Etwas über Festplattenfragmentierung

Die Fragmentierung der Festplatte sollte eigentlich Dateifragmentierung heißen, da die Dateien nicht kontinuierlich in zusammenhängenden Clustern auf der Festplatte gespeichert werden, sondern an verschiedenen Stellen der Festplatte.

Wenn der von den Anwendungen benötigte physische Speicher nicht ausreicht, erzeugt das Betriebssystem normalerweise eine temporäre Auslagerungsdatei auf der Festplatte. Der von dieser temporären Auslagerungsdatei belegte Speicherplatz wird zur Bildung des virtuellen Speichers verwendet. Das Verwaltungsprogramm des virtuellen Speichers liest und schreibt häufig auf der Festplatte und erzeugt eine große Anzahl von Fragmenten. Dies ist der Hauptgrund für die Fragmentierung der Festplatte.

Darüber hinaus werden viele Fragmentierungen durch temporäre Dateien im System verursacht. Temporäre Dateien entstehen, wenn ein Web-Browser Informationen durchsucht oder der Benutzer sie direkt aufruft. Häufige Defragmentierung der Festplatte kann die Leistungsfähigkeit der Festplatte im Computer verbessern.

1. Definition

Festplattenfragmentierung bezieht sich auf unzusammenhängende Dateien, die beim Lesen und Schreiben auf der Festplatte entstehen. Die nicht kontinuierlichen Dateien, die auf die Festplatte geschrieben werden, können zu einer Fragmentierung führen. Die Fragmentierung verlängert die Suchzeit auf der Festplatte und beeinträchtigt die Systemleistung. Wenn zum Beispiel der virtuelle Speicher die Festplatte belegt, kommt es zu einer Fragmentierung der Festplatte. Erfahren Sie, wie Sie die Festplatte in Windows wieder defragmentieren, um die Computerleistung zu verbessern.

2. Erzeugung

Bei Dateioperationen kann das Windows-System den virtuellen Speicher aufrufen, um Programme synchron zu verwalten. Dies führt dazu, dass viele Programme häufig auf der Festplatte lesen und schreiben.

Ein anderer Fall ist, dass eine kleinere neue Datei auf die Festplatte geschrieben wird, nachdem der Inhalt eines Clusters (bestehend aus Sektoren) in der Mitte gelöscht wurde. Auf beiden Seiten dieser beiden Dateien ist dann noch etwas Platz. Zu diesem Zeitpunkt wird eine weitere Datei geschrieben, aber ein Teil der beiden Teile des Platzes kann diese Datei nicht aufnehmen. Die Datei wird in zwei Teile geteilt. Und es entstehen wieder Fragmente.

Das Herunterladen großer Dateien wie z. B. von Filmen hat sich sehr verbreitet. Während des Herunterladens sind die Leute normalerweise mit anderen Dingen beschäftigt. Heruntergeladene Filmdateien werden in mehrere Fragmente aufgeteilt, um auf der Festplatte gespeichert zu werden. Herunterladen von großen Dateien ist also ein wichtiger Grund für die Fragmentierung.

Darüber hinaus sind häufiges Löschen und Hinzufügen von Dateien ebenfalls ein Grund für  Fragmentierung. Wenn der Speicherplatz für diese Dateien nicht groß genug ist, kommt es zu einer starken Fragmentierung der Festplatte. Zusammen mit dem häufigen Löschen von Dateien wird diese Situation immer ernster.

Obwohl die Fragmentierung der Festplatte die normale Arbeit nicht allzu sehr beeinträchtigt, wird die Laufgeschwindigkeit der Festplatte dadurch erheblich reduziert. Das liegt vor allem daran, dass die Festplatte beim Lesen von Dateien zwischen mehreren Teilen herumspringen muss. Die Latenzzeit, die dadurch entsteht, dass die Festplatte auf die Drehung zu einem bestimmten Sektor warten muss, und die Suchzeit, in welcher der Kopf die Spur wechselt, werden erhöht.

Nachdem der Computer lange Zeit im Einsatz war, befinden sich auf der Festplatte eine Vielzahl von Dateien. Diese Dateien werden nicht auf einem zusammenhängenden Speicherplatz gespeichert, sondern separat an einem bestimmten Ort. Diese fragmentierten Dateien werden als „Festplattenfragmentierung“ bezeichnet. Diese Teile verringern die Gesamtleistung von Windows. Der Festplattenkontakt muss jedes Mal, wenn Dateien gelesen oder geschrieben werden, hin- und hergehen. Dies ist eine Zeitverschwendung. Deshalb bietet Windows ein Programm zur  Defragmentierung an.

3. Das Funktionsprinzip

Lese- und Schreibvorgänge auf der Festplatte während der Programmlaufzeit

Nachdem wir die Ursache der Festplattenfragmentierung kennen, müssen wir auch die Lese- und Schreibvorgänge auf der Festplatte während einer Programmlaufzeit kennen. Wenn wir ein Programm ausführen, erledigt der Kopf des Festplattentreibers im Allgemeinen die folgenden Aufgaben: Suche nach den für die Ausführung des Programms erforderlichen Dateien, Lesen von Daten, Verarbeitung der gelesenen Daten und Übertragung der Daten in den Festplattencache und den Speicher. Die Suchzeit wird im Festplatten-Leistungsindex als durchschnittliche Suchzeit bezeichnet. Sie wird in Millisekunden (ms) angegeben. Die durchschnittliche Suchzeit der Festplatte beträgt weniger als 9,5 ms.

Wenn die relevanten Dokumente von Anwendungen in einem kontinuierlichen Speicherplatz abgelegt werden können, wird die Suchzeit der Köpfe erheblich reduziert. Das Gleiche gilt für das Lesen. Die Zeit, welche die Festplatte benötigt, um Daten im Sektor unterhalb des Kopfes zu lesen, beträgt nur 1/5 der Zeit, die benötigt wird, um den Kopf an eine andere Stelle zu bewegen und dann dieselben Daten zu lesen.

Wenn die Festplatte gelesen wird, prüft das System, ob die Daten im Cache sind. Wenn ja, werden sie direkt gelesen; wenn nicht, wird auf die Festplatte zugegriffen. Dies wird als Lesen der Festplatte bezeichnet. Wenn die gleichen Daten mehrmals gelesen werden müssen, spielt der Cache eine große Rolle. Wenn eine Datei jedoch zum ersten Mal gelesen wird, kann der Cache nichts ausrichten. Die Suchzeit und die Lesezeit beeinflussen die Effizienz der Programmausführung erheblich.

Warum sollten wir die Festplatte defragmentieren?

Wir führen eine Defragmentierung der Festplatte durch, um die Suchzeit des Kopfes zu verringern, da das Windows-System nicht jede Datei an der richtigen Stelle auf der Festplatte ablegen kann,. Daher fügt Microsoft „Disk Defragment“ zu Windows hinzu und bietet „Task Monitor“ an, um die Festplattenaktivität während des Programmstarts zu überwachen. Durch die Verfolgung der Festplattenaktivität kann „Disk Defragment“ effizient arbeiten. „Task Monitor“ wird automatisch mit dem Start von Windows ausgeführt (natürlich müssen Sie „Task Monitor“ im „Start“ ankreuzen).

Wenn eine Anwendung geladen wird, weiß es, dass es während des Programmstarts Dateien sucht und aufruft, indem es die Festplattenzugriffe überwacht. Es findet die gewünschte Datei und speichert das Überwachungsergebnis im versteckten Verzeichnis des Laufwerks C:WindowsApplog. Die meisten Dateien in diesem Verzeichnis haben die Erweiterung „.lgx“. „lg“ steht für die Protokolldatei und „x“ für den Laufwerksbuchstaben.

Das Programm von Laufwerk D: verwendet zum Beispiel „.lgd“ als Erweiterung. Der Dateiname der aufgezeichneten Datei ist der Dateiname der von „Task Monitor“ überwachten Anwendung; das Programm WinZip auf Laufwerk E: wird als „Winzip32.lge“ aufgezeichnet. Wenn der Benutzer eine Defragmentierung der Festplatte durchführt, verschiebt das Programm die zugehörigen Dateien der Anwendung in zusammenhängenden Speicherplatz auf der Festplatte gemäß den Informationen im APP-Protokoll.

Task Monitor sucht nur während des Programmladevorgangs nach Dateiinformationen. Das Programm passt die Reihenfolge an die Häufigkeit der Programmladevorgänge an und optimiert sie. Das bedeutet, dass die Software, die am häufigsten verwendet wird, am besten optimiert wird. Die Datei APPLOG.ind von APPLOG zeichnet die Laufzeiten von Anwendungen auf. Benutzer müssen gängige Software wiederholt starten, Task Monitor verfolgen und aufzeichnen lassen und dann Disk Defragment zum Sortieren verwenden.

Auf diese Weise kann die Geschwindigkeit des Anwendungsstarts wirklich verbessert werden. Wenn der Anwender jedoch die häufig verwendete Software wechselt, z. B. von WinZip zu ZipMagic, verschiebt die Defragmentierung noch lange Zeit die Dateien, die mit WinZip und nicht mit ZipMagic zusammenhängen, in den kontinuierlichen Speicher. Es sei denn, die Ladezeiten von ZipMagic sind länger als die von WinZip.

Um dieses Problem zu lösen, können Anwender „Winzip32.lgx“ löschen. Wenn die Protokolldatei nicht vorhanden ist, wird die Defragmentierung der Festplatte sie nicht optimieren.

4. Externe Fragmente und interne Fragmente

Viele Menschen sind mit den Konzepten der Dateifragmentierung und des Clusters nicht vertraut.

Tatsächlich besteht bei Windows-Systemen jede Partition auf der Festplatte aus der kleinsten Speichereinheit – dem Cluster. Es ist so, als ob eine Wand aus einem umgedrehten Block besteht. Die Größe des Clusters kann vom Benutzer bei der Formatierung der Partition festgelegt werden. Sie beträgt normalerweise einige KB, z. B. 8 KB. Ein Beispiel: Ich habe eine Datei mit einer Größe von 800 MB Punkt 1 KB (1 MB = 1000 KB). 800 MB sind gleich 80.001 KB. 80.000 KB davon belegen 10.000 Cluster. Die restlichen 1 KB müssen ebenfalls 1 Cluster belegen.

Es gibt jedoch einen ungenutzten Platz von 7 KB. Und andere Dateien können diesen nicht vollständig belegten Cluster nicht belegen. Dadurch wird ein wenig Platz vergeudet. Viele Leute bezeichnen die Verschwendung von 7 KB Speicherplatz als interne Fragmentierung auf der Festplatte. Die Benutzer können jedoch die Clustergröße ändern, um den Speicherplatz optimal zu nutzen.

Die externe Fragmentierung wird gewöhnlich als Festplattenfragmentierung bezeichnet. Festplatten-Defragmentierungstools können nur die externe Fragmentierung auf der Festplatte beseitigen. Es sei denn, Sie ändern die Zuweisungseinheit, nämlich die Clustergröße des Dateisystems, um sie zu einem ganzzahligen Vielfachen der Dateigröße zu machen) auf der Festplatte bedeutet eigentlich, dass die nicht kontinuierlichen Cluster von einer Datei belegt werden. Dies ist gleichbedeutend damit, dass die Datei geteilt und separat auf diskontinuierlichen Abschnitten von Clustern gespeichert wird.

Je nach der Anzahl der Teile, in welche die Datei unterteilt ist, gibt es mehrere Stücke. Die Fragmentierung bezieht sich also auf Dateifragmente. Dies kann so verstanden werden, dass die Datei in Teile zerlegt wurde. Manchmal ist die Reihenfolge der Dateifragmente ungeordnet. Zum Beispiel kann es vorkommen, dass ein Cluster-Segment, das von „hinteren Dateifragmenten“ auf der Festplatte belegt ist, in der ersten Reihe eines Cluster-Segments mit „vorderen Dateifragmenten“ liegt. Infolgedessen wird eine Datei auf der Festplatte in einer chaotischen Reihenfolge gespeichert.

5. Defragmentieren der Festplatte

(1). Notwendigkeit

Es sollte eigentlich kein Zweifel daran bestehen, dass wir die Festplatte regelmäßig defragmentieren müssen. Wenn die Defragmentierung der Festplatte wirklich Schaden anrichtet, wird sie nach vielen Defragmentierungen beschädigt. Wenn eine Festplatte lange Zeit benutzt wurde, wird der Speicherort der Dateien fragmentiert – der Inhalt der Dateien wird an verschiedenen Stellen auf der Festplatte verstreut.

Das Vorhandensein dieser fragmentierten Dateien verringert die Arbeitseffizienz der Festplatte und erhöht die Möglichkeit von Datenverlusten und Datenbeschädigungen. Der Defragmentierer sammelt diese Fragmente und speichert sie als ein zusammenhängendes Ganzes auf der Festplatte. Windows wird mit diesem Programm geliefert: Disk Defragmenter. Es gibt jedoch bessere Programme dieser Art in Norton Utilities und Nuts & Bolts.

(2). Zeitraum

Einmal alle drei Monate für einzelne PC-Benutzer

Einmal pro Monat für Geschäftsanwender, Unternehmensanwender und Behördenanwender

Wenn Sie die Defragmentierung der Festplatte durchführen, müssen Sie den Bildschirmschoner ausschalten und dürfen keine anderen Operationen am Computer durchführen, wie z. B. Musik hören oder Spiele spielen. Sie sollten den Computer nur die Festplattendefragmentierung ausführen lassen, um Datenverluste zu vermeiden. Gleichzeitig ist es nicht empfehlenswert, die Festplatte häufig zu defragmentieren, da die Festplatte in diesem Fall nicht aufhört zu lesen und zu schreiben. Dies beeinträchtigt die Lebensdauer der Festplatte.