Дефрагментация диска-история и инженерные улучшения Windows 7.

Эта статья о дефрагментации диска, что бы вы имели четкое представление об улучшении утилиты дефрагментации диска в Windows 7. Я знаю, что есть много историй об дефрагментации и как этот вопрос производительности важен, а также дефрагментация является и большой загадкой для большинства людей.

Таким образом, многие люди узнали, что, если ваша машина медленно работает ,то вы должны были пройти сверхсекретный процесс дефрагментации. В Windows Vista этот вопрос решили просто – поставить процесс на автопилоте с намерением, чтобы вам никогда не придется беспокоиться об этом. На практике это оказывается правдой, по крайней мере в пределах автоматического запуска процесса (то есть, если вы включаете машину каждую ночь, то он никогда не будет работать). Я получил много откликов от знающих людей, желающих получить больше информации о статусе дефрагментации, особенно во время выполнения, а также большую гибкость с точки зрения общего управления процессом. Эта   статья  будет подробно описывать изменения, которые сделаны на основе этой обратной связи. При чтении почты и комментариев, которые я получил,я думал, что было бы полезно, чтобы войти в немного более подробный процесс восприятия и реальности прироста производительности, а также конкретных улучшений.В этой статье, я ориентируюсь на дефрагментацию диска в Windows 7. Прежде чем обсуждать изменения, внесенные в Windows 7, давайте пообщаемся немного о том, что такое фрагментация, и как её применять.

Хранение и иерархия памяти включает аппаратные программы между жестким диском и процессором, жесткие диски, относительно медленные и имеют сравнительно более высокую латентность. Считывание / запись  несколько раз от и до жестких дисков измеряется в миллисекундах (как правило, 2-5 мс) – что звучит довольно быстро по сравнению с 2 ГГц процессор, который может вычислять данные менее чем за 10 наносекунд (в среднем) после того, как данные попадут в кэш-память L1 памяти процессора.

Этот разрыв только увеличивается в течение последних 2 лет – ниже цифры заслуживающей внимания.

Прирост производительности после дефрагментации

История дефрагментации дисков

Короче говоря, цифры показывают, что в то время как возможности диска растут, их способность для передачи данных или записи новых данных, не увеличивается при эквивалентной скорости – так что диски содержат больше данных, которые занимают больше времени для чтения и записи. Таким образом,чтобы сделать работу,быстрые процессоры относительно простаивают в ожидании данных .

Значительные исследования в области компьютерных наук были сосредоточены на улучшении всей системы ввода / вывода, которые привели к двум принципам, которой операционная система пытается следовать:

  1. Выполнять меньше I / O, то есть попытаться свести к минимуму количество обращений раз  к чтению диска, не записывать запрос который выдается.
  2. Если I / O выдается, передача данных разбивается в сравнительно большие куски, то есть читать и записывать в объеме.

Оба правила имеют достаточно простое  обоснование:

  1. Каждый раз, когда I / O выдается процессором, нескольким компонентам программного и аппаратного обеспечения нужно сделать работу, чтобы удовлетворить эту просьбу. Это способствует увеличению задержки, т.е. время, пока запрос не выполнится. С этой задержкой часто непосредственно сталкиваются пользователи при чтении данных ,и это приводит к увеличению разочарованных пользователей , если ожидания не оправдываются.
  2. Движение механических частей в значительной степени способствует понесенным задержкам. Для жестких дисков, « вращательный момент »(время, необходимое для раскрутки диска , чтобы повернуть его и чтобы получить часть диска расположенную под головкой диска) и “ время поиска ”(время, затраченное на движение головки, чтобы двигаться так, чтобы она была расположена, так что бы иметь возможность чтения / записи целевой дорожки) являются двумя основными виновниками. При чтении или записи больших кусков, понесенные затраты амортизируются большим количеством данных, которые передаются, – иными словами, “единица”  передачи данных расходов уменьшается.

Файловая система NTFS, работает достаточно сложно, чтобы попытаться удовлетворить вышеуказанные правила. В качестве примера, рассмотрим случай, когда я слушаю песню “Hotel California” от Eagles (одна из моих самых любимых групп). Когда я впервые сохранил 5MB файла на мой жёсткий диск с NTFS, файловая система пыталась найти достаточное свободное место, чтобы иметь возможность разместить 5 Мб данных “вместе” на диске. Так как логически связанные данные (например, содержимое одного и того же файла или каталога), скорее всего, чтение или запись примерно одновременно. Например, я, как правило, проигрываю всю песню “Hotel California”, а не её часть. В течение 3 минут, что песня играет, компьютер будет выбирать части этого “содержания, связанного  с диском, пока весь файл потребляется. Убедившись, что данные помещаются вместе, система может выдавать запросы на чтение больших кусков (часто предварительное чтение данных в ожидании того, что вскоре они будут использоваться), которая, в свою очередь, позволит свести к минимуму механическое движение твердых компонентов диска, а также обеспечить меньшее количество  выданных ввода / вывода.

Учитывая, что файловая система пытается помещать данные непрерывно, то когда происходит фрагментация ? Изменения в хранимых данным (например, добавление, изменение или удаление содержимого) вызывают изменения размещения данных на диске  и может привести к фрагментации. Например, удаление файлов естественно, вызывает пространство де-распределения и, как следствие “дыры” в специально отведенном месте карты – это состояние называется «фрагментация свободного места». Со временем непрерывное свободное пространство становится все труднее найти, ведущие к фрагментации для нового хранения содержимого. Очевидно, что удаление не единственная причина фрагментации – как уже упоминалось выше, другие файловые операции, такие как изменение содержания или добавление данных в существующий файл в конечном итоге может привести к тем же условиям.

Так как же помочь дефрагментации? В сущности, дефрагментация помогает, перемещая данные вокруг так, что они снова помещены более оптимально на жестком диске, что обеспечивает следующие преимущества:

  1. Любое логически связанное содержание, которое было фрагментировано , может быть размещено смежно
  2. Свободное место может быть соединено таким образом, чтобы новый контент записывался на диск и это можно сделать более эффективно

Следующая диаграмма поможет проиллюстрировать то, что мы обсуждаем. Первая иллюстрация представляет собой идеальное состояние диска – есть 3 файла, A, B и С, и все они хранятся в смежных областях, нет фрагментации. На втором рисунке представляет собой фрагментированный диск – порция данных, связанных с файлами в настоящее время находится в несмежных местах (за счет роста файла). Третья иллюстрация показывает, как данные на диске будут выглядеть после дефрагментации диска .

История дефрагментации дисков

Почти все современные файловые системы поддерживают дефрагментацию – различия как правило, в  механизме дефрагментации , независимо от того, как он сделан в Windows, отдельный системный планировщик задач или, будь то механизм более косвенным образом управляющий и внутри файловой системы. Проектные решения просто отражают конкретные цели проектирования системы и необходимые компромиссы. Кроме того, маловероятно, что общее назначение, файловой системы может быть спроектировано таким образом, что фрагментация не произойдёт.

На протяжении многих лет, дефрагментации было уделено много внимания, потому что исторически фрагментация была проблемой, которая может иметь более серьезные последствия. В первые дни персональных компьютеров, когда диск был потенциально измеряемым в мегабайтах, диски работали быстрее и фрагментация происходила чаще. Кроме того, память, была значительно ограничена и отзывчивость системы все в большей степени основывалась на дисковых операциях ввода / вывода. Это дошло до критической точки, так что некоторые пользователи стали делать дефрагментацию еженедельно или даже чаще! Сегодня очень большие диски можно купить дешево и % использования диска для среднего потребителя, скорее всего, будет ниже,и вызывает сравнительно меньше фрагментации. Кроме того, компьютеры могут использовать больший объем оперативной памяти (часто достаточно, чтобы иметь возможность кэшировать набор данных активно используемых). , Что вместе с улучшением файловой стратегии системы распределения, а также кэширование и упреждающее чтение алгоритмов, также помогают улучшить общую отзывчивость. Таким образом, в то время как разница в производительности между процессором и дисками продолжает расти, а фрагментация имеет место, комбинированное оборудование и программное обеспечение в других областях позволит Windows смягчить воздействия фрагментации и обеспечить большую отзывчивость.

Таким образом, как бы вы оценили фрагментацию данного программного обеспечения сегодня и оборудования? Первый вопрос может быть таким: как часто происходит фрагментация на самом деле и в какой степени ? В конце концов, 500 Гб данных, с 1% фрагментации значительно отличается от 500 Гб с 50% фрагментацией. Во-вторых, что такое фактические потери производительности от фрагментации, с учетом современного оборудования и программного обеспечения ? Довольно многие из вас вероятно, помнят различные продукты, представленные за последние два десятилетия, предлагающие различные улучшения производительности (например, дефрагментации оперативной памяти, сжатие диска и т.д.), многие из которых устарели,из-за аппаратных и программных достижений.

Частота и степень фрагментации домашних компьютеров в среднем  варьируется немного в зависимости от доступного дискового пространства, потребления диска, а также моделей использования. Другими словами,нет общего ответа . Фактическое воздействие на производительность дробления, тем более интересный вопрос, но его еще более сложно точно определить. Значимые оценки потери производительности, фрагментации потребуется следующее:

  • Наличие такой системы, которая была “в возрасте”, чтобы создать фрагментации в типичной или представительным образом. Но, как отмечалось выше, нет ни одного представителя поведения. Например, частоты и степени фрагментации на компьютере используются в основном для просмотра веб-страниц будет отличаться от компьютера, используемого в качестве файлового сервера.
  • Выбор значимых дисков связанных метрик, например, загрузка и первое время после запуска приложения загрузки.
  • Повторные измерения, которые могут быть статистически значимые

Давайте рассмотрим пример, который помогает проиллюстрировать сложность непосредственно корреляции степени фрагментации с видимой пользователю производительностью.  В Windows XP любой файл, который разделён на более чем одну часть считается фрагментированным. В Windows Vista не так, если фрагменты достаточно велики – алгоритм дефрагментации  был изменен (по сравнению с Windows XP), чтобы игнорировать куски файлов, размер которых превышает 64 МБ. В результате дефрагментации в XP и Vista, дефрагментация сообщит различное количество тома фрагментации . Итак, какой из них правильный? Ну, прежде чем можно будет ответить на этот вопрос , мы должны понять, почему дефрагментация в Vista была изменена. В Vista мы проанализировали влияние дефрагментации и определили, что наиболее значительный прирост производительности от дефрагментации , это когда куски файла объединяются в достаточно большие куски так, что влияние диска на поиск и задержки не имеют существенного значения по сравнению с задержкой связанной с последовательно чтения файла. Это означает, что есть точка, после которой объединения фрагментированных частей файлов не имеет заметных выгод . В самом деле, есть негативные последствия этого. Например, для дефрагментации нужно объединить фрагменты, которые 64 или больше и требуется значительное количество операций ввода / вывода, что противоречит принципу минимизации ввода / вывода, которые мы обсуждали ранее (так как это снижает общую пропускную способность диска пользователями и  инициирования I / O ), и ставит большое давление в системе, чтобы найти большие, смежные блоки свободного дискового пространства. Вот сценарий, в котором, конечно, количество фрагментации данных просто отлично – ничего не нужно делать, чтобы уменьшить эту фрагментацию оказывается правильным ответом!

Обратите внимание, что понятие, которое является относительно простым для понимания, такое как количество фрагментации и её влияние, на самом деле гораздо сложнее, и ее реальное влияние требует всеобъемлющей оценки всей системы и точного решения. Различные дизайнерские решения по Windows XP и Vista, отражают эту оценку в типичной среде аппаратного и программного обеспечения, используемого клиентами. В конце концов, когда мы размышляем о дефрагментации, важно понимать, что есть много дополнительных факторов, способствующих к  реагированию системы , которая должна быть рассмотрены ,как простой подсчет существующих фрагментов.  Программа дефрагментации в Windows 7 была изменена на основе непрерывного и целостного анализа влияния на отзывчивость системы:

В Windows Vista, мы сняли весь пользовательский интерфейс, который будет предоставлять подробную информацию о состоянии дефрагментации. На основании этого был построен новый графический интерфейс для дефрагментации! В результате, в Windows 7, вы можете контролировать состояние более легко и интуитивно. Кроме того, дефрагментацию можно безопасно остановить в любое время в ходе процесса и на всех томах очень просто (если требуется). Два скриншота ниже иллюстрирует простоту мониторинга:

Влияние фрагментации диска на производительность

Влияние фрагментации диска на производительность

В Windows XP дефрагментация должна быть инициирована пользователем (ручной режим) т.е. она не может быть запланирована. В  Windows Vista добавлена ??возможность запланировать дефрагментацию – однако, только один том может дефрагментироваться в любой момент времени. Windows 7 снимает это ограничение – несколько томов теперь можно дефрагментировать параллельно , которым требуется дефрагментация до начала ту же операцию на другом томе! На скриншоте ниже показано, как дефрагментация может быть одновременно запланированы в нескольких объемах:

Статьи о дефрагментации

Прирост производительности после дефрагментации

Среди других изменений в Windows 7 ,можно отметить следующие:
Дефрагментация в Windows 7 является более всеобъемлющей – многие файлы, которые не могут быть повторно расположены в Windows Vista или более ранних версиях , теперь могут оптимально повторно размещены. В частности, много работы было сделано для того, различные метаданные NTFS файлов стали подвижными. Эта возможность переместить файлы метаданных NTFS  , также преимущества сокращения объема , так как это позволяет системе упаковать все файлы и метаданные файловой системы, более тесно и свободное пространство до “в конце”, которые могут быть возвращены в случае необходимости.
Если обнаружены твердотельные носители , Windows отключает дефрагментацию на этом диске. Физическая природа твердотельных СМИ такова, что им дефрагментация не нужна, а на самом деле, может привести к снижению общей жизни  в некоторых случаях.
По умолчанию дефрагментация отключена на Windows Server 2008 R2 (Windows 7 Server версии). Учитывая изменчивость серверных нагрузок, дефрагментация должна быть включена и запланирована только администратором, который понимает эти нагрузки.
Рекомендации по использованию дефрагментации в Windows 7 просты – вам не нужно ничего делать! Дефрагментация планируется автоматически , запускается периодически и в фоновом режиме с минимальным воздействием на вашу деятельность. Это гарантирует, что данные на жестких дисках эффективно расположены таким образом, что система может обеспечить оптимальное реагирование, и вы сможете продолжать пользоваться  без сбоев вашей системой.


Смотрите также:

Оставить комментарий


+ 6 = eight

Календарь
July 2014
M T W T F S S
« May    
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031  
Статистика
Rambler's Top100 Яндекс.Метрика
Apple Cdma и GSM разница Facetime как пользоваться Gpedit msc Windows 7 Hard reset HTC one x Hspa что это Java для ipad Kmz в gpx Восстановление иконок Windows 7 Восстановление удаленных файлов Windows 7 Значки для папок Windows 7 Как активировать ipad 2? Как изменить значок ярлыка? Как изменить устройство воспроизведения звука? Как настроить ipad mini через itunes? Как отключить обновление Google chrome? Как пользоваться командной строкой? Как разблокировать Айфон 5? Как убрать блокировку экрана Windows 8? Контекстное меню Windows 7 Плюсы и минусы айфона 5 Рабочая группа Windows 7 Секретные коды для iphone Сканер wifi сетей для Windows 7 Скрытые файлы в Windows 8 Сортировка контактов в iphone Увеличить шрифт на iphone 4 видео Удаление приложений Windows 8 Удалить дубликаты файлов Юсб модем для андроид планшета