この記事では、ディスクの断片化の確認、原因、とディスクの最適化について説明します。
実際、ディスクの断片化はファイルの断片化とも呼ばれています。これは、ファイルがディスクの連続したクラスターに継続的に保存されるのではなく、ディスク全体のさまざまな場所に個別に保存されるためです。
アプリケーションが必要とする物理メモリが十分でない場合、通常、オペレーティングシステムはハードディスク上に一時的なスワップファイルを作成します。これらの一時スワップファイルが占有するディスク領域は、仮想メモリを形成するために使用されます。仮想メモリ管理プログラムは、ハードドライブで頻繁に読み書きを行い、大量の断片化を発生させます。これが、ハードディスクの断片化の主な原因です。
それに加え、システム内の一時ファイルが多くの断片化が発生します。一時ファイルは、IEエクスプローラが情報を閲覧したり、ユーザーが直接設定したりすることで生成されます。 ディスクの最適化を頻繁に行うと、コンピューターのハードドライブのサービス効率を向上させることができます。
1．概要
ディスクの断片化とは、ハードディスクの読み取りと書き込みのプロセス中に生成される不連続なファイルを指します。ハードディスクに不連続なファイルが書き込まれると、断片化が発生する可能性があります。 断片化によって、ハードディスクのシーク時間を伸ばし、システムのパフォーマンスに影響を与えます。たとえば、仮想メモリがディスクを占有すると、ハードドライブでディスクの断片化が発生します。Windowsでハードディスクをデフラグし、PCのパフォーマンスを向上させる方法については、こちらを参照してください。
2．発展
ファイル操作の過程で、Windowsシステムは仮想メモリを呼び出し、プログラムを同期的に管理することがあります。これにより、多くのプログラムがHDDで頻繁に読み書きするようになります。
また、中央のクラスター(セクターで構成されている)の内容が削除された後、より小さい新しいファイルがディスクに書き込まれるケースもあります。これら2つのファイルの両側に、ある程度のスペースが存在することになります。このとき、別のファイルが書き込まれますが、2つのスペースのどの部分もこのファイルを保持することはできません。ファイルは2つの部分に分割され、断片が再び生成されます。
映画などの大きなファイルのダウンロードが最も一般的です。ダウンロード中、人々は通常、他のことを処理します。ダウンロードした動画ファイルは強制的にいくつかの断片に分割され、ハードディスクに保存されます。したがって、ダウンロードによって、ディスクの断片化を引き起こすことがあります。
さらに、頻繁にファイルを削除したり、追加したりすることも断片化の原因です。これらのファイルを保持するための十分なスペースがない場合、多くのディスクの断片化が生成されます。頻繁にファイルを削除すると、この状況はますます深刻になります。
ディスクの断片化は、通常の作業にはあまり影響しませんが、ハードディスクの実行速度を著しく低下させます。これは主に、ハードディスクがファイルを読み込む際に、複数の断片の間をジャンプする必要があるからです。それによって、ディスクが指定されたセクターまで回転するのを待つ時間と、ヘッドがトラックを切り替える際のシーク時間が長くなります。
PCを長期間使用すると、ディスクには多くのファイルが格納されます。これらのファイルは、連続したディスク領域に保存されるのではなく、別の場所に保存されます。これらの断片化されたファイルは「ディスクの断片化」と呼ばれます。これらの断片は、Windowsの全体的なパフォーマンスを低下させます。ファイルを読み書きするたびに、ディスクのコンタクトは、前後に移動する必要があります。これは時間の無駄です。 そのため、Windowsは最適化プログラムを提供しています。
3．仕組み
プログラム実行中のディスクの読み取りと書き込み
ディスクの断片化の原因がわかった後、プログラム実行時のディスクの読み取り・書き込みアクションを知る必要があります。通常、1つのプログラムを実行すると、ディスクドライバーのヘッドは、そのプログラムの実行に必要なファイルを検索し、データを読み取り、読み取り処理を行い、ディスク キャッシュとメモリにデータを転送します。検索時間は、ハードディスクのパフォーマンス指標で平均シーク時間と呼ばれます。単位はミリ秒(ms)で指定します。ディスクの平均シーク時間は9.5ms以下です。
アプリの関連ドキュメントを連続したディスク領域に配置できれば、ヘッドの検索時間が大幅に短縮されます。読み込みも同じです。ディスクがヘッドの下のセクターのデータを読み取るのに必要な時間は、ヘッドを別の場所に移動してから同じデータを読み取るのに必要な時間の1/5でしかありません。
ディスクが読み取られると、システムはデータがキャッシュにあるかどうかをチェックします。キャッシュにある場合、それらは直接読み取られます。そうでない場合は、ディスクにアクセスしてください。これをディスクの読み取りと呼びます。同じデータを何度も読み込む必要がある場合、キャッシュは大きな役割を果たします。 しかし、ファイルが初めて読み取られる時、キャッシュは何もできません。検索時間と読み込み時間は、プログラムの実行効率に大きく影響します。
ディスクの最適化が必要になる理由
Windowsシステムは、ヘッドの検索時間を短縮するという原則に従って、すべてのファイルをディスクの適切な場所に配置できないため、Microsoftは、Windowsに「ディスク デフラグ」を追加し、ディスクの活動を追跡する「タスクモニター」を提供しています。 ディスクの活動を追跡することで、「ディスク デフラグ」を効率的に動作させることができます。「タスクモニター」は、Windowsの起動と同時に自動的に実行されます（もちろん、「スタート」で「タスク モニター」にチェックを入れる必要があります）。
アプリケーションがロードされると、ディスク アクセス アクションを監視することで、プログラムの起動中にファイルを検索して呼び出していることを認識します。 目的のファイルを検索し、監視結果を C:WindowsApplog ドライブの隠しディレクトリに保存します。 このディレクトリ内のほとんどのファイルは、拡張子として「.lgx」を使用します。（「lg」：ログファイル、「x」：ドライブ文字）
例えば、ドライブD:のプログラムは、拡張子が「.lgd」です。記録されるファイル名は、「タスクモニター」で監視しているアプリケーションのファイル名であり、ドライブE:のプログラムWinZipは「Winzip32.lge」と記録されます。ユーザーがディスクデフラグを実行すると、APPログの情報に従って、アプリの関連ファイルをディスク上の連続したスペースに移動させるプログラムです。
タスクモニターは、プログラムの読み込み中にファイル情報のみを検索します。プログラムの読み込み頻度に基づき、順序を調整・最適化します。これは、最も頻繁に使用されるソフトウェアが最適化されることを意味します。APPLOGのAPPLOG.indファイルには、アプリケーションの実行時間が記録されます。一般的なソフトウェアを繰り返し起動し、タスクモニターに追跡と記録をさせてから、ディスク デフラグを使用して並べ替える必要があります。
これにより、アプリケーションの起動速度の向上を実現できます。しかし、例えばWinZipをZipMagicに変更するなど、よく使うソフトウェアを変更した場合、Disk Defragmentは、ZipMagicではなくWinZipに関連するファイルを連続したスペースに移動し続けます。ただし、ZipMagicがWinZipよりも読み込みに時間がかかる場合は例外です。
この問題を解決するために、ユーザーは「Winzip32.lgx」を削除できます。 ログ ファイルが存在しない場合、「ドライブの最適化」ツールは最適化しません。
4．外部フラグメントと内部フラグメント
多くの人は、ファイルの断片化とクラスターの概念に混乱させられるでしょう。
実際、Windowsシステムでは、ハードディスクのすべてのパーティションは、最小のストレージ ユニットであるクラスターで構成されています。ブロックをぐるぐる回すことで一つの壁が構成されているようなものです。クラスターのサイズは、パーティションのフォーマット時にユーザーによって定義できます。通常、8 KBなど、数KBのサイズです。例えば、サイズが800MBポイント1KB（1MB＝1000KB）のファイルがあるとします。800MBは80,001KBに相当します。このうちの80,000KBは10,000クラスタを占有します。残りの1KBも1クラスタを占有する必要があります。
ただし、未使用の7 KBのスペースがあります。また、他のファイルは、完全に使用されていないこのクラスターを占有できません。これにより、少し無駄な領域が発生します。この7KBの無駄な領域をディスクの内部フラグメンテーションと呼ぶ人が多いようです。ただし、ユーザーはクラスタ サイズを変更することで、ディスク領域を有効に活用できます。
外部断片化（通常、ディスク断片化と呼ばれます。ドライブの最適化ツールは、ドライブの外部断片化のみを消去できます。割り当て単位を変更しない限り、ファイルシステムのクラスタサイズは、ファイルサイズの整数倍にします）は、ドライブで実際に非連続的なクラスタが1つのファイルで占められていることを意味します。これは、ファイルがクラスタの不連続な段落に分割され、別々に保存されることに相当します。
ファイルを分割する数に応じて、複数の断片が存在します。したがって、断片化は実際にはファイルの断片を指します。つまり、ファイルが断片化されています。ファイルフラグメント間の順序が乱れることがあります。たとえば、ドライブの「後方ファイルフラグメント」によって占められているクラスタセグメントが、「前方ファイルフラグメント」クラスタ セグメントの最前列にある場合があります。その結果、ファイルはドライブに無秩序な順序で保存されることになります。
5．ハードディスクの最適化
(1). 必要性
実際、ハードディスクを定期的に最適化する必要があることは間違いありません。ハードディスクのデフラグが本当にハードドライブを損傷する場合、何度もデフラグを行うと損傷します。ハードディスクを長期間使用すると、ファイルの保存場所が断片化されます。つまり、ファイルの内容がハードディスク上のさまざまな場所に散在します。
これらの断片化されたファイルにより、ディスクの作業効率を低下させ、データの損失やデータの破損の可能性を高めます。デフラグ ツールは、これらのフラグメントを収集し、連続した全体としてディスクに保存します。Windowsには、「ドライブの最適化」ツールというプログラムが付属しています。しかし、Morton UtilitiesとNuts & Boltsには、もっと優れたこのようなプログラムがあります。
(2). 期限
個人PCの場合、3ヶ月に1回
ビジネスユーザー、企業ユーザー、政府ユーザーの場合は月に1回
ディスクの最適化を実行するときは、スクリーンセーバーをオフにする必要があります。また、音楽を聴いたりゲームをしたりするなど、パソコンで他の操作を実行しないでください。データの損失を防ぐために、PCで「ドライブの最適化」ツールのみを実行する必要があります。同時に、ドライブのデフラグを頻繁に行うことはお勧めしません。その場合、ドライブの読み取りと書き込みが停止しないからです。これは、ハードディスクの耐用年数に影響します。