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在计算 领域，檔案系统碎片 （英語：File system fragmentation ，或称磁碟碎片 、檔案系统老化 ）是檔案系统 将檔案内容非连续排列以方便就地修改其内容的結果，亦是碎片化 的特例。磁碟碎片会增加磁碟磁头移动频率，即增加了寻道时间，会降低磁碟读写性能，进而影响操作系统 及软件 性能。另外，檔案系统不能承受无限制的碎片。对现有碎片的更正称为碎片重組
檔案碎片及碎片重組演示 固态磁碟 （SSD）不是真正的磁碟，也不是“旋转的”，所以没有檔案碎片问题。
原因 编辑 在分区 上首次初始化檔案系统 时，它只包含一些小的内部结构，其他区域则是一塊连续的可用空間，[a] 操作系统 或软件 或解包存档 时，单独的檔案按顺序生成，因此相关檔案的位置接近。
刪除或截斷某檔案可能會騰空區塊；但加到檔案的新內容可能會放在分開區塊而非檔案結束處，因為該處可能已分配給另一份檔案，因此檔案會有新片段。随着时间過去，相同因素使可用空间以及频繁附加的檔案变碎。可用空间变短也意味檔案系统不能再为新檔案分配连续空间，而必须将它们拆碎。当儲存空間变满且無大量连续的可用空间时尤其如此。
簡單范例 编辑 对自由空间碎片和檔案碎片发生过程的简单示例 磁碟中5份檔案甲、乙、丙、丁、戊按顺序连续儲存，每份檔案佔10區，（例子中每區大小不重要）剩余區域即是可用空間，因此可在檔案戊之后新增檔案。
類型 编辑 以下幾個層次可能會出現檔案系統碎片：
各個檔案中的碎片 可用空間碎片 在獨立但相關檔案間之訪問局部性 減少 檔案碎片 编辑 此章节尚無任何内容，需要扩充 。 (2020年2月20日 )
可用空間碎片 编辑 此章节尚無任何内容，需要扩充 。 (2020年8月18日 )
檔案分散 编辑 参见：文件序列
檔案分割，也稱為相關檔案碎片，或者應用程序級（檔案）碎片，指缺乏引用的局部性（在存儲介質中）在相關檔案之間。
消極後果 编辑 對於消費級硬盤驅動器而言，磁碟碎片是個很嚴重的問題。因為增大差距在順序訪問速度和旋轉延遲 [1] [2] 机械磁碟 ，文件系統碎片对固態硬盤 造成的性能影響较小，因為不涉及機械尋道時間 [3]
在簡單的文件系統基準測試中，往往省略了碎片因素，因為模拟現實的老化和碎片化是困難的。[4]
緩和 编辑 防止碎片 编辑 为了避免产生碎片，文件系统或操作系统会通过写入缓存区，将待写入的数据缓存在内存中，一段时间后才连续写入到磁碟中，避免直接写入大量小数据包的；又或者为一个文件对象分配一段连续的可用空间（如Extent 技术）以方便连续写入。对于应用程序，如果在知道文件大小固定的情况下，也可以直接建立相应文件大小的空白文件作为预分配处理，虽然这不及由文件系统分配连续空闲空间直接和高效。
碎片重組 编辑 主条目：碎片重組
碎片重組是減少檔案碎片 的過程，將檔案片段集合連接起來。部份碎片整理軟件會將經常按順序讀取的小文件放在一個目錄中。
固態磁碟 採用快閃記憶 技術，没有移動部件，運作方式與傳統硬碟 不同，無須以重組碎片改善讀取速度，但故障前寫入次數有限，所以重組其檔案碎片弊多於利（除了緩解災難性故障）。
注釋 编辑 參考文獻 编辑 ^ Kryder, Mark H. (PDF) . Storage Networking World conference. Seagate Technology . 2006-04-03. （原始内容 (PDF ) 存档于17 July 2006）. ^ McVoy, L. W.; Kleiman, S. R. Extent-like Performance from a UNIX File System (PostScript ) . Proceedings of USENIX winter '91. Dallas, Texas: Sun Microsystems, Inc. : 33–43. Winter 1991 [2006-12-14 ] . （原始内容于2007-02-21）. ^ Hanselman, Scott. The real and complete story - Does Windows defragment your SSD?. Scott Hanselman's blog. 3 December 2014. （原始内容于2014-12-22）. ^ Smith, Keith Arnold. (PDF) . Cambridge, Massachusetts : Harvard University . January 2001 [2006-12-14 ] . （原始内容 (PDF ) 存档于2004-11-17）.
磁盘碎片, 本條目存在以下問題, 請協助改善本條目或在討論頁針對議題發表看法, 此條目可参照英語維基百科相應條目来扩充, 2020年8月18日, 若您熟悉来源语言和主题, 请协助参考外语维基百科扩充条目, 请勿直接提交机械翻译, 也不要翻译不可靠, 低品质内容, 依版权协议, 译文需在编辑摘要注明来源, 或于讨论页顶部标记, href, template, translated, page, html, title, template, translated, page, translated, page, 标签,. 本條目存在以下問題 請協助改善本條目或在討論頁針對議題發表看法 此條目可参照英語維基百科相應條目来扩充 2020年8月18日 若您熟悉来源语言和主题 请协助参考外语维基百科扩充条目 请勿直接提交机械翻译 也不要翻译不可靠 低品质内容 依版权协议 译文需在编辑摘要注明来源 或于讨论页顶部标记 a href Template Translated page html title Template Translated page Translated page a 标签 此條目翻譯品質不佳 2018年4月23日 翻譯者可能不熟悉中文或原文語言 也可能使用了機器翻譯 請協助翻譯本條目或重新編寫 并注意避免翻译腔的问题 明顯拙劣的翻譯請改掛 a href Template D html class mw redirect title Template D d a a href Wikipedia CSD html G13 class mw redirect title Wikipedia CSD G13 a 提交刪除 此條目需要精通或熟悉计算机科学的编者参与及协助编辑 2023年9月29日 請邀請適合的人士改善本条目 更多的細節與詳情請參见討論頁 另見其他需要计算机科学專家關注的頁面 在计算领域 檔案系统碎片 英語 File system fragmentation 或称磁碟碎片 檔案系统老化 是檔案系统将檔案内容非连续排列以方便就地修改其内容的結果 亦是碎片化的特例 磁碟碎片会增加磁碟磁头移动频率 即增加了寻道时间 会降低磁碟读写性能 进而影响操作系统及软件性能 另外 檔案系统不能承受无限制的碎片 对现有碎片的更正称为碎片重組 英语 Defragmentation 是将檔案和可用空间重新组织为连续区域的过程 檔案碎片及碎片重組演示固态磁碟 SSD 不是真正的磁碟 也不是 旋转的 所以没有檔案碎片问题 目录 1 原因 1 1 簡單范例 2 類型 2 1 檔案碎片 2 2 可用空間碎片 2 3 檔案分散 3 消極後果 4 緩和 4 1 防止碎片 4 2 碎片重組 5 注釋 6 參考文獻原因 编辑在分区上首次初始化檔案系统时 它只包含一些小的内部结构 其他区域则是一塊连续的可用空間 a 意味着檔案系统能将新檔案放在分区任何位置 在檔案系统建立后的一段时间内 其檔案布局近乎最佳 当安装操作系统或软件或解包存档时 单独的檔案按顺序生成 因此相关檔案的位置接近 刪除或截斷某檔案可能會騰空區塊 但加到檔案的新內容可能會放在分開區塊而非檔案結束處 因為該處可能已分配給另一份檔案 因此檔案會有新片段 随着时间過去 相同因素使可用空间以及频繁附加的檔案变碎 可用空间变短也意味檔案系统不能再为新檔案分配连续空间 而必须将它们拆碎 当儲存空間变满且無大量连续的可用空间时尤其如此 簡單范例 编辑 nbsp 对自由空间碎片和檔案碎片发生过程的简单示例磁碟中5份檔案甲 乙 丙 丁 戊按顺序连续儲存 每份檔案佔10區 例子中每區大小不重要 剩余區域即是可用空間 因此可在檔案戊之后新增檔案 類型 编辑以下幾個層次可能會出現檔案系統碎片 各個檔案中的碎片 可用空間碎片 在獨立但相關檔案間之訪問局部性減少檔案碎片 编辑 此章节尚無任何内容 需要扩充 2020年2月20日 可用空間碎片 编辑 此章节尚無任何内容 需要扩充 2020年8月18日 檔案分散 编辑 参见 文件序列 英语 File sequence 檔案分割 也稱為相關檔案碎片 或者應用程序級 檔案 碎片 指缺乏引用的局部性 在存儲介質中 在相關檔案之間 消極後果 编辑對於消費級硬盤驅動器而言 磁碟碎片是個很嚴重的問題 因為增大差距在順序訪問速度和旋轉延遲 英语 rotational latency 以及較小程度上尋道時間 之間其上文件系統通常放置 1 因此 碎片是在文件系統的研究與設計的一個重要問題 碎片的遏制不僅很大程度上依賴於文件系統在磁碟上的格式 還取決於它的實現 2 相對於机械磁碟 文件系統碎片对固態硬盤造成的性能影響较小 因為不涉及機械尋道時間 英语 seek time 3 但是 文件系統還需要儲存另一個元數據對於相對應的文件 每條元數據本身需要佔用空間 並且需要處理動力和處理器時間 如果達到碎片的最大極限 將會導致寫入請求失敗 在簡單的文件系統基準測試中 往往省略了碎片因素 因為模拟現實的老化和碎片化是困難的 4 緩和 编辑防止碎片 编辑 为了避免产生碎片 文件系统或操作系统会通过写入缓存区 将待写入的数据缓存在内存中 一段时间后才连续写入到磁碟中 避免直接写入大量小数据包的 又或者为一个文件对象分配一段连续的可用空间 如Extent技术 以方便连续写入 对于应用程序 如果在知道文件大小固定的情况下 也可以直接建立相应文件大小的空白文件作为预分配处理 虽然这不及由文件系统分配连续空闲空间直接和高效 碎片重組 编辑 主条目 碎片重組 英语 Defragmentation 碎片重組是減少檔案碎片的過程 將檔案片段集合連接起來 部份碎片整理軟件會將經常按順序讀取的小文件放在一個目錄中 固態磁碟採用快閃記憶技術 没有移動部件 運作方式與傳統硬碟不同 無須以重組碎片改善讀取速度 但故障前寫入次數有限 所以重組其檔案碎片弊多於利 除了緩解災難性故障 注釋 编辑 一些文件系统 例如NTFS和ext2 可能为了特殊目的预先分配空的连续区域 參考文獻 编辑 Kryder Mark H Future Storage Technologies A Look Beyond the Horizon PDF Storage Networking World conference Seagate Technology 2006 04 03 原始内容 PDF 存档于17 July 2006 McVoy L W Kleiman S R Extent like Performance from a UNIX File System PostScript Proceedings of USENIX winter 91 Dallas Texas Sun Microsystems Inc 33 43 Winter 1991 2006 12 14 原始内容存档于2007 02 21 Hanselman Scott The real and complete story Does Windows defragment your SSD Scott Hanselman s blog 3 December 2014 原始内容存档于2014 12 22 Smith Keith Arnold Workload Specific File System Benchmarks PDF Cambridge Massachusetts Harvard University January 2001 2006 12 14 原始内容 PDF 存档于2004 11 17 取自 https zh wikipedia org w index php title 磁盘碎片 amp oldid 79137857, 维基百科，wiki ，书籍，书籍，图书馆，
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