ディスクの断片化の説明

ディスクのデフラグは謎に包まれていました。デフラグの実行中はコンピュータのマウスに絶対に触れないようにし、セーフモードで実行し、時折の電源障害によるデータ損失の可能性に備えてください。多くの人々はまだデフラグを恐れているか、インターネット検索でまだ出てきている古いアドバイスのためにそれについて考えないようにしています。この記事では、ディスクの最適化とそれに関連するすべての概念を簡単に説明して、それに関連するすべての恐れや神話を排除しようと思います。





ディスクの最適化とは何かを理解するには、まず、ハードディスクの動作、ファイルシステムとは何か、断片化が実際にどのように発生するかを理解する必要があります。これらは非常に専門的な用語のように聞こえるかもしれませんが、概念は実際には少し説明といくつかのイラストで非常に理解しやすいです。ここでそれらを見てみましょう。

HDDのしくみ

HDD（ハードディスクドライブ）は、回転するプラッターや読み取り/書き込みヘッドなどの可動部品が含まれているため、コンピューターの中で最も遅い部分です。これはあなたのコンピュータの中でそれがどのように見えるかです：



ファイルを開く（またはシステムがファイルにアクセスしようとする）たびに、CPUは要求をハードドライブに送信し、読み取り/書き込みヘッドが動き始めて要求されたデータを取得します。読み取り/書き込みヘッドがどのように正確に動くか（「角速度」、「シーク時間」などの用語を使用）について詳しく説明する代わりに、データアクセス速度の観点から覚えておく必要がある事実を述べます。 、ドライブの前面とも呼ばれるハードドライブプラッターの外側の部分が最も速く、ドライブの内側の部分、つまりドライブの背面が最も遅くなります。

ディスク表面はセクターとトラックに細分されます（下の図を参照）。これが情報が多すぎて取り込むことができないと思われる場合でも、心配する必要はありません。この情報を記事に含める理由は2つあります。データがハードドライブにどのように保存されているかを示す画像を頭の中で作成するのに役立つ場合があります。これらは、デフラグソフトウェアで頻繁に使用される用語でもあります。 ですから、もしあなたが余分な努力をすることができるなら、ぜひこの部分を読んで、ここに続く非常に技術的な用語を理解するようにしてください。

トラックは基本的にカットツリーの一年生のリングのようなものです。また、セクターはピザのくさびに似ていますが、コンピューター用語では、単一のセクターが単一のトラックに属するピザのくさびの一部であり、通常は512バイトのサイズです。



ハードドライブモデルが異なれば、トラック数やセクター数も異なる場合があります。ただし、ハードドライブの外側のトラックに保存されているデータは、内側のトラックに保存されているデータよりも読み取り/書き込みヘッドがアクセスするのにかかる時間が短いという事実が残っています。

ファイルシステムとは何ですか？

ハードドライブに大量のデータが保存されているため、ファイルシステムが行うことである、データを整理および制御する方法が必要です。 NTFSは、MicrosoftがWindowsオペレーティングシステム（Windows NT以降）で使用するファイルシステムです。ファイルシステムは、ハードドライブ上の各ファイルの物理的な場所を維持し、要求されたときにコンピュータがデータを取得できるようにします。ファイルシステムは、512バイトのセクターのグループをクラスターに結合します。クラスターは、ファイルまたはファイルの一部を格納するための最小のスペース単位です。 NTFSハードドライブでは、通常、クラスターごとに8セクターがあります。つまり、単一クラスターのサイズは4096バイトです。これは、各ファイルが分割されるピースのサイズです。ハードドライブに保存されている多くのファイルのサイズがメガバイトまたはギガバイトで測定されていることを考えると、それらを4096バイトの断片に分割すると、さまざまな理由で必要になりますが、断片化の大きな可能性があります。

断片化とは何ですか？

新しくフォーマットされたハードドライブでは、ファイルは継続的に書き込まれます。各ファイルを書き込むための十分な空き領域があるため、単一のファイルに属するすべてのクラスターがきちんとまとめられ、ファイルはすべて1つのピースになります。そして、あなたはあなたのPCを使い始めます。使用しなかった場合は、きちんと整理されたままで、断片化を心配する必要はありませんが、高価な部屋の装飾に他なりません。断片化は、何か間違ったことをしたり、PCが悪いために発生するのではなく、通常のPCの使用で発生します。ファイルが次々にきちんと保存されているハードドライブを想像してみてください。ここで、このきちんと保存されたグループの中央から1メガバイトのファイルを削除してから、2メガバイトのファイルをハードドライブに保存するとします。システムは、ファイルを書き込むための空き領域を探し、古いファイルを削除して使用可能にした1メガバイトの空き領域を見つけ、新しいファイルの書き込みを開始します。予想どおり、1メガバイト後、この場所のスペースが不足し、次に使用可能な空きスペースのブロックを探し始めます。スペースの次のウィンドウのサイズが1メガバイトの場合、新しく保存されたファイルは2つだけに分割されます。ただし、空き領域の次のブロックが0.5メガバイトであり、ファイルの一部をこの場所に書き込んだ後、システムはより多くの領域を探し、ファイルは2つ以上に分割されます。これは、断片化がどのように発生するかを簡単に説明したものです。



PCのパフォーマンスにとって重要である理由を確認するには、下の図をご覧ください。左側には、1つの場所にすべて1つのピースとして保存されているファイルの概略図が表示されます。右側には、同じファイルがハードドライブの異なる場所に保存されているいくつかの部分に断片化されているのがわかります。ここで、左側のファイルを取得するために読み取り/書き込みヘッドが実行する必要のある作業量を想像し、右側のファイルをフェッチするために場所をジャンプして実行する必要がある作業の量と比較します。右側のファイルにアクセスするのに時間がかかることは明らかです。ファイルが分割される部分が多いほど、またそれらの部分がハードドライブ上に散在しているほど、読み取り/書き込みヘッドがファイルを取得するのに時間がかかり、パフォーマンスが低下します。

ファイルの断片化自体に加えて、空き領域の断片化の問題があり、それがさらにファイルの断片化を引き起こします。これは通常、データが削除され、残りのファイルの間に空き領域の小さなセクションが散在している場合に発生します。その結果、新しいファイルがハードドライブに保存されると、システムはそれらを細かく分割して、空き領域のこれらの小さなセクションに収まります。



ディスクの最適化のしくみ

ハードドライブ、ファイルシステム、および断片化について知っておく必要のあるすべてのことを理解したので、この記事の主な主題であるディスクの最適化に移ります。ハードドライブを最適化する必要がある理由が明確になっていることを願っています。この操作は、ファイルの断片を元に戻すのに役立つだけでなく、空き領域を統合して、新しいファイルを書き込むために使用できる領域のブロックを大きくして、さらなる断片化を防ぐこともできます。優れたデフラグツールには、ハードドライブ上の高速および低速のデータアクセスゾーンの知識を利用するスマートファイル配置のアルゴリズムも含まれます。ディスクの最適化のこれらの側面を詳しく見てみましょう。

ファイルの最適化

簡単に言うと、ファイルの最適化とは、ファイルの断片を元に戻すプロセスです。ディスクデフラグツールが行うことは、ファイルを空き領域の連続したブロックに再書き込みして、すべてのファイルフラグメントが連続した順序で書き込まれるようにすることです。このように、ハードドライブの読み取り/書き込みヘッドは、ドライブ全体でファイルの断片を収集する代わりに、要求されたファイルにアクセスするために1つの場所に移動する必要があります。

フリースペースの最適化

ハードドライブの空き領域の最適化または統合は、最も効果的な断片化防止手法の1つです。空き領域がハードドライブの周りに小さなセクションで散在するのではなく、大きな連続したブロックにある場合、ハードドライブに書き込まれる新しいファイルを簡単に1つのピースに配置できます。ディスクの最適化中にファイルを書き換える場合、デフラグツールはすべてのファイルを互いに近づけて配置し、残りの空き領域がより大きなセクションに統合されるようにします。

スマートファイル配置

ハードドライブがどのように動作し、データがどのように保存およびアクセスされるかを知っていると、スマートファイル配置の背後にある理論をより簡単に理解できます。実際には、システムパフォーマンスを向上させる目的で、ファイルをハードドライブに配置する方法はいくつかあります。さまざまなデフラグメンターがファイルを配置するためにさまざまな手法やアルゴリズムを使用する場合があり、ユーザーが個々のPCの使用スタイルに合わせて選択できるアルゴリズムの選択肢を提供するものもあります。

デフラグメンターは、アプリケーションの起動時に必要な.dllファイルのグループなど、通常は一緒にアクセスされるファイルをまとめようとする場合があります。これにより、これらのファイルが要求されたときにHDDの読み取り/書き込みヘッドが実行する必要のある作業量が大幅に削減されます。システムファイルをハードドライブの高速外部トラックに配置すると、システムの起動やアプリケーションの起動にかかる時間が短縮されます。ハードドライブ上のこの高速ゾーンは、最も頻繁にアクセスされるファイルを配置するためにも使用でき、日常のタスクの速度を向上させます。同時に、めったに使用されないファイルをドライブの背面（低速の内部トラック）に移動すると、ファイルが邪魔にならず、高速ゾーンの貴重な空き領域を占有しなくなります。

ご覧のとおり、ディスクの最適化とは、ファイルフラグメントをまとめるだけではなく、それだけではありません。デフラグメンターで使用されるさまざまな手法はすべて、システムの速度とパフォーマンスを向上させる大きな可能性を提供します。最新のハードドライブではデフラグが不要であると宣言する人々は、強力な最適化エンジンを備えた最新のデフラグツールを試したことがないかもしれません。 PCを頻繁に使用し、ファイルの編集、保存と削除、ソフトウェアのインストールとアンインストール、コンピューターゲームのプレイ、または長期的な学校プロジェクトの作業を行う人は、機能豊富なデフラグソフトウェアを使用すると、コンピューターのパフォーマンスが向上することに間違いなく気付くでしょう。彼らが言うように、見ることは信じています。ハードドライブを最適化して最適化し、PCのパフォーマンスにどのような違いが生じるかを確認してください。