הוסבר איחוי הדיסק

איחוי הדיסקים היה מוקף במסתורין עם עצה לעולם לא לגעת בעכבר המחשב בזמן שהאיחוי פועל, לעשות זאת במצב בטוח ולהתאים את עצמך לאפשרות של אובדן נתונים בגלל הפסקת חשמל מדי פעם. אנשים רבים עדיין חוששים מאיחוי או פשוט מנסים לא לחשוב על זה בגלל העצה הישנה שעולה עדיין בחיפושים באינטרנט. במאמר זה אנסה להסביר את איחוי הדיסקים ואת כל הרעיונות הקשורים במילים פשוטות כדי לבטל כל פחד או מיתוס הקשורים אליו.

כדי להבין מהי איחוי דיסק, ראשית יש להבין כיצד פועל דיסק קשיח, מהי מערכת קבצים וכיצד באמת קוטע. אלה אולי נשמעים כמו מונחים טכניים מאוד, אך המושגים הם די קלים להבנה עם קצת הסבר וכמה איורים. בואו נסתכל עליהם כאן.

איך עובד הכונן הקשיח שלך

הכונן הקשיח שלך (הכונן הקשיח) הוא החלק האיטי ביותר במחשב שלך, מכיוון שהוא מכיל חלקים נעים - פלטות מסתובבות וראש הקריאה והכתיבה. כך זה נראה בתוך המחשב שלך:

בכל פעם שאתה פותח קובץ (או שהמערכת מנסה לגשת לקובץ), המעבד שולח את הבקשה לכונן הקשיח וראש הקריאה-כתיבה מתחיל לנוע כדי לאחזר את הנתונים המבוקשים. במקום לפרט ולדבר על אופן התנועה של ראש הקריאה והכתיבה בדיוק (תוך שימוש במונחים כמו 'מהירות זוויתית', 'חפש זמן' וכאלה), פשוט אציין עובדה שתצטרך לזכור - מבחינת מהירות הגישה לנתונים החלק החיצוני של מגש הכונן הקשיח, המכונה גם החלק הקדמי של הכונן, הוא המהיר ביותר, ואילו החלק הפנימי, או גב הכונן, הוא האיטי ביותר.

משטח הדיסק מחולק למגזרים ומסלולים (ראה תמונה למטה). אם זה נראה כמו יותר מדי מידע לקחת, אז אל תדאג. ישנן שתי סיבות לכך שאני מוסיף מידע זה במאמר שלי - זה עשוי לעזור ליצור בראש שלך תמונה שמראה כיצד הנתונים נשמרים בכונן הקשיח, ואלה גם מונחים המשמשים לעתים קרובות בתוכנת איחוי. אז אם אתה יכול לעשות את המאמץ הנוסף, אז בכל מקרה אנא קרא את החלק הזה ונסה להבין את המינוח הטכני ביותר שעומד להלן כאן.

מסלולים הם בעצם כמו הטבעות השנתיות על עץ כרות. והמגזרים הם כמו טריזים בפיצה, למעט במינוח המחשב מגזר יחיד הוא החלק של טריז הפיצה השייך למסלול יחיד ובדרך כלל גודלו 512 בתים.

בדגמי כונן קשיח שונים עשויים להיות מספר שונה של מסלולים ומגזרים. עם זאת, העובדה נותרה כי לנתונים המאוחסנים על המסלולים החיצוניים בכל כונן קשיח לוקח פחות זמן לגישה של הראש לקריאה מאשר לנתונים המאוחסנים במסלולים הפנימיים.

מהי מערכת קבצים?

עם כמויות עצומות של נתונים המאוחסנות בכונן הקשיח צריכה להיות דרך לארגן ולשלוט בו, וזה מה שמערכות קבצים עושות. NTFS היא מערכת הקבצים בה משתמשת מיקרוסופט במערכת ההפעלה Windows (החל מ- Windows NT ואילך). מערכת הקבצים שומרת על המיקום הפיזי של כל קובץ בכונן הקשיח ומאפשרת למחשב לאחזר נתונים כאשר הם מתבקשים. מערכת הקבצים משלבת קבוצות של מגזרים של 512 בתים לאשכולות, שהיא יחידת השטח הקטנה ביותר לאחסון קובץ או חלק מקובץ. בכוננים קשיחים של NTFS יש בדרך כלל 8 מגזרים לכל אשכול, מה שאומר שגודל של אשכול יחיד הוא 4096 בתים. זה גודל החלקים שכל קובץ מתחלק אליהם. בהתחשב בכך שגדלים של קבצים רבים המאוחסנים בכונן הקשיח נמדדים במגה-בייט ואפילו בגיגה-בייט, ומחלק אותם לפיסות של 4096 בתים, אם כי נחוץ ממספר סיבות, מספק פוטנציאל עצום לפיצול.

מהו פרגמנטציה?

בכונן קשיח מעוצב טרי קבצים נכתבים בצורה רציפה - כל האשכולות השייכים לקובץ יחיד מאוחסנים בקפידה יחד והקובץ הוא במלואו אחד, מכיוון שיש מספיק מקום פנוי לכתוב כל קובץ. ואז אתה מתחיל להשתמש במחשב האישי שלך. אם לא היית משתמש בו, הוא יישאר מסודר בקפידה ולא תצטרך לדאוג לפיצול, אבל אז זה לא יהיה אלא קישוט לחדר יקר. פיצול קורה לא בגלל שאתה עושה משהו לא בסדר או בגלל שהמחשב שלך רע, זה מה שקורה עם שימוש רגיל במחשב האישי. תאר לעצמך כונן קשיח עם קבצים המאוחסנים בקפידה אחד ליד השני. עכשיו תגיד שאתה מוחק קובץ של 1 מגה בייט מאמצע הקבוצה המאוחסנת בקפידה, ואז שומר קובץ של 2 מגה בייט בכונן הקשיח. המערכת שלך מחפשת מקום פנוי לכתוב את הקובץ אליו, היא מוצאת את גוש השטח הפנוי של 1 מגה-בייט שהזמנת זה עתה על ידי מחיקת הקובץ הישן, ומתחיל לכתוב אליו את הקובץ החדש, וכפי שניתן היה לצפות, 1 מגה-בייט מאוחר יותר נגמר לו המקום במקום זה ומתחיל לחפש את גוש השטח הפנוי הבא. אם חלון החלל הבא הוא בגודל של 1 מגה בייט, הקובץ שנשמר לאחרונה נשבר לשני חלקים בלבד. אבל נניח שהגוש הבא של שטח פנוי הוא חצי מגה, ואז לאחר שכתב חלק מהקובץ שלך למקום הזה, המערכת מחפשת יותר מקום והקובץ שלך נשבר ליותר מ -2 חלקים. זהו הסבר פשוט לאופן שבו מתרחש פיצול.

כדי לראות מדוע זה חשוב לביצועי המחשב האישי שלך, עיין בתמונה למטה. בצד שמאל אתה רואה ייצוג סכמטי של קובץ המאוחסן כולם בחלק אחד במיקום אחד. בצד ימין אתה רואה את אותו קובץ מקוטע למספר חלקים המאוחסנים במקומות שונים בכונן הקשיח. עכשיו דמיין את כמות העבודה שעל ראש הקריאה והכתיבה צריך לעשות כדי לאחזר את הקובץ משמאל והשווה אותו לכמות אם העבודה עליו לבצע מקום קפיצה למקום כדי להביא את הקובץ בצד ימין. ברור שזה ייקח יותר זמן לגשת לקובץ בצד ימין. ככל שהקובץ נשבר יותר, וככל שמרוחקים חלקים אלה על הכונן הקשיח, כך לוקח לראש הקריאה לכתוב לשלוף אותו, מה שמביא לביצועים איטיים יותר.

מלבד פיצול הקבצים עצמו, ישנו נושא של פיצול שטח פנוי, אשר בתורו גורם לפיצול קבצים רב יותר. זה קורה בדרך כלל כאשר הנתונים נמחקים ומשאירים חלקים קטנים של שטח פנוי בין קבצים שנותרו. התוצאה היא שכאשר קבצים חדשים נשמרים בכונן הקשיח, המערכת מפרקת אותם לחתיכות כדי להתאים לחלקים קטנים אלה של שטח פנוי.

כיצד עובד איחוי דיסק

עכשיו שאתה יודע את כל מה שאתה צריך לדעת על כוננים קשיחים, מערכת קבצים ופיצול, נעבור לנושא העיקרי של מאמר זה, שהוא איחוי דיסק. אני מקווה שברור מדוע יש צורך לאחות את הכונן הקשיח. פעולה זו לא רק עוזרת בהרכבת חלקי קבצים, אלא יכולה גם לאחד שטח פנוי כך שישנם גושי שטח גדולים יותר לכתוב קבצים חדשים ובכך למנוע פיצול נוסף. איחוי טוב יכלול גם אלגוריתם למיקום קבצים חכם המשתמש במידע על אזורי גישה מהירים ואיטיים יותר לנתונים בכונן הקשיח. בואו נסתכל מקרוב על היבטים אלה של איחוי הדיסק.

איחוי קבצים

במילים פשוטות, איחוי קבצים הוא תהליך של הרכבת חלקי קובץ. מה שמאחות הדיסקים עושה הוא לכתוב מחדש קבצים לבלוקים רצופים של שטח פנוי ולוודא שכל שברי הקבצים כתובים בסדר רצוף. בדרך זו ראש הקריאה והכתיבה של הכונן הקשיח צריך לעבור למיקום אחד כדי לגשת לקובץ המבוקש במקום שיהיה צורך לאסוף חלקי קבצים בכל הכונן.

איחוי שטח פנוי

איחוי או איחוד של השטח הפנוי בכונן הקשיח הוא אחת הטכניקות היעילות ביותר למניעת פיצול. כאשר שטח פנוי נמצא בלוקים גדולים צמודים במקום מפוזר סביב הכונן הקשיח בחלקים קטנים יותר, ניתן למקם בקלות קבצים חדשים שנכתבים לכונן הקשיח בחלק אחד. בעת שכתוב מחדש של קבצים במהלך איחוי הדיסקים, ניפוי המרתקים מנסה למקם את כל הקבצים קרוב יותר כך שהשטח הפנוי הנותר יאוחד למקטעים גדולים יותר.

מיקום קבצים חכם

לדעת כיצד פועל הכונן הקשיח ואיך מאחסנים נתונים ונגיש אליו, אתה יכול להבין ביתר קלות את התיאוריה שמאחורי מיקום קבצים חכם. יש למעשה יותר מכמה דרכים בהן ניתן להניח קבצים בכונן הקשיח במטרה לשפר את ביצועי המערכת. מאחיכים שונים עשויים להשתמש בטכניקות או באלגוריתמים שונים להצבת קבצים, חלקם מציעים מבחר אלגוריתמים שמשתמש יכול לבחור כדי להתאים לסגנון השימוש האישי שלהם במחשב האישי.

מאחזנים עשויים לנסות לשמור יחד את הקבצים אליהם בדרך כלל ניגשים יחד, כגון קבוצה של קבצי .dll הדרושים בעת הפעלת יישום. זה מקטין מאוד את כמות העבודה שראש הקריאה והכתיבה של הכונן הקשיח צריך לעשות כשמתבקשים לקבצים אלה. הצבת קבצי מערכת למסלולים החיצוניים המהירים של הכונן הקשיח מצמצמת את זמן ההפעלה של המערכת שלך, כמו גם להפעלת יישומים. אזור מהיר זה בכונן הקשיח יכול לשמש גם למיקום קבצים שהגישה אליהם נפוצה ביותר ולשפר את מהירות המשימות היומיומיות. יחד עם זאת, העברת קבצים נדירים המשמשים לחלק האחורי של הכונן (המסלולים הפנימיים האיטיים יותר) מבטיחה שהם אינם מהדרך ואינם תופסים מקום פנוי יקר באזור המהיר.

כפי שאתה יכול לראות, איחוי הדיסקים הוא לא רק להרכיב שברי קבצים, יש בזה כל כך הרבה יותר. כל הטכניקות השונות המשמשות את המרתקים מציעות פוטנציאל רב לשיפור מהירות המערכת וביצועיה. אנשים שמצהירים כי אין צורך באיחוי בכוננים קשיחים מודרניים, אולי לא ניסו איחוי מודרני עם מנוע אופטימיזציה רב עוצמה. כל מי שמשתמש הרבה במחשב האישי שלו, עורך, שומר ומחוק קבצים, מתקין והתקנת תוכנה, משחק במשחקי מחשב או עובד על פרויקטים בית ספריים לטווח ארוך בהחלט יבחין בשיפור בביצועי המחשב לאחר שימוש בתוכנת איחוי עשירה בתכונות עליו. כמו שאומרים, לראות זה להאמין. נסה לאחות ולבצע אופטימיזציה של הכונן הקשיח כדי לראות איזה הבדל הוא יכול לעשות בביצועי המחשב.