліп, мүмкіндігінше біреуге тоғысады. Мұндай операцияны жүзеге асыру үшін кемінде екі көшіру операциясы қажет: бірі – блоктарды дискідегі бос орынға жылжыту, екіншісі – блоктарды олардың арналған орнына жылжыту. Мұндай қағида бойынша деректер дискіден ешқашан жойылмайды, сондықтан қуат жоғалу жағдайында да операцияны қауіпсіз тоқтатуға болады. Мақаладағы сурет мысал келтіреді. Дискіні фрагменттеу үшін фрагменттеу бағдарламалық құралы (немесе «дефрагментатор») файлдарды қолданыстағы бос орын шегінде ғана жылжыта алады. Бұл күрделі операция, сондықтан бос орын аз немесе мүлдем жоқ файлдық жүйеде оны орындау мүмкін емес. Фрагменттеу кезінде жүйе тиімділігі төмендейді, сондықтан файлдық жүйенің күтпеген өзгерістерінен дефрагментатор шатаспауы үшін процеске кедергі келтірмеу керек. Қолданылатын алгоритмге байланысты бірнеше рет өңдеу тиімді болуы мүмкін немесе болмауы мүмкін. Фрагменттеу кезіндегі қайта ұйымдастыру файлдардың логикалық орналасуын өзгерте алмайды (директория құрылымындағы орналасуы ретінде анықталады). Бағдарлама файлдарын фрагменттеуден басқа, фрагменттеу құралы бағдарламаларды жүктеу және файлдарды ашу жылдамдығын қысқарта алады. Мысалы, Windows 9x дефрагментаторы Intel Application Launch Accelerator қамтыды, ол дефрагменттелген бағдарлама файлдарын және олардың тәуелділіктерін бағдарламаларды жүктеу ретімен дискіде орналастыру арқылы бағдарламаларды оңтайландырады, осылайша оларды жылдам жүктеуге мүмкіндік береді. Windows жүйесінде жақсы дефрагментатор Prefetch файлдарын оқып, осы файлдық топтардың мүмкіндігінше көп санын анықтап, олардың ішіндегі файлдарды қолжетімділік тізбегімен орналастырады. Қатты дискінің басындағы сыртқы тректер ішкі тректерге қарағанда жоғары деректер беру жылдамдығына ие. Жиі қолданылатын файлдарды сыртқы тректерге орналастыру тиімділікті арттырады. MyDefrag сияқты үшінші тараптың дефрагментаторлары жиі қолданылатын файлдарды сыртқы тректерге көшіріп, оларды фрагменттей алады. Қазіргі заманғы қатты дискілердегі RAM кэші, табақтың жылдам айналуы, командаларды кезекке қою (SCSI/ATA TCQ немесе SATA NCQ) және деректердің жоғары тығыздығы фрагментацияның жүйе тиімділігіне тигізетін теріс әсерін белгілі бір деңгейде азайтады, бірақ жиі қолданылатын деректер көлемінің артуы бұл артықшылықтарды жояды. Дегенмен, қазіргі жүйелер қазіргі қолданыстағы үлкен дискілік сыйымдылықтан үлкен пайда көреді, себебі жартылай толтырылған дискілер толық дискілерге қарағанда аз фрагменттеледі, ал жоғары сыйымдылықтағы HDD-де сол бөлім цилиндрлердің кішігірім диапазонын алады, нәтижесінде іздеу жылдамдығы артады. Алайда, орташа қолжетімділік уақыты табақтың жарты айналымынан ешқашан төмен болмайды, ал табақтың айналуы (rpm өлшемдерінде) ондаған жылдар бойы ең баяу өсімді көрсеткен HDD сипаттамасы болып табылады (деректер беру жылдамдығымен және іздеу уақытымен салыстырғанда), сондықтан іздеу санын азайту көп жағдайда деректерді көп сақтауға арналған қосымшаларда тиімді болып қалады. Дефрагментацияның мәні – файлға ең көп дегенде бір іздеуді қамтамасыз ету, тек іргелес емес тректерге жасалған іздеулерді есепке алу.
Defragmentation is the operation of moving file extents (physical allocation blocks) so they eventually merge, preferably into one. Doing so usually requires at least two copy operations: one to move the blocks into some free scratch space on the disk so more movement can happen, and another to finally move the blocks into their intended place. In such a paradigm, no data is ever removed from the disk, so that the operation can be safely stopped even in the event of a power loss. The article picture depicts an example. To defragment a disk, defragmentation software (also known as a "defragmenter") can only move files around within the free space available. This is an intensive operation and cannot be performed on a filesystem with little or no free space. During defragmentation, system performance will be degraded, and it is best to leave the computer alone during the process so that the defragmenter does not get confused by unexpected changes to the filesystem. Depending on the algorithm used it may or may not be advantageous to perform multiple passes. The reorganization involved in defragmentation does not change logical location of the files (defined as their location within the directory structure). Besides defragmenting program files, the defragmenting tool can also reduce the time it takes to load programs and open files. For example, the Windows 9x defragmenter included the Intel Application Launch Accelerator which optimized programs on the disk by placing the defragmented program files and their dependencies next to each other, in the order in which the program loads them, to load these programs faster. In Windows, a good defragmenter will read the Prefetch files to identify as many of these file groups as possible and place the files within them in access sequence. At the beginning of the hard drive, the outer tracks have a higher data transfer rate than the inner tracks. Placing frequently accessed files onto the outer tracks increases performance. Third party defragmenters, such as MyDefrag, will move frequently accessed files onto the outer tracks and defragment these files. Improvements in modern hard drives such as RAM cache, faster platter rotation speed, command queuing (SCSI/ATA TCQ or SATA NCQ), and greater data density reduce the negative impact of fragmentation on system performance to some degree, though increases in commonly used data quantities offset those benefits. However, modern systems profit enormously from the huge disk capacities currently available, since partially filled disks fragment much less than full disks, and on a high capacity HDD, the same partition occupies a smaller range of cylinders, resulting in faster seeks. However, the average access time can never be lower than a half rotation of the platters, and platter rotation (measured in rpm) is the speed characteristic of HDDs which has experienced the slowest growth over the decades (compared to data transfer rate and seek time), so minimizing the number of seeks remains beneficial in most storage heavy applications. Defragmentation is just that: ensuring that there is at most one seek per file, counting only the seeks to non adjacent tracks.
Бөлімдеу
Фрагменттеуді оңтайландыру және фрагменттеудің әсерін азайтудың жалпы стратегиясы – қатты дискілерді файл жүйесінің оқу саны жазу санынан көп болатын бөлімдерін, файлдар жиі жасалатын және жойылатын өзгермелі аймақтардан бөлу арқылы жүзеге асыру. Пайдаланушылардың профильдерін қамтитын каталогтар үнемі өзгеріп тұрады (әсіресе Temp каталогы мен веб-браузер кэші бірнеше күн ішінде жойылатын мыңдаған файлдарды құрайды). Егер пайдаланушы профильдеріндегі файлдар жеке бөлімде сақталса (UNIX ұсынылған файл жүйелерінде бұл әдетте /var бөлімінде сақталады), дефрагментатор тиімдірек жұмыс істейді, себебі оған басқа каталогтардағы барлық статикалық файлдарды өңдеудің қажеті болмайды. (Балама ретінде, дефрагментаторға белгілі бір файлдық жолдарды қарапайым түрде назардан тыс қалдыруды тапсыруға болады.) Жазу белсенділігі салыстырмалы түрде аз бөлімдер үшін, алғашқы дефрагментациядан кейін дефрагментация уақыты едәуір жақсарады, өйткені дефрагментатор болашақта тек аз ғана жаңа файлдарды дефрагментациялауға тура келеді.
A common strategy to optimize defragmentation and to reduce the impact of fragmentation is to partition the hard disk(s) in a way that separates partitions of the file system that experience many more reads than writes from the more volatile zones where files are created and deleted frequently. The directories that contain the users' profiles are modified constantly (especially with the Temp directory and web browser cache creating thousands of files that are deleted in a few days). If files from user profiles are held on a dedicated partition (as is commonly done on UNIX recommended files systems, where it is typically stored in the /var partition), the defragmenter runs better since it does not need to deal with all the static files from other directories. (Alternatively, a defragmenter can be told to simply exclude certain file paths.) For partitions with relatively little write activity, defragmentation time greatly improves after the first defragmentation, since the defragmenter will need to defragment only a small number of new files in the future.
Желіден тыс бөлшектеу
Қозғалмайтын жүйелік файлдардың болуы, әсіресе ауыстыру файлының, фрагментацияны қиындатуы мүмкін. Бұл файлдарды операциялық жүйе қолданылмайтын кезде қауіпсіз түрде жылжытуға болады. Мысалы, ntfsresize осы файлдарды NTFS бөлімінің көлемін өзгерту үшін жылжытады. PageDefrag құралы Windows жүйелік файлдарын, мысалы ауыстыру файлын және Windows тіркелгісін сақтайтын файлдарды, графикалық интерфейс жүктелу алдында, жүктелу кезінде іске қосып, фрагментациялауға мүмкіндік береді. Windows Vista нұсқасынан бастап бұл мүмкіндік толық қолдау таппады және жаңартылмады. NTFS жүйесінде, дискіге файлдар қосылғанда, жаңа файлдар туралы ақпаратты сақтау үшін Master File Table (MFT) кеңеюі керек. MFT кеңейтілмейтін жағдайға түскенде, қандай да бір файл кедергі келтірсе, MFT фрагмент алады. Windows-тың алғашқы нұсқаларында, бөлім қосылған күйде фрагментациялау қауіпсіз болмағандықтан, Microsoft фрагментациялау API-сіне қатты блок қосты. Алайда, Windows XP нұсқасынан бастап, Windows фрагментациялау API-сі жақсартылғандықтан және қазіргі таңдағы осы жылжыту операциясын қолдайтындықтан, фрагментациялаушылардың саны артып келеді. Жақсартуларға қарамастан, MFT-нің алғашқы төрт кластері Windows фрагментациялау API-сімен жылжымайтын болып қалады. Соның салдарынан, кейбір фрагментациялаушылар MFT-ні екі фрагментте сақтайды: алғашқы төрт кластер дискі форматыланған кезде орналасқан жерінде, ал MFT-нің қалған бөлігі дискінің басында (немесе фрагментациялаушының стратегиясы ең жақсы деп санаған жерде) сақталады.
The presence of immovable system files, especially a swap file, can impede defragmentation. These files can be safely moved when the operating system is not in use. For example, ntfsresize moves these files to resize an NTFS partition. The tool PageDefrag could defragment Windows system files such as the swap file and the files that store the Windows registry by running at boot time before the GUI is loaded. Since Windows Vista, the feature is not fully supported and has not been updated. In NTFS, as files are added to the disk, the Master File Table (MFT) must grow to store the information for the new files. Every time the MFT cannot be extended due to some file being in the way, the MFT will gain a fragment. In early versions of Windows, it could not be safely defragmented while the partition was mounted, and so Microsoft wrote a hardblock in the defragmenting API. However, since Windows XP, an increasing number of defragmenters are now able to defragment the MFT, because the Windows defragmentation API has been improved and now supports that move operation. Even with the improvements, the first four clusters of the MFT remain unmovable by the Windows defragmentation API, resulting in the fact that some defragmenters will store the MFT in two fragments: The first four clusters wherever they were placed when the disk was formatted, and then the rest of the MFT at the beginning of the disk (or wherever the defragmenter's strategy deems to be the best place).
Қатты күйдегі дискілер
Дәстүрлі электромеханикалық қатты дискіден деректерді оқығанда, дискі контроллері ең алдымен оқу басын, салыстырмалы түрде баяу, нақты фрагмент орналасқан ізге орналастыруы керек, содан кейін фрагмент басқа жеткенше дискінің айналуы күтілуі тиіс. Қатты күйдегі дискі (SSD) қозғалмалы бөліктері жоқ флэш-жадқа негізделген, сондықтан флэш-жадтағы файл фрагментіне кездейсоқ қол жеткізу осы кешігуге ұшырамайды, бұл қол жеткізу жылдамдығын оңтайландыру үшін фрагментацияны қажетсіз етеді. Сонымен қатар, флэш-жадқа тек шектеулі рет жазуға болады, одан кейін ол бұзылуы мүмкін болғандықтан, фрагментация көбінесе зиянды (апаттық сәтсіздікті азайтудан басқа). Дегенмен, Windows файлдық жүйенің фрагментацияға төзімділігінің максималды деңгейіне жетуіне жол бермеу үшін SSD-ді автоматты түрде (бірақ азырақ қарқынмен) фрагменттеуді жалғастырады (метадеректер енді файл фрагменттерін көрсетуге келмейтін кезде). Фрагментацияның максималды шегіне жеткеннен кейін, дискіге жазудың келесі әрекеттері сәтсіз аяқталады.
When reading data from a conventional electromechanical hard disk drive, the disk controller must first position the head, relatively slowly, to the track where a given fragment resides, and then wait while the disk platter rotates until the fragment reaches the head. A solid state drive (SSD) is based on flash memory with no moving parts, so random access of a file fragment on flash memory does not suffer this delay, making defragmentation to optimize access speed unnecessary. Furthermore, since flash memory can be written to only a limited number of times before it fails, defragmentation is actually detrimental (except in the mitigation of catastrophic failure). However, Windows still defragments a SSD automatically (albeit less vigorously) to prevent the file system from reaching its maximum fragmentation tolerance (when the metadata can’t represent any more file fragments). Once the maximum fragmentation limit is reached, subsequent attempts to write to disk fail.
SMR қатты дискілері
SMR қатты дискілерінің көпшілігі TRIM командасын қабылдаса да, олардың өнімділігін арттыру үшін дефрагментация жасау қажет.
Although many SMR hard disks will accept TRIM command, SMR hard disks still need defragmentation for improved performance.
Файл-жүйе түрі бойынша тәсілдер мен фрагменттеушілер
FAT: MS DOS 6.x және Windows 9x жүйелері Defrag деп аталатын фрагменттеу құралымен бірге келеді. DOS нұсқасы – Norton SpeedDisk-тің шектеулі нұсқасы. Windows 9x-пен бірге шыққан нұсқасы Symantec Corporation лицензиясымен, ал Windows 2000 және XP-мен бірге шыққан нұсқасы Condusiv Technologies лицензиясымен шығарылды. NTFS Windows NT 3.1 бағдарламасымен енгізілді, бірақ NTFS файлдық жүйе драйверіне ешқандай фрагментация мүмкіндіктері кірмеген. Windows NT 4.0-де фрагменттеу API-лері енгізілді, олар үшінші тарап құралдары фрагменттеу тапсырмаларын орындауға пайдалана алады; алайда, фрагменттеу бағдарламалық жасақтамасы енгізілген жоқ. Windows 2000, Windows XP және Windows Server 2003-те Microsoft Diskeeper-ге негізделген фрагменттеу құралын қосты, ол фрагменттеу API-лерін пайдаланды және Компьютерлік басқаруға енгізілді. Windows Vista, Windows 7 және Windows 8 бағдарламаларында құрал едәуір жақсартылды және визуалды дискі картасы жоқ жаңа интерфейс берілді және енді Компьютерлік басқарудың бөлігі емес. Microsoft Windows үшін тегін және коммерциялық үшінші тараптың дефрагментация өнімдері де бар. BSD UFS және әсіресе FreeBSD ішкі қайта бөлуді қолданады, ол ақпаратты дискіге жазған сәтте фрагментацияны азайтуға тырысады. Бұл ұзақ уақыт пайдаланылғаннан кейін жүйедегі нашарлауды тиімді түрде бақылайды. Btrfs онлайн және автоматты фрагментация мүмкіндігіне ие. Linux ext2, ext3 және ext4: UFS сияқты бұл файлдық жүйелер фрагментацияны үнемі бақылауда ұстауға арналған бөлу әдістерін қолданады. Нәтижесінде, көптеген жағдайларда фрагментация қажет емес. ext2 өзінің кейінгі ext3 файлымен жұмыс істемейтін e2defrag деп аталатын офлайн дефрагментация құралын қолданады. Алайда, басқа бағдарламалар немесе файлдық жүйеге тәуелсіз defragfs сияқты құралдар ext3 файлдық жүйені фрагменттеу үшін пайдаланылуы мүмкін. ext4 ext3-ке біршама кері үйлесімді, сондықтан дефрагментация бағдарламалары бірдей қолдау көрсетеді. Қазіргі уақытта e4defrag файлдық жүйені, оның ішінде онлайн-дефрагментацияны фрагменттеу үшін пайдалануға болады. VxFS fsadm бағдарламалық жасақтамасын ұсынады, оған фрагментация операциялары кіреді. JFS IBM операциялық жүйелерінде defragfs бағдарламалық қамтамасыз етуіне ие. 1998 жылы Mac OS 8.1 бағдарламасымен енгізілген HFS Plus файлдарды жеке дефрагментаторсыз қолжетімділік кезінде дефрагментациялау үшін бөлу алгоритмдерін оңтайландыруға мүмкіндік береді. Файлдарды "ұшып" фрагменттеуге бірнеше шектеулер бар (оның ішінде 20 МБ дейін). OS X 10.3 кезінен бастап Coriolis Systems компаниясының iDefrag бағдарламасы қол жетімді. Дәстүрлі Mac OS-де фрагментацияны Norton SpeedDisk және TechTool Pro жасай алады. WAFL NetApp-тің ONTAP 7.2 операциялық жүйесінде үлкен файлдарды фрагменттеуге арналған қайта бөлу деп аталатын команда бар. XFS xfs fsr деп аталатын онлайн-дефрагментация құралын ұсынады. SFS фрагменттеу функциясын мүлдем мемлекетсіз (оның жұмыс істейтін жерінен басқа) өңдеуге мүмкіндік береді, сондықтан фрагменттеуді бірден тоқтатып, бастауға болады. ADFS, RISC OS және Acorn Computers қолданған файлдық жүйе файлдарды фрагментациялауды қолмен дефрагментациялауды қажет етпей, бақылауда ұстайды.
FAT: MS DOS 6. x and Windows 9x systems come with a defragmentation utility called Defrag. The DOS version is a limited version of Norton SpeedDisk. The version that came with Windows 9x was licensed from Symantec Corporation, and the version that came with Windows 2000 and XP is licensed from Condusiv Technologies. NTFS was introduced with Windows NT 3.1, but the NTFS filesystem driver did not include any defragmentation capabilities. In Windows NT 4.0, defragmenting APIs were introduced that third party tools could use to perform defragmentation tasks; however, no defragmentation software was included. In Windows 2000, Windows XP and Windows Server 2003, Microsoft included a defragmentation tool based on Diskeeper that made use of the defragmentation APIs and was a snap in for Computer Management. In Windows Vista, Windows 7 and Windows 8, the tool has been greatly improved and was given a new interface with no visual diskmap and is no longer part of Computer Management. There are also a number of free and commercial third party defragmentation products available for Microsoft Windows. BSD UFS and particularly FreeBSD uses an internal reallocator that seeks to reduce fragmentation right in the moment when the information is written to disk. This effectively controls system degradation after extended use. Btrfs has online and automatic defragmentation available. Linux ext2, ext3, and ext4: Much like UFS, these filesystems employ allocation techniques designed to keep fragmentation under control at all times. As a result, defragmentation is not needed in the vast majority of cases. ext2 uses an offline defragmenter called e2defrag, which does not work with its successor ext3. However, other programs, or filesystem independent ones such as defragfs, may be used to defragment an ext3 filesystem. ext4 is somewhat backward compatible with ext3, and thus has generally the same amount of support from defragmentation programs. Currently e4defrag can be used to defragment an ext4 filesystem, including online defragmentation. VxFS has the fsadm utility that includes defrag operations. JFS has the defragfs utility on IBM operating systems. HFS Plus introduced in 1998 with Mac OS 8.1 has a number of optimizations to the allocation algorithms in an attempt to defragment files while they are being accessed without a separate defragmenter. There are several restrictions for files to be candidates for 'on the fly' defragmentation (including a maximum size 20MB). There is a utility, iDefrag, by Coriolis Systems available since OS X 10.3. On traditional Mac OS defragmentation can be done by Norton SpeedDisk and TechTool Pro. WAFL in NetApp's ONTAP 7.2 operating system has a command called reallocate that is designed to defragment large files. XFS provides an online defragmentation utility called xfs fsr. SFS processes the defragmentation feature in almost completely stateless way (apart from the location it is working on), so defragmentation can be stopped and started instantly. ADFS, the file system used by RISC OS and earlier Acorn Computers, keeps file fragmentation under control without requiring manual defragmentation.