Фрагментация и дефрагментация

В самом начале утверждалось, что NTFS не подвержена фрагментации файлов. NTFS - система, которая как никакая другая предрасположена к фрагментации. Однако, все внутренние структуры построены таким образом, что фрагментация не мешает быстро находить фрагменты данных. Но от физического последствия фрагментации - лишних движений головок - она, конечно, не спасает. Как известно, система сильнее всего фрагментирует файлы когда свободное место кончается, когда приходится использовать мелкие дырки, оставшиеся от других файлов. Диск NTFS поделен на две зоны. В начала диска идет MFT зона - зона, куда растет MFT, Master File Table. Таким образом мы имеем не один заход окончания диска, а несколько. В результате если NTFS работает при диске, заполненном на около 90% - фрагментация быстро растет.

Попутное следствие - диск, заполненный более чем на 88%, дефрагментировать почти невозможно - даже API дефрагментации не может перемещать данные в MFT зону. Может оказаться так, что у нас не будет свободного места для маневра.

Далее. NTFS работает себе и работает, и всё таки фрагментируется - даже в том случае, если свободное место далеко от истощения. Этому способствует странный алгоритм нахождения свободного места для записи файлов. Алгоритм действий при любой записи такой: берется какой-то определенный объем диска и заполняется файлом до упора. Причем по очень интересному алгоритму: сначала заполняются большие дырки, потом маленькие.

Файловые системы семейства FAT сильнее подвержены фрагментации, т.к. вновь создаваемому файлу всегда выделяется первые найденные свободные кластеры (а в процессе удаления файлов, на томе создается много свободных фрагментов небольшого размера). В файловой системе NTFS новым файлам выделяются в первую очередь участки со смежными кластерами, и только в том случае, когда на томе нет непрерывного участка дискового пространства необходимого размера, тогда файлу выделяются не смежные кластеры.

Для того, чтобы решить проблему фрагментированности файлов на жестком диске нам понадобится программа входящая в состав операционной системы Windows XP Дефрагментация диска (Disk Defragmenter). Вызывается она через меню Пуск / Все программы / Стандартные / Служебные / Дефрагментация диска. Есть и другие способы вызова утилиты Дефрагментация диска. Например, откройте окно Мой компьютер и выберите том (диск) который вы хотели бы дефрагментировать – нажмите на нем один раз правую кнопку мыши, в появившемся контекстном меню выберите опцию Свойства. После того как перед вами откроется окно Свойства локального диска, перейдите на вкладку Сервис и в появившемся окне нажмите на кнопку Выполнить дефрагментацию. Еще можно применить более простой способ – запуск через командную строку. Для этого зайдите в меню Пуск / Выполнить, в появившейся командной строке введите dfrg.msc.

Во всех случаях перед вами появиться окно Дефрагментация диска. Теперь рассмотрим как же произвести эту дефрагментацию. Данная программа работает в два этапа. В первом этапе выполняется анализ на тома на выявления необходимости произвести дефрагментацию. Во втором этапе производиться сама дефрагментация. Сначала вам нужно выделить нужный том (диск), потом нажать на кнопку Анализ. Через некоторое время утилита сообщить вам о том, нужно ли производить дефрагментацию этого диска (тома) или нет. Если после анализа вам было сообщено о том, что рекомендуется произвести дефрагментацию этого тома – сделайте это. Обратите внимание на то, что сам процесс дефрагментации может занимать достаточно большое количество времени, при этом старайтесь вообще не работать это время за компьютером.

После завершения дефрагментации диска можно просмотреть оценку использования диска до дефрагментации и после дефрагментации. Там есть четыре разных области: фрагментированные области (выделены красным); нефрагментированные области (темно-синим); свободное пространство диска (белым) и неперемещаемые файлы (зеленым) – такие файлы не могут быть дефрагментированны (перемещены), потому что являются частью операционной системы.

Плюсы дефрагментации в NTFS

- практически неограниченный возможный размер тома, рекомендовано не более 2 Тб

- практически неограниченное число файлов

- Теоретически размер файла может составлять 16 эксабайт, размер файла неограничен

- имя файла может состоять из 255 символов, любые символы любых алфавитов (65 тысяч разных начертаний)

- атрибуты файла не исчерпываются базовым набором, всё, что придет в голову производителям программного обеспечения

- встроена возможность физически шифровать данные

- встроеное сжатие файлов

- полная устойчивость к сбоям - автоматическое восстановление системы при любых сбоях (не считая физические ошибки записи, когда пишется одно, а на самом деле записывается другое), не бывает такого, что файл не дописался из-за отключения электричества или попал на бэд сектор, - не нужен скандиск, однако гарантируется только целостность файловой системы, а не ваших данных, если при записи файла получилась авария, то файл может и не записаться, чудес не бывает...

- минимальный размер кластера, наибольшая экономичность, файл занимает меньше места, чем в FAT 16, 32

- работа с огромными массивами данных и внушительными каталогами организована как нельзя более эффективно и очень сильно превосходит по скорости другие системы

- один и тот же файл может иметь много имен, он не удаляется пока не удалишь последнее имя, редко используется

- возможность создания виртуальных каталогов, как и виртуальных дисков

- очень быстрый поиск файла если он не слишком сильно фрагментирован, однако уступает Fat 16 в случае большой фрагментации

- наиболее эффективная система нахождения свободного места при создании или копировании файла

- Фрагментация файлов не имеет практически никаких последствий для самой файловой системы - работа фрагментированной системы ухудшается только с точки зрения доступа к самим данным файлов

- Быстрый доступ к произвольному фрагменту файла (например, редактирование больших.wav файлов).

- Очень быстрый доступ к маленьким файлам (несколько сотен байт) - весь файл находится в том же месте, где и системные данные (запись MFT).

Минусы:

- С помощью NTFS нельзя форматировать дискеты, флешки и т.д.

- очень сильно расположена к предрасположена к фрагментации файлов, необходима частая дефрагментация, так как стандартные дефрагментаторы работают не эффективно, оставляя фрагментированные файлы, самый лучший из альтернативных дефрагментаторов Norton Speeddisk

- огромная виртуальная фрагментация сжатых файлов

- сильная фрагментация огромных каталогов

- меньшее быстродействие с малыми каталогами

- медленная работа с малыми томами до 1 Гб

- 12% диска нельзя использовать из-за MFT зоны

- большие требования к оперативной памяти, необходимой для работы системы, так называемое кэширование файлов и каталогов рекомендуется не менее 128 Мб

- рекомендованы быстрые винчестеры, как ни прискорбно, на медленных винтах будет быстрее работать FAT, а кэш или буфер винчестера, никакого влияния на быстродействие NTFS не оказывает, так как NTFS из соображений надежности хранения информации осуществляет модификацию системных областей с флагом " не кэшировать запись", напротив с большим буфером винчестера, FAT работает еще быстрее...

- при большем, чем 4 кб, размере кластера отключается встроенная в файловую систему возможность сжатия индивидуальных файлов, а также перестает работать стандартный API дефрагментации - т.е. подавляющее число дефрагментаторов, в том числе встроенный в винду, впрочем работает тот же самый Norton Speeddisk

- Быстродействие системы FAT32, можно довольно существенно повысить, увеличив размер кластера, в отличии от NTFS

- Если диск NTFS был получен преобразованием раздела FAT16 или FAT32 (команда convert), то данная процедура в большинстве случаев представляет собой тяжелый случай для быстродействия, так как структура служебных областей NTFS, скорее всего, получится очень фрагментированной. Если есть возможность - избегайте преобразования других систем в NTFS, так как это приведет к созданию очень неудачного диска, которому не поможет даже типичный (неспециализированный) дефрагментатор, типа Diskeeper-а или встроенного в Windows XP

- Активная работа с диском, заполненным более чем на 80% - 90%, представляет собой катастрофический для быстродействия NTFS случай, так как фрагментация файлов и, самое главное, служебных областей, будет расти фантастически быстро. Если ваш диск используется в таком режиме - FAT32 будет более удачным выбором при любых других условиях.