Дефрагментация жестких дисков
Эффективным средством повышения быстродействия жестких дисков является упорядочение хранимых на этих устройствах файлов программ и данных. Действительно, в процессе работы компьютера часто производится запись, стирание и изменение длины файлов. Многократное выполнение данных действий приводит к тому, что значительное количество файлов превращается в разорванные цепочки, части которых, или иначе фрагменты, произвольно разбросаны по рабочему пространству жесткого диска. Процесс такой фрагментации файлов связан с тем, что файлы пишутся на жесткий диск с учетом свободного пространства, появившегося на нем в процессе стирания других файлов. Кроме этого, непрерывность файлов часто нарушается при увеличении их размеров в процессе изменения. При поиске и считывании таких разрозненных цепочек файлов, распределенных по диску — фрагментированных файлов, головка жесткого диска неоднократно механически перемешается и позиционируется. На это, конечно, требуется значительно больше времени, чем на поиск и считывание непрерывного файла, когда пространственное изменение положения головки минимизировано.
Увеличить скорость считывания фрагментированных файлов можно после предварительной дефрагментации диска. Эту операцию целесообразно периодически проводить с помощью использования специальных программных средств. Например, с помощью файлов defrag.exe из пакета MS-DOS 6.xx или speedisk.exe из Norton Utilities. В системах Windows 9x имеются специальные программы для выполнения данной операции — Дефрагментация диска (Defrag). Необходимо отметить, что перед дефрагментацией целесообразно выполнить проверку диска программой Проверка диска (ScanDisk).
Запуск программы Дефрагментация диска (Defrag) в системе Windows 95/98 иллюстрирует последовательность рисунков (рис. 2.7—2.10), представляющих фрагменты изображений на экране монитора компьютера.
Необходимо отметить, что проблема снижения производительности за счет фрагментации файлов, расположенных на жестких дисках, характерна не только для операционных систем Windows 9x, но и для более совершенных Windows NT 4.0, Windows 2000 и Windows XP. Существует распространенное мнение, что файловая система NTFS, которая поддерживается данными операционными системами, устроена таким образом, что файлы практически не фрагментируются. Вопреки этому мнению, фрагментация файлов существует и для NTFS, хотя эта проблема .не стоит так остро по сравнению с файловыми системами FAT16 и FAT32.
Рис. 3.7. Последовательность запуска программы Дефрагментация диска (Defrag)
Рис. 2.8. Выбор дефрагментируемого логического диска
Рис. 2.9. Процесс дефрагментации выбранного диска
Рис. 2.10. Диалоговое окно после завершения дефрагментации диска
К сожалению, в операционной системе Windows NT 4.0 не существу встроенной программы дефрагментации как, например, в Windows 95 Windows 98. Поэтому в случае Windows NT 4.0 для дефрагментации файло расположенных на жестких дисках, обычно используются внешние прс граммы, специально разработанные для этой операционной системы. Hat большее распространение получили программы Norton Speed Disk. Это мс жет быть, например, Norton Speed Disk версии 5.1. Эта программа хорош подходит для файловой системы NTFS. Пример работы данной программ представлен на рис. 3.11.
Рис. 2.11. Вызов установленной программы дефрагментации файлов Norton Speed Disk 5.1
К достоинствам этой программы можно отнести следующие особенности:
Рис. 2.12. Анализ фрагментации файлов программой Norton Speed Disk 5.1
Необходимо отметить, что указанная программа Norton Speed Disk является неединственной программой, осуществляющей дефрагментацию файлов на жестких дисках компьютера, на рынке программного обеспечения существуют и другие программные средства, способные обеспечить дефрагментацию файлов в операционных системах Windows NT и Windows 2000. В качестве примера подобных средств можно привести такие программы, как Diskeeper, O&O Defrag, Contig, PerfectDisk и т. д.
Что касается операционной системы Windows 2000, то, в отличие от Windows NT, она имеет встроенный дефрагментатор, созданный на основе известной программы Diskeeper. Данная программа имеет простой интерфейс и обладает сходными характеристиками с известными средствами Norton Speed Disk. Однако программа Diskeeper работает через так называемый API-интерфейс, что не всегда бывает оптимальным, особенно для файловой системы NTFS. Принято считать, что программа Norton Speed Disk, работа которой построена иначе, чем у Diskeeper, более эффективна и надежна в работе.
Вызов встроенной в операционную систему Windows 2000 программы деф-рагментации файлов представлен на рис. 2.13.
Примеры работы с программой дефрагментации файлов в системе Windows 2000 представлены на рис. 2.14—2.16.
Вызов встроенной в операционную систему Windows XP программы дефрагментации файлов представлен на рис. 2.17.
Примеры работы с программой дефрагментации файлов в системе Windows XP представлены на рис. 2.18.
Рис. 2.13. Вызов программы дефрагментации в Windows 2000
Рис. 2.14. Программа дефрагментации в Windows 2000
Рис. 2.15. Выбор логического диска для дефрагментации в Windows 2000
Рис. 2.16. Работа программы дефрагментации в Windows 2000
Рис. 2.17. Вызов программы дефрагментации в Windows XP
Рис. 2.18. Работа программы дефрагментации в Windows XP
Кроме дефрагментации файлов, увеличить скорость работы жестких дисков можно, если учитывать некоторые особенности их работы. Например, при распределении файлов целесообразно учитывать разную скорость считывания/записи в зависимости от места их расположения на дисках накопителя. Файлы, доступ к которым для чтения и записи необходимо осуществлять за минимальное время, целесообразно размещать в начале жесткого диска — в областях, соответствующих минимальным номерам цилиндров. Чем дальше расположены программы и данные от начала жесткого диска, тем больше время доступа к ним (в 3—5 раз). Это можно сделать, например, с помощью такой операции, как выполнение определенной последовательности начальной записи файлов на жесткий диск. Файлы, записываемые на жесткий диск первыми, размещаются аппаратно-программными средствами в начале области хранения данных, что обеспечивает наиболее быстрый к ним доступ.
Иногда повысить производительность компьютера можно увеличением скорости работы жесткого диска для некоторых файлов за счет их перегруппировки. Изменение расположения файлов на уже заполненном жестком диске выполняется с помощью ряда специальных программных средств. Например, переместить файлы для систем MS-DOS и Windows 3.1* можно с помощью программы дефрагментации файлов (speedisk.exe) из пакета Norton Utilities. Для этого после запуска данной программы необходимо в меню Configure выбрать команды — Directory Order, File Sort, Files to Place First и установить необходимые параметры. Подобные настройки имеются и в рассмотренной программе Speed Disk для Windows 9x/NT/2000. Соответствующий выбор параметров программы обеспечит не только дефрагментацию файлов, но и изменение порядка их размещения на диске, а, следовательно, и времени доступа к файлам для чтения и записи информации.
Следует еще раз отметить, что упорядочение хранимых на жестких дисках файлов программ и данных, а также учет разной скорости доступа к информации в зависимости от ее физического расположения в рабочем пространстве этих устройств может существенно повысить скорость работы дисковой подсистемы памяти. А это, в конечном счете, увеличивает производительность и всего компьютера.
Современные жесткие диски используют разные способы аппаратного и программного управления, обеспечивающего высокую скорость считывания и записи данных. Это поддерживается соответствующими аппаратно-программными средствами компьютера: применение алгоритмов и средств аппаратного кэширования, использование записи, чтения и обмена блоками и т. д. Как правило, такие возможности предусмотрены в BIOS Setup. Существуют и соответствующие программные средства. Часто управление средствами, предоставляющими подобные возможности, осуществляется современными операционными системами. Все это, конечно, выравнивает поток данных и повышает скорость работы накопителей.
Фирмы — производители жестких дисков постоянно совершенствуют их конструкции и улучшают параметры. При этом не только выпускаются новые образцы, но достаточно долго осуществляется сопровождение ранее выпущенных устройств. В Internet на сайтах крупных фирм — производителей жестких дисков часто можно найти новые драйверы как для только что выпущенных моделей, так и для довольно старых. Нередко новые драйверы позволяют существенно повысить производительность жестких дисков.
Увеличить скорость работы жестких дисков можно с помощью различных программных средств, таких как программы-ускорители. В качестве примера можно привести программу Drive Rocket Date Accelerator v.1.14 фирмы Ontrack Computer Systems Inc. Данная программа часто используется совместно с программой Disk Manager той же фирмы для управления жесткими дисками, например, фирмы Western Digital. Еще один вариант программ-ускорителей — XStore Pro (busmaster-драйверы для Windows 9x, рекомендуемые фирмой Chaintech) от фирмы HighPoint Technologies. В зависимости от конфигурации памяти и системы рост производительности жесткого диска по сравнению с использованием стандартных драйверов от Intel или Microsoft может составить до 60%, а общей производительности компьютера—до 10%. Программы XStore Pro базируются на технологии кэширования с опережающим чтением после поиска. Для достижения максимальных результатов рекомендуется применять на компьютерах с 64 Мбайт ОЗУ.
Работу современных операционных систем трудно представить без такого ресурса, как виртуальная память. Виртуальная память позволяет одновременно запустить больше программ, чем физическая память компьютера (ОЗУ). Однако виртуальная память занимает значительное место на диске, и при подкачке данных существенно снижается скорость выполнения программ. Виртуальная память разработана для компьютеров с МП 80386 и выше и является пространством жесткого диска, с которым работают современные системы, начиная с Windows 3.1x. Это пространство используется так, как если бы это была настоящая память — ОЗУ. Достигается это за счет специального файла — файла подкачки, в который периодически помещается (подкачивается) информация из оперативной памяти. При этом следует учитывать, что запись и считывание данных при применении самого быстрого жесткого диска осуществляется более чем в 10000 раз медленнее, чем работа с самым медленным ОЗУ. Поэтому увеличение ОЗУ— самый эффективный способ уменьшения нагрузки на жесткие диски и повышения производительности компьютеров. Это связано с тем, что уменьшение частоты обращений к виртуальной памяти позволяет сократить время ожидания обработки жесткими дисками запросов от прикладных и системных программ.
Повысить скорость работы жестких дисков (а также в случае необходимости CD-ROM и гибких дисков) можно введением такой процедуры, как программное кэширование процессов считывания и записи данных. В качестве
средств, обеспечивающих это, могут быть использованы, например, программы из набора MS-DOS, пакета Norton Utilities и средств Windows 9x.
