Explicação da desfragmentação do disco

A desfragmentação de disco costumava ser cercada de mistério, com o conselho de nunca tocar no mouse do computador enquanto a desfragmentação estiver em execução, fazê-lo no Modo de Segurança e se preparar para a possibilidade de perda de dados por falta de energia ocasional. Muitas pessoas ainda temem a desfragmentação ou simplesmente tentam não pensar nisso por causa dos velhos conselhos que ainda aparecem em pesquisas na Internet. Neste artigo, tentarei explicar a desfragmentação de disco e todas as noções relacionadas em termos simples para eliminar todos os medos ou mitos associados a ela.

Para entender o que é desfragmentação de disco, primeiro é necessário entender como funciona um disco rígido, o que é um sistema de arquivos e como a fragmentação realmente acontece. Estes podem parecer termos muito técnicos, mas as noções são, na realidade, bastante fáceis de compreender com um pouco de explicação e algumas ilustrações. Vamos dar uma olhada neles aqui.

Como funciona o seu HDD

Seu HDD (unidade de disco rígido) é a parte mais lenta do computador, porque contém peças móveis - pratos giratórios e o cabeçote de leitura e gravação. Esta é a aparência dentro do seu computador:

Cada vez que você abre um arquivo (ou o sistema tenta acessar um arquivo), a CPU envia a solicitação para o seu disco rígido e a cabeça de leitura / gravação começa a se mover para recuperar os dados solicitados. Em vez de entrar em detalhes falando sobre como exatamente o cabeçote de leitura e gravação se move (usando termos como 'velocidade angular', 'tempo de busca' e outros), vou apenas declarar um fato que você precisará lembrar - em termos de velocidade de acesso aos dados , a parte externa do prato do disco rígido, também conhecida como frente da unidade, é a mais rápida, enquanto a parte interna, ou traseira da unidade, é a mais lenta.

A superfície do disco é subdividida em setores e trilhas (veja a imagem abaixo). Se isso parecer muita informação para assimilar, não se preocupe com isso. Há dois motivos pelos quais estou incluindo essas informações em meu artigo - pode ajudar a criar uma imagem em sua mente, mostrando como os dados são armazenados em seu disco rígido, e esses também são termos frequentemente usados ​​em software de desfragmentação. Portanto, se você puder fazer um esforço extra, por favor, leia esta parte e tente entender a terminologia extremamente técnica que se seguirá aqui.

As trilhas são basicamente como os anéis anuais de uma árvore cortada. E os setores são como as fatias de uma pizza, exceto na terminologia de computador, um único setor é a parte da fatia de pizza que pertence a uma única faixa e geralmente tem 512 bytes de tamanho.

Diferentes modelos de disco rígido podem ter um número diferente de trilhas e setores. No entanto, permanece o fato de que os dados armazenados nas trilhas externas de qualquer disco rígido levam menos tempo para o cabeçote de leitura e gravação acessar do que os dados armazenados nas trilhas internas.

O que é um sistema de arquivos?

Com grandes quantidades de dados armazenados no disco rígido, deve haver uma maneira de organizá-los e controlá-los, que é o que os sistemas de arquivos fazem. NTFS é o sistema de arquivos usado pela Microsoft no sistema operacional Windows (do Windows NT em diante). O sistema de arquivos mantém a localização física de cada arquivo no disco rígido e possibilita que seu computador recupere dados quando solicitado. O sistema de arquivos combina grupos de setores de 512 bytes em clusters, que é a menor unidade de espaço para armazenar um arquivo ou parte de um arquivo. Em discos rígidos NTFS, geralmente há 8 setores por cluster, o que significa que o tamanho de um único cluster é de 4096 bytes. Este é o tamanho das partes em que cada arquivo é dividido. Considerando que os tamanhos de muitos arquivos armazenados em seu disco rígido são medidos em megabytes ou mesmo gigabytes, dividi-los em partes de 4096 bytes, embora necessária por uma série de razões, oferece um grande potencial de fragmentação.

O que é fragmentação?

Em um disco rígido formatado recentemente, os arquivos são gravados de maneira contínua - todos os clusters pertencentes a um único arquivo são armazenados juntos de forma organizada e o arquivo está inteiro, já que há bastante espaço livre para gravar cada arquivo. E então você começa a usar seu PC. Se você não o usasse, ele permaneceria bem organizado e você não teria que se preocupar com a fragmentação, mas então não seria nada além de uma decoração de quarto cara. A fragmentação não acontece porque você fez algo errado ou porque o seu PC está ruim, é o que acontece com o uso normal do PC. Imagine um disco rígido com arquivos armazenados ordenadamente um ao lado do outro. Agora, digamos que você exclua um arquivo de 1 megabyte do meio desse grupo bem armazenado e salve um arquivo de 2 megabytes em seu disco rígido. Seu sistema procura por espaço livre para gravar o arquivo, ele encontra o bloco de 1 megabyte de espaço livre que você acabou de disponibilizar excluindo o arquivo antigo e começa a gravar o novo arquivo nele, e como seria de esperar, 1 megabyte depois, ele fica sem espaço neste local e começa a procurar o próximo bloco de espaço livre disponível. Se a próxima janela de espaço tiver 1 megabyte de tamanho, o arquivo recém-salvo será dividido em apenas 2 partes. Mas digamos que o próximo bloco de espaço livre seja de meio megabyte, então, tendo escrito parte do seu arquivo neste local, o sistema procura mais espaço e seu arquivo agora está dividido em mais de 2 partes. Esta é uma explicação simplificada de como ocorre a fragmentação.

Para ver por que é importante para o desempenho do seu PC, dê uma olhada na imagem abaixo. À esquerda, você vê uma representação esquemática de um arquivo armazenado de uma só peça em um local. À direita, você vê o mesmo arquivo fragmentado em várias partes armazenadas em diferentes locais no disco rígido. Agora imagine a quantidade de trabalho que o cabeçote de leitura e gravação precisa fazer para recuperar o arquivo à esquerda e compare-o com a quantidade de trabalho que precisa fazer saltando de um lugar para outro para buscar o arquivo à direita. É óbvio que demorará mais para acessar o arquivo à direita. Quanto mais partes o arquivo é dividido e quanto mais separadas essas partes estão espalhadas no disco rígido, mais tempo leva para o cabeçote de leitura e gravação recuperá-lo, o que resulta em desempenho mais lento.

Além da fragmentação do arquivo em si, há o problema da fragmentação do espaço livre, que por sua vez causa mais fragmentação do arquivo. Isso geralmente ocorre quando os dados são excluídos, deixando pequenas seções de espaço livre espalhadas entre os arquivos restantes. O resultado é que, quando novos arquivos são salvos no disco rígido, o sistema os divide em partes para caber nessas pequenas seções de espaço livre.

Como funciona a desfragmentação de disco

Agora que você sabe tudo o que precisa saber sobre discos rígidos, sistema de arquivos e fragmentação, passaremos ao assunto principal deste artigo, que é a desfragmentação de disco. Espero que esteja claro por que é necessário desfragmentar o disco rígido. Essa operação não apenas ajuda a juntar as partes do arquivo, mas também pode consolidar o espaço livre para que haja blocos maiores de espaço disponíveis para gravar novos arquivos, evitando assim uma maior fragmentação. Um bom desfragmentador também incluirá um algoritmo para o posicionamento inteligente de arquivos que utiliza o conhecimento de zonas de acesso a dados mais rápidas e mais lentas no disco rígido. Vamos examinar mais de perto esses aspectos da desfragmentação de disco.

Desfragmentação de arquivo

Em termos simples, a desfragmentação do arquivo é o processo de colocar as partes do arquivo novamente juntas. O que os desfragmentadores de disco fazem é reescrever os arquivos em blocos contíguos de espaço livre, certificando-se de que todos os fragmentos do arquivo sejam gravados em uma ordem consecutiva. Dessa forma, o cabeçote de leitura e gravação do disco rígido tem que ir para um local para acessar o arquivo solicitado, em vez de ter que reunir pedaços de arquivo por todo o disco.

Desfragmentação do espaço livre

A desfragmentação ou consolidação do espaço livre em um disco rígido é uma das técnicas de prevenção de fragmentação mais eficazes. Quando o espaço livre está em grandes blocos contíguos em vez de espalhado pelo disco rígido em seções menores, os novos arquivos que são gravados no disco rígido podem ser facilmente colocados inteiros. Ao regravar arquivos durante a desfragmentação do disco, os desfragmentadores tentam colocar todos os arquivos mais próximos uns dos outros para que o espaço livre restante seja consolidado em seções maiores.

Posicionamento inteligente de arquivos

Sabendo como um disco rígido opera e como os dados são armazenados e acessados ​​nele, você pode entender mais facilmente a teoria por trás do posicionamento inteligente de arquivos. Na verdade, existem várias maneiras de os arquivos serem colocados em um disco rígido com a intenção de melhorar o desempenho do sistema. Diferentes desfragmentadores podem usar diferentes técnicas ou algoritmos para colocar arquivos, alguns oferecendo uma escolha de algoritmos que um usuário pode escolher para combinar com seu estilo de uso de PC individual.

Os desfragmentadores podem tentar manter juntos os arquivos que normalmente são acessados ​​juntos, como um grupo de arquivos .dll necessários quando um aplicativo é iniciado. Isso reduz muito a quantidade de trabalho que a cabeça de leitura e gravação do HDD precisa fazer quando esses arquivos são solicitados. Colocar arquivos do sistema nas trilhas externas rápidas do disco rígido reduz o tempo que leva para o sistema inicializar, bem como para o lançamento de aplicativos. Esta zona rápida no disco rígido também pode ser usada para colocar os arquivos acessados ​​com mais frequência, melhorando a velocidade das tarefas diárias. Ao mesmo tempo, mover arquivos raramente usados ​​para a parte de trás da unidade (os trilhos internos mais lentos) garante que eles fiquem fora do caminho e não ocupem espaço livre valioso na zona rápida.

Como você pode ver, a desfragmentação de disco não é apenas juntar fragmentos de arquivos, há muito mais do que isso. Todas as várias técnicas usadas em desfragmentadores oferecem grande potencial para melhorar a velocidade e o desempenho do sistema. Pessoas que proclamam que a desfragmentação não é necessária com discos rígidos modernos podem não ter experimentado um desfragmentador moderno com um poderoso mecanismo de otimização. Qualquer pessoa que usa muito seu PC, editando, salvando e excluindo arquivos, instalando e desinstalando software, jogando jogos de computador ou trabalhando em projetos escolares de longo prazo, definitivamente notará uma melhora no desempenho de seu computador depois de usar um software de desfragmentação rico em recursos. Como se costuma dizer, ver para crer. Experimente desfragmentar e otimizar seu disco rígido para ver que diferença isso pode fazer no desempenho do seu PC.