什么是磁盤碎片？什么情況下會產(chǎn)生磁盤碎片？

　　計(jì)算機(jī)日常使用的過程中會不斷的產(chǎn)生磁盤碎片，TA產(chǎn)生于虛擬內(nèi)存對硬盤不斷的讀寫中，若是磁盤碎片過多，則會影響硬盤的讀寫性能，磁盤碎片的整理效率不可太過頻繁，大概一個(gè)月清理2~3次足以，且整理過程中不可運(yùn)行過多進(jìn)程，避免碎片占用資源無法整理。閱讀下文了解磁盤碎片產(chǎn)生的原因和危害。

　　什么是磁盤碎片：

　　磁盤碎片應(yīng)該稱為文件碎片，是因?yàn)槲募�被分散保存到整個(gè)磁盤的不同地方，而不是連續(xù)地保存在磁盤連續(xù)的簇中形成的。當(dāng)應(yīng)用程序所需的物理內(nèi)存不足時(shí)，一般操作系統(tǒng)會在硬盤中產(chǎn)生臨時(shí)交換文件，用該文件所占用的硬盤空間虛擬成內(nèi)存。虛擬內(nèi)存管理程序會對硬盤頻繁讀寫，產(chǎn)生大量的碎片，這是產(chǎn)生硬盤碎片的主要原因。

　　磁盤碎片的產(chǎn)生，是從硬盤誕生的時(shí)候開始的。最初的磁盤操作系統(tǒng)開發(fā)者設(shè)計(jì)了一個(gè)文件分配表，用來記錄哪些文件儲存在哪些扇區(qū)當(dāng)中，這樣就允許一個(gè)文件可以儲存在不連續(xù)的扇區(qū)當(dāng)中。 有了文件分配表，在操作系統(tǒng)上同一分區(qū)中移動文件時(shí)，不必移動儲存在扇區(qū)中的數(shù)據(jù)，只需修改文件分配表中的鏈接就可以了，刪除文件時(shí)也不必重寫文件所在的扇區(qū)，只需將文件分配表中該文件所在的扇區(qū)標(biāo)記為空就可以了。

　　這樣的設(shè)計(jì)使得操作系統(tǒng)能夠更有效的利用磁盤空間，不過與此同時(shí)，也衍生出了一個(gè)新的概念—磁盤碎片。

　　1、扇區(qū)：硬盤中儲存數(shù)據(jù)的最小尋址單元，容量為512字節(jié)。后來又出現(xiàn)了簇的概念，它是扇區(qū)的擴(kuò)展。

　　2、文件分配表（FAT）：被廣泛應(yīng)用的組織和管理文件的文件系統(tǒng)。

　　磁盤碎片的產(chǎn)生：

　　接下來，我們了解兩種磁盤碎片產(chǎn)生的典型過程。為了直觀，我們將下面這幅硬盤結(jié)構(gòu)中的盤片（磁盤）部分。我們不打算去考慮每個(gè)盤片有上千條磁道、每條磁道有上千個(gè)扇區(qū)的情況，也不考慮柱面的概念，忽略簇的概念，省略一切有礙理解的東西，用最簡單的圖，看清楚什么是磁盤碎片。

　　磁頭：用于讀取、寫入、清除數(shù)據(jù)，是硬盤中技術(shù)含量最高的部件。在音圈馬達(dá)的帶動下可沿Z移動到各條磁道。

　　盤片（磁盤）：表面涂有可記錄磁性的物質(zhì)，用于存儲數(shù)據(jù)。盤片由灰色線將盤片劃分成了3條磁道，每條磁道又劃分出若干個(gè)單元格，這里每一個(gè)單元格代表一個(gè)扇區(qū)。

　　主軸：內(nèi)有軸承、馬達(dá)，可帶動盤片高速旋轉(zhuǎn)。

　　音圈馬達(dá)：硬盤里的定位馬達(dá)，類似于音頻揚(yáng)聲器里所用的馬達(dá)。

　　1、磁盤碎片產(chǎn)生的典型過程（例一）

　　系統(tǒng)正在向硬盤中寫入一個(gè)文件，名為“椰子”，該文件體積較大，需要占用5個(gè)扇區(qū)的空間，因此要完全寫入到硬盤當(dāng)中需要較長的時(shí)間。磁頭從1號扇區(qū)開始順時(shí)針方向?qū)懭胛募�，�?dāng)2號扇區(qū)中的數(shù)據(jù)寫入完時(shí)，硬盤接到了一條新的命令—寫入文件“葡萄”，文件“葡萄”體積較小，只需占用1個(gè)扇區(qū)的空間，它被寫入到了扇區(qū)3當(dāng)中。

　　這樣一來，由于3號扇區(qū)已經(jīng)被占用，文件“椰子”剩下的數(shù)據(jù)就要從4號扇區(qū)開始寫入，最后，剩下的數(shù)據(jù)被寫入到了4至6號扇區(qū)。由于“葡萄”的插隊(duì)，文件椰子無法儲存在連續(xù)的扇區(qū)當(dāng)中，被分割開的這兩段數(shù)據(jù)就被稱為磁盤碎片。

　　2、磁盤碎片產(chǎn)生的典型過程（例二）

　　例一中的硬盤經(jīng)過一段時(shí)間的使用之后，內(nèi)部儲存的文件發(fā)生了一些變化：一個(gè)新文件“西瓜”被寫入到了硬盤當(dāng)中，之后文件“葡萄”被刪除了。

　　這時(shí)，硬盤接到了寫入文件“桔子”的命令，“桔子”需要占用3個(gè)扇區(qū)的儲存空間。現(xiàn)在硬盤中共有兩段不連續(xù)的可用空間，但任何一段單獨(dú)的可用空間都不足以容納整個(gè)“桔子”文件，不得已，“桔子”被拆分為兩部分寫入硬盤剩余的可用空間中，從而產(chǎn)生了磁盤碎片。

　　例一中的情況在下載大文件時(shí)十分常見，因?yàn)橄螺d文件的過程不需要人為干預(yù)，所以一般人在下載文件的過程中都會做一些其它的事情。如：瀏覽網(wǎng)頁、玩游戲等等。瀏覽網(wǎng)頁的過程中瀏覽器會產(chǎn)生大量的“Internet 臨時(shí)文件”，玩游戲的過程中游戲程序也可能會產(chǎn)生臨時(shí)文件，或因內(nèi)存不足導(dǎo)致操作系統(tǒng)改變了頁面文件的大小，這些情況都可能如例一般影響下載中的文件，產(chǎn)生磁盤碎片。實(shí)際使用中往往一部電影文件被下載到硬盤中之后會有數(shù)千個(gè)磁盤碎片。

　　例二中的情況是在刪除了舊文件、添加新文件時(shí)發(fā)生的。通常情況下，系統(tǒng)會在對文件來說足夠大的第一個(gè)連續(xù)可用空間上存儲文件。如果沒有足夠大的可用空間，系統(tǒng)會將盡可能多的文件保存在最大的可用空間上，然后將剩余數(shù)據(jù)保存在下一個(gè)可用空間上。因此，除非擁有容量無限大的硬盤，否則，在有限的硬盤空間中進(jìn)行添加和刪除文件的操作就必然會有例二這種產(chǎn)生磁盤碎片的情況發(fā)生。當(dāng)然，較實(shí)際需求大的硬盤空間可以減少這種情況的發(fā)生。

　　磁盤碎片對硬盤的危害：

　　通常，磁盤碎片并不影響硬盤的正常工作，它的主要危害在于會降低硬盤的讀寫速度，不過當(dāng)大量磁盤碎片存在于Windows的重要文件中時(shí)，也可能導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰或數(shù)據(jù)丟失。磁盤碎片會降低硬盤讀寫速度的原因來自兩個(gè)方面。

　　1、當(dāng)硬盤讀取文件“橘子”時(shí)，磁頭需劃過區(qū)域，但其中有一部分并不是“橘子”所在的扇區(qū)，因此，和讀取連續(xù)的文件比起來，讀取碎片“橘子”時(shí)，硬盤增加了等待盤片旋轉(zhuǎn)到指定扇區(qū)的潛伏期和磁頭切換磁道所需的尋道時(shí)間。同理，在寫入數(shù)據(jù)時(shí)，也會因無法將數(shù)據(jù)寫入到連續(xù)的扇區(qū)中而降低速度。

　　2、操作系統(tǒng)會在內(nèi)存中劃分一部分區(qū)域作為緩存，有些硬盤也會為內(nèi)置的緩沖區(qū)設(shè)置緩存功能，緩存的一項(xiàng)功能是“預(yù)取”：在硬盤讀取完指定扇區(qū)的數(shù)據(jù)之后、接到系統(tǒng)的下一條指令之前，磁頭接著讀取相鄰的若干扇區(qū)的數(shù)據(jù)并存入緩存中，如果系統(tǒng)接下來所需的數(shù)據(jù)正好就是相鄰扇區(qū)的數(shù)據(jù)，那么便可以直接從緩存中讀取而不用磁頭再尋址，提高了訪問速度。

　　緩存同樣可以增加硬盤的寫入速度。在實(shí)際生活中，一般的文件都會占用成千上萬個(gè)扇區(qū)的空間，根據(jù)緩存“預(yù)取”的原理，如果硬盤中的文件完全沒有磁盤碎片的話，那么“預(yù)取”的命中率就可以達(dá)到幾乎100%，但因?yàn)橛写疟P碎片，通常“預(yù)取”的命中率只在50%左右。

　　整理磁盤碎片：

　　既然知道了磁盤碎片的危害，接下來就是要了解如何去除磁盤碎片。要去除硬盤中已經(jīng)存在的磁盤碎片，通常的做法是使用專門的磁盤碎片整理程序，它可以分析硬盤中的磁盤碎片，移動并合并碎片文件，使每個(gè)文件都可以占用硬盤上單獨(dú)而連續(xù)的儲存空間。

　　1、磁盤碎片整理頻率

　　多數(shù)情況下，定期的硬盤碎片整理減少了硬盤的磨損。 至于多長時(shí)間整理一次磁盤碎片，要視計(jì)算機(jī)使用的頻度而定。使用頻度高，至少每7—10天整理一次；使用頻度一般，至少每月要整理一次。如果發(fā)現(xiàn)運(yùn)行速度明顯變慢，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行整理。

　　2、使用Windows的磁盤碎片整理程序

　　對于使用Windows系統(tǒng)的用戶來說，進(jìn)行磁盤碎片整理是很方便的，因?yàn)樵赪indows系統(tǒng)中自帶了一個(gè)磁盤碎片整理程序，您可以通過開始菜單運(yùn)行這個(gè)程序。該程序界面簡單、使用十分方便，它和Windows系統(tǒng)的兼容性很好，而且免費(fèi)，是大多數(shù)人的第一選擇。它最大的缺點(diǎn)是整理磁盤碎片的速度較慢。

　　3、使用其它的磁盤碎片整理程序

　　除了使用Windows自帶的磁盤碎片整理程序外，我們還可以選用其他軟件公司開發(fā)的磁盤碎片整理程序，在整理磁盤碎片方面的能力是Windows的整理程序無法比擬的。

　　以上磁盤碎片產(chǎn)生的原因和危害，Windows系統(tǒng)自帶磁盤整理組件，用戶也可以使用第三方工具進(jìn)行整理。