Форматирование диска дефрагментация диска

Обновлено: 06.07.2024

помочь учащимся получить представление о файлах и файловых системах, познакомиться с понятием структура диска, дать основные понятия, необходимые для грамотной работы на компьютере.

воспитание информационной культуры учащихся, внимательности, аккуратности, дисциплинированности, усидчивости.

развитие познавательных интересов, навыков работы на компьютере, самоконтроля, умения конспектировать.

Оборудование:

доска, компьютер, компьютерная презентация.

Орг. момент. (1 мин)

Проверка и актуализация знаний. (5 мин)

Теоретическая часть. (15 мин)

Практическая часть. (10 мин)

Вопросы учеников. (5 мин)

Итог урока. (2 мин)

I. Орг. момент.

Приветствие, проверка присутствующих. Объяснение хода урока.

II. Проверка и актуализация знаний.

Несколько уроков назад мы с вами обсуждали понятия файла и файловой системы. Давайте вспомним, что такое файл и файловая система, как записывается имя файла, в чем измеряется размер файлов, какие операции можно производить над файлами?

Файл — это определенное количество информации (программа или данные), имеющее имя и хранящееся в долговременной (внешней) памяти.

Имя файла состоит из двух частей, разделенных точкой: собственно имя файла и расширение, определяющее его тип (программа, данные и т. д.). Собственно имя файлу дает пользователь, а тип файла обычно задается программой автоматически при его создании.

Работа с файлами на компьютере производится с помощью файловой системы, которая является частью операционной системы.

Для того чтобы найти файл в иерархической файловой структуре необходимо указать путь к файлу. В путь к файлу входят записываемые через разделитель "\" логическое имя диска и последовательность имен вложенных друг в друга каталогов, в последнем из которых находится данный нужный файл.

Путь к файлу вместе с именем файла называют полным именем файла.

III. Теоретическая часть.

На этом уроке мы познакомимся с тем, как хранятся файлы на дисках.

Физическая и логическая структура дисков.

Форматирование дисков.

Для того, чтобы на диске можно было хранить информацию, диск должен быть отформатирован, то есть должна быть создана физическая и логическая структура диска.

Формирование физической структуры диска состоит в создании на диске концентрических дорожек, которые, в свою очередь, делятся на секторы. Для этого в процессе форматирования магнитная головка дисковода расставляет в определенных местах диска метки дорожек и секторов.

Форматирование выполняется служебными программами. Форматирование диска чем-то похоже на разлиновывание тетради.

Логическая структура гибких дисков.

Логическая структура магнитного диска представляет собой совокупность секторов (емкостью 512 байтов), каждый из которых имеет свой порядковый номер (например, 100). Сектора нумеруются в линейной последовательности от первого сектора нулевой дорожки до последнего сектора последней дорожки.

У гибкого диска две стороны, на которых создается по 80 дорожек. На каждой дорожке по 18 секторов. Общая емкость гибкого диска составляет 2 * 80 * 18 * 512 = 1474560 байт ≈ 1.44 Мбайт.

Самая первая дорожка магнитного диска (нулевая) считается служебной – там хранится служебная информация. Например, на этой дорожке хранится так называемая таблица размещения файлов.

На гибком диске минимальным адресуемым элементом является сектор.

При записи файла на диск будет занято всегда целое количество секторов, соответственно минимальный размер файла — это размер одного сектора, а максимальный соответствует общему количеству секторов на диске.

Файл записывается в произвольные свободные сектора, которые могут находиться на различных дорожках. Например, Файл1 объемом 2 Кбайта может занимать сектора 34, 35 и 47, 48, а Файл2 объемом 1 Кбайт — сектора 36 и 49.

Для того чтобы можно было найти файл по его имени, на диске имеется каталог, представляющий собой базу данных. Запись о файле содержит имя файла, адрес первого сектора, с которого начинается файл, объем файла, а также дату и время его создания.

Полная информация о секторах, которые занимают файлы, содержится в таблице размещения файлов (FAT — File Allocation Table). Количество ячеек FAT соответствует количеству секторов на диске, а значениями ячеек являются цепочки размещения файлов, то есть последовательности адресов секторов, в которых хранятся файлы.

Для размещения каталога — базы данных и таблицы FAT на гибком диске отводятся секторы со 2 по 33. Первый сектор отводится для размещения загрузочной записи операционной системы. Сами файлы могут быть записаны, начиная с 34 сектора.

Виды форматирования.

Существуют два различных вида форматирования дисков: полное и быстрое форматирование. Полное форматирование включает в себя как физическое форматирование (проверку качества магнитного покрытия дискеты и ее разметку на дорожки и секторы), так и логическое форматирование (создание каталога и таблицы размещения файлов). После полного форматирования вся хранившаяся на диске информация будет уничтожена.

Быстрое форматирование производит лишь очистку корневого каталога и таблицы размещения файлов. Информация, то есть сами файлы, сохраняется и в принципе возможно восстановление файловой системы.

Логическая структура жестких дисков.

Логическая структура жестких дисков несколько отличается от логической структуры гибких дисков. Минимальным адресуемым элементом жесткого диска является кластер, который может включать в себя несколько секторов. Размер кластера зависит от типа используемой таблицы FAT и от емкости жесткого диска.

На жестком диске минимальным адресуемым элементом является кластер, который содержит несколько секторов.

Таблица FAT16 может адресовать 216 = 65 536 кластеров. Для дисков большой емкости размер кластера оказывается слишком большим, так как информационная емкость жестких дисков может достигать сотен Гбайт.

Например, для диска объемом 40 Гбайт размер кластера будет равен:

40 Гбайт/65536 = 655 360 байт = 640 Кбайт.

Файлу всегда выделяется целое число кластеров. Например, текстовый файл, содержащий слово «информатика», составляет всего 11 байтов, но на диске этот файл будет занимать целиком кластер, то есть 640 Кбайт дискового пространства для диска емкостью 150 Гбайт. При размещении на жестком диске большого количества небольших по размеру файлов они будут занимать кластеры лишь частично, что приведет к большим потерям свободного дискового пространства.

Эта проблема частично решается с помощью использования таблицы FAT32, в которой объем кластера принят равным 8 секторам или 4 килобайтам для диска любого объема.

В целях более надежного сохранения информации о размещении файлов на диске хранятся две идентичные копии таблицы FAT.

В последнее время в основном на компьютерах с ОС Windows используется файловая система NTFS. Файловая система NTFS – улучшенная файловая, обеспечивающая уровень быстродействия и безопасности, а также дополнительные возможности, недоступные ни в одной версии файловой системы FAT. Например, для обеспечения целостности данных тома в файловой системе NTFS используются стандартные технологии записи и восстановления транзакций. В случае сбоя компьютера целостность файловой системы восстанавливается с помощью файла журнала NTFS и данных о контрольных точках. В операционных системах Windows 2000 и Windows XP файловая система NTFS также обеспечивает такие дополнительные возможности, как разрешения для файлов и папок, шифрование, дисковые квоты и сжатие.

Дефрагментация дисков.

Замедление скорости обмена данными может происходить в результате фрагментации файлов. Фрагментация файлов (фрагменты файлов хранятся в различных, удаленных друг от друга кластерах) возрастает с течением времени, в процессе удаления одних файлов и записи других.

Так как на диске могут храниться сотни и тысячи файлов в сотнях тысяч кластеров, то фрагментированность файлов будет существенно замедлять доступ к ним (магнитным головкам придется постоянно перемещаться с дорожки на дорожку) и в конечном итоге приводить к преждевременному износу жесткого диска. Рекомендуется периодически проводить дефрагментацию диска, в процессе которой файлы записываются в кластеры, последовательно идущие друг за другом.

1. Для запуска программы Дефрагментация диска, необходимо из Главного меню ввести команду [Стандартные→Служебные→Дефрагментация диска].

2. Диалоговая панель Выбор диска позволяет выбрать диск, нуждающийся в процедуре дефрагментации. После нажатия кнопки ОК появится панель Дефрагментация диска.

Физические и логические диски.

При использовании файловых систем FAT размер кластера зависит от объема диска. Получается чем больше жесткий диск, тем больше места на нем пропадает в пустую из-за не совершенной системы адресации файлов.

Для борьбы с нерациональными потерями или, просто, для удобства, часто жесткий диск разбивают на несколько разделов. Для этого есть специальные программы. Каждый такой раздел можно рассматривать как отдельный логический жесткий диск.

Обычный жесткий диск – это устройство физическое. Его можно установить или удалить. Логический жесткий диск нельзя потрогать руками – физически он не существует. Это просто один из разделов жесткого диска. Работая с компьютером, мы не замечаем разницу между физическими и логическими дисками.

Каждый логический диск имеет свою собственную таблицу размещения файлов, поэтому на нем действует своя система адресации. В итоге потери из-за размеров кластеров становятся меньше.

Удобно использовать логические диски и для того чтобы разделить систему и пользовательские данные. Например, в одном разделе диска устанавливаем ОС Windows, а в другом храним свои данные. В этом случае переустановка или восстановление (например, из образа раздела) ОС в случае каких-либо сбоев не затронет пользовательские данные.

Каждый диск присутствующий в компьютере, имеет уникальное имя. Неважно, что это за диск: физический, логический или еще какой. Имя диска состоит из одной буквы английского алфавита и двоеточия, например А: или С:.

Когда на компьютере устанавливается новый диск, он получает букв, следующую за последней использованной буквой.

Буквой А: общепринято обозначать дисковод для гибких дисков.

Буквой С: обозначается первый жесткий диск. Следующий диск получает букву D:, потом F: и так далее.

Что такое форматирование диска? Почему отличаются реальный информационный объем файла и объем, который он занимает на диске? Чем отличается полное и быстрое форматирование? Для чего необходимо проводить дефрагментацию диска? Что такое логический диск?

Знать, что такое файл, файловая система, уметь находить и открывать файлы, уметь копировать и переименовывать файлы.

Дополнительное задание: отформатировать дискету.

V. Итог урока.

Подведение итога урока. Выставление оценок.

На уроке мы познакомились со структурой данных на магнитных дисках, повторили понятие файла и файловая система.

Вопрос в заголовке пришёл мне по почте от одного из читателей нашей газеты. Что ж, действительно, некоторые пользователи (особенно те, кто сравнительно недавно сел за клавиатуру) могут путать эти понятия - и эта неразбериха в некоторых случаях может оказаться фатальной. По этой причине я решил написать публично - ответ может пригодиться многим читателям "Компьютерных вестей".

Оба термина, как правило, относятся к жёсткому диску компьютера. В тех случаях, если речь идёт о других носителях информации, как правило, отдельно уточняется вид носителя. Дефрагментация - это процесс оптимизации дискового пространства для более быстрого доступа к данным, находящимся на нём. Дело в том, что в современных файловых системах основной единицей информации является не файл, а кластер - определённого размера виртуальная ячейка на диске. Большие файлы могут не помещаться в один кластер, и тогда они разбиваются на несколько кластеров, не обязательно находящихся рядом друг с другом. В процессе удаления файлов часть кластеров освобождается, и диск становится фрагментированным. Новые файлы начинают записываться в находящиеся далеко друг от друга кластеры, что замедляет время как записи, так и чтения данных. При дефрагментации файлы записываются более компактно, а потому читать и записывать их потом можно быстрее.

Форматирование - это, говоря упрощённо, процесс разметки диска на кластеры. При подобной переразметке информация на диске теряется, и именно потому пользователи часто считают, что форматирование - это просто "умное" название очистки диска. Конечно же, существуют специальные программы, которые могут восстановить данные после форматирования (сразу после форматирования, точнее) - дело в том, что для ускорения процесса форматирования сами данные, записанные на диски, никто не стирает, просто кластеры помечаются как свободные. Точно так же, кстати, и с удалением файлов. Форматирование может использоваться для "лечения" ошибок диска, потому что при "глубоком" форматировании проверяется поверхность диска, и если на ней есть места, не доступные для чтения/записи данных, то они помечаются соответствующим образом и уже не используются при работе с этим диском.

Как видите, дефрагментация и форматирование диска - действительно различные понятия, и если их спутать, можно ненароком остаться без важных данных. Поэтому лучше их не путайте и проводите время от времени дефрагментацию жёсткого диска (в операционной системе Windows есть для этого встроенные средства).

Обзор про свой жесткий диск я уже написал. А теперь задумался, как улучшить производительность жесткого диска. В этой статье я опишу что можно делать с жесткими дисками, а что нельзя. Говорим о форматировании, дефрагментации, проверке на битые разделы и прочих полезных вещах. :)

Форматирование

Казалось бы, изъезженная тема. Ан нет, есть и тут свои нюансы.
То, что форматируем под NTFS, я думаю понятно (тут и далее я рассматриваю Windows).
А вот как правильно выставить размер кластера?
С точки зрения производительности и надежности, чем больше размер кластера, тем лучше.
Потому что, нагрузка на процессор и память уменьшается, а также уменьшается степень фрагментированности данных, меньше времени требуется на дефрагментацию.
Но давайте рассмотрим более частные случаи.

Например, у нас есть раздел на диске, на котором много маленьких файлов (чаще всего это раздел, на котором стоит ОС). Предположим, что на нем 10000 маленьких файлов по 1 кб. А у нас размер кластера 64 кб. Итого, 640 мегабайт занято, вместо 10.
А вот если у вас коллекция HD-фильмов, музыки или игр, то размер кластера можете смело ставить на 64 кб.
Вывод:
Системным разделам (там где стоит ОС), при форматировании, стоит выделить небольшой кластер, 4 кб будет достаточно. А разделам, на которых у вас много больших файлов, лучше поставить размер кластера максимальный (64 кб), дабы увеличить производительность и обеспечить более долгую жизнь своему винчестеру.

Дефрагментация

Оптимизирует логическую структуру диска, ускоряет запись и чтение файлов, работу программ. Соответственно, на диске, который постоянно перезаписывается (чаще таким является системный диск) фрагментация больше и производить дефрагментацию требуется чаще.
Реализуется встроенными в Windows средствами (Свойства диска -> Сервис -> Выполнить дефрагментацию), но лично мне больше нравится программка Defraggler. Давайте рассмотрим ее.

Хотелось бы отметить, что данная программа — это надстройка к стандартному дефрагментатору Windows. В этом заключается как плюс, так и минус. Плюс в том, что благодаря этому, установочный файл весит менее мегабайта, а на диске она занимает не более двух. Минус в том, что особого прироста производительности ждать не приходится.

Однако, как видно из скриншота, она более информативная (чем стандартный дефрагментатор в Windows) и поддерживает русский язык. Также, в однозначные плюсы программы можно записать ее бесплатность, а также работу с большинством Windows-систем (с Windows 95 по Windows 7).

Также, есть возможность проведение быстрой дефрагментации и дефрагментации отдельных папок/файлов.

Нужна ли вам дефрагментация? Для убедительности, приведу цитату:
«Для испытания возможностей Defraggler было сделано следующее: фрагментированный видео файл размером 80 Мбайт записывается на пустой USB flash носитель. Время записи составляет 12 секунд с лишним. Затем USB flash носитель форматируется, а этот же файл проходит процесс дефрагментации на жёстко диске. После форматирования и перезагрузки USB flash носителя, уже дефрагментированный файл вновь записывается на этот носитель. На этот раз процесс занимает уже ни 12, а 8 секунд с лишним.»
Вывод:
Если на диске постоянно происходит перезапись файлов, то дефрагментацию лучше всего делать раз в 1-2 месяца. Если диск мало используется, то хватит одного раза в 4-6 месяцев. Главное об этом не забывать. Также, очень важно оставлять на диске 15% свободного места всегда, в противном случае MFT (общая таблица файлов) начнет фрагментироваться, что приведет к однозначному падению производительности.

Проверка на ошибки и поврежденные сектора

Рекомендую проверяться как можно чаще. Сегодня мне написал друг, после дефрагментации у него полетел винчестер (сейчас он делает проверку секторов и ошибок, но лучше бы он об этом подумал заранее), если не хотите такого же развития событий, то читайте далее.

Внимание, если у вас диск шуршит, гудит или заедает, задумайтесь, не пора ли его проверить на поврежденные сектора. Сделать это лучше заранее, в противном случае вы рискуете потерять ценную информацию.

Для подобного рода проверок, можно использовать стандартную программу chkdsk, которая вызывается из командной строки, либо через интерфейс взаимодействия с диском. (Свойства диска -> Сервис -> Выполнить проверку)
Если диск системный, то проверку можно выполнить при следующей загрузке.

Также можно воспользоваться удобной программой HDD Scan, про которую уже написан прекрасный обзор и HDD Renegator, ее обзор тоже есть, а точнее их даже два.
Вывод:
Проверка на ошибки и поврежденные сектора — одна из самых важных, ее не стоит забывать, иначе это может обернуться потерей данных. Эту проверку лучше проводить ежемесячно, дабы полностью обезопасить себя и свои данные.

Восстановление данных

Если предыдущие советы не помогли, и данные все же пропали, либо были случайно удалены, то помочь может только их восстановление.
При удалении файл лишь пропадает из зоны видимости, информация же сразу не уничтожается. В имя файла добавляется специальная метка, но он остается на диске до перезаписи. Поэтому, при случайном удалении важного файла или поверхностном (быстром) форматировании (при низкоуровневом данные пропадают навсегда) желательно сразу же выключить жесткий диск.

На эту тему есть хорошая подборка программ. От себя рекомендую EasyRecovery (меня не раз спасала). Хотя у некоторых специалистов, которые профессионально занимаются восстановлением данных, есть предубеждения относительно этой программы.

Также, рекомендую почитать «Помощь в восстановлении информации с HDD» и обращаться, по мере надобности.
Вывод:
До этой стадии лучше не доходить, но если все же так получилось и сами вы ничего не можете сделать (а данные вам важны), то лучше доверьтесь специалистам. Хоть это и не дешево (от 1000 до 15000 и более), но в большинстве случаев стоит того. Если же информация не важна, то чаще выходит дешевле купить новый винчестер, чем восстанавливать старый.

Сортировка данных

Имеется ввиду сортировка для более удобного ручного поиска по шаре.
Лично моя шара выглядит так (упростил для наглядности):

• Кино
  
  • Игровое
  • Мультики
  • Передачи
  • Сериалы
  • Install
    
    • Антивирусы
    • Графика
    • Для работы с коммуникатором
    • Запись, эмуляция
    • Обучение
    • Плееры (аудио и видео), кодеки
    • Программирование
    • Программы для работы в интернете
    • Работа с документами
    • Системные
    • Словари
    • Тесты, бенчмарки, анализаторы

    Надеюсь, получилось более-менее понятно. Очень буду рад, если кто в комментариях отпишет свой вариант или предложит мне более удобную сортировку.

    Мониторинг состояния диска, замеры скорости

    Для этой цели рекомендую использовать программы HD Tune Pro 3.50 (программа предназначена для дисков, производит замеры, контролирует температуру и множество других полезных функций и EVEREST (показывает информацию по всему оборудованию, по ОС, встроенный бенчмарк и куча наворотов).
    Всю полезную информацию можно смотреть, если ваш диск поддерживает технологию SMART.

    Послесловие

    Ну вот и заканчиваю я свой пятничный топик, хотя он уже стал субботним, судя по времени.
    Напоследок, хотелось бы отметить интересную статью про ААМ. Очень полезная штуковина, позволяет увеличить производительность или уменьшить шум, тут уж как пожелаете. Единственное, чего не позволяет, это одновременно увеличить производительность и уменьшить шум. Ну, я думаю, сами разберетесь, если еще не читали.
    Прошу простить за некоторую сумбурность изложения и возможные очепятки. Конструктивные поправки приветствуются.

    Не забывайте о бэкапах и хороших выходных вам. :)

    UPD Никто так и не написал про свою сортировку данных, все зациклились на холиварах вокруг программ. А жаль… :)

    
    

    Форматирование – разбиение диска на дорожки и секторы, в результате чего диск разбивается на ячейки ( кластеры ).

    В результате форматирования на диске появляется область хранения данных и каталог.

    Виды форматирования:

    
    
    

    КАТАЛОГ ДИСКА ( FAT- таблица)

    Адрес первого сектора

    Объём файла в секторах

    Потеря таблицы – потеря

    информации на диске!

    
    

    Форматирование уничтожает все данные на диске!

    
    

    ФРАГМЕНТАЦИЯ – увеличение количества файлов, фрагменты которых разбросаны по всему диску.

    ДЕФРАГМЕНТАЦИЯ –перемещение фрагментов файлов в рядом расположенные сектора.

    
    

    Практическая работа

    1. Сделать полное форматирование диска А:

    2. Проверить диск А: на наличие ошибок.

    3. Провести анализ фрагментации файлов на диске С:

    
    

    -75%

    Продолжаю писать о CMD. Рассмотрим парочку полезных приложений для работы с томами.

    Посмотреть имена дисков/томов

    Чтобы узнать имена разделов для вызова последующих команд, можно не лезть в проводник, а посмотреть тут же, в строке.

    Вариант первый - через утилиту DiskPart : сперва запускаем ее саму, введя diskpart , а потом уже в ней вводим list volume.

    И получим список томов, что логично из текста команды И получим список томов, что логично из текста команды

    Чуть быстрее набрать команду, использующую WMI (Инструментарий управления Windows, немного о нем я писала в этой статье ):

    wmic logicaldisk get name, description, size, volumename

    Форматирование диска

    Сразу обговорим, что полное форматирование удаляет файлы, а быстрое - помечает, как удаленные (скрывает от файловой системы Windows).

    Скрытые файлы валяются на диске и затираются поверх новыми данными. Если повезет, сразу после такого форматирования можно вернуть их с помощью специальных программ.

    Вариант первый: format

    FORMAT том [/FS:файловая_система] [/V:метка] [/Q] [/A:размер] [/C] [/X] [/P:проходы] [/S:состояние]

    том Определяет букву диска (с последующим двоеточием), точку подключения или имя тома.

    /FS:файловая_система Указывает тип файловой системы (FAT, FAT32, NTFS или UDF)

    /V:метка Метка тома
    /Q Быстрое форматирование. Перекрывает параметр /P
    /X "Отключит" диск, закрыв все дескрипторы тома (действия с файлами)

    /P:раз Обнуляет каждый сектор тома указанное число раз
    /C Только для NTFS: Установка режима сжатия по умолчанию для всех файлов, создаваемых на новом томе
    /A:размер Заменяет размер кластера по умолчанию
    /S:состояние cостояние может принимать значения "enable" или "disable"

    Вариант второй: DiskPart

    Предварительная подготовка: вводим diskpart , чтобы запустилась программа, выводим список дисков командой list volume , выбираем по номеру тома нужный нам select volume x, можем перепроверить его настройки, введя filesystems:

    Теперь уже можно и поформатировать командой format:

    FORMAT [[FS=<ФС>] [REVISION=<X.XX>] | RECOMMENDED] [LABEL=<"метка">] [UNIT=<N>] [QUICK] [COMPRESS] [OVERRIDE] [DUPLICATE] [NOWAIT] [NOERR]

    FS=<ФС> Тип файловой системы. Если файловая система не указана, используется файловая система по умолчанию
    REVISION=<X.XX> Версия файловой системы (если такой параметр применим)
    RECOMMENDED Если этот параметр задан, вместо установленной по умолчанию файловой системы используется рекомендуемая версия файловой системы, если таковая существует
    LABEL=<"метка"> Метка тома
    UNIT=<N> Переопределение размера кластера по умолчанию. В общих случаях настоятельно рекомендуется использовать параметры по умолчанию
    QUICK Быстрое форматирование
    COMPRESS Только для NTFS: файлы, создаваемые на новом томе, по умолчанию сжимаются
    OVERRIDE Принудительное первоочередное отключение файловой системы (аналог ключа /X команды format)
    NOWAIT Принудительное возвращение управления без ожидания завершения форматирования. Если параметр NOWAIT не задан, программа DiskPart отображает ход процесса форматирования в процентах.
    NOERR Только для сценариев. При возникновении ошибки программа DiskPart пропускает ее и продолжает обрабатывать команды. Без ключа при возникновении ошибки работа программы DiskPart завершается с кодом ошибки.

    Пример использования: format fs=ntfs label="Мой лэйбл" quick

    Читайте также:

      
    • В варзоне греется видеокарта
      
    • Интел процессоры страна производитель
      
    • Как с диска стереть файлы с диска
      
    • Пример текстового процессора укажите правильный вариант ответа word блокнот paint excel
      
    • Какой блок питания нужен для кулера 12в