Desfragmentação de disco explicada

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, fazendo isso no modo de segurança e preparando-se para a possibilidade de perda de dados por falha de energia ocasional. Muitas pessoas ainda temem a desfragmentação ou simplesmente tentam não pensar nisso por causa dos conselhos antigos que ainda aparecem nas buscas 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 a desfragmentação de disco, primeiro é preciso entender como funciona um disco rígido, o que é um sistema de arquivos e como a fragmentação realmente acontece. Estes podem soar como termos muito técnicos, mas as noções são, na realidade, bastante fáceis de compreender com um pouco de explicação e algumas ilustrações. Vamos olhar para eles aqui.

Como funciona o seu disco rígido

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

Toda 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 a cabeça 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 a dados , a parte externa do prato do disco rígido, também chamada de 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 figura abaixo). Se isso parece muita informação para absorver, então não se preocupe com isso. Há duas razões pelas quais estou incluindo esta informação em meu artigo – pode ajudar a criar uma imagem em sua mente mostrando como os dados são armazenados em seu disco rígido, e estes também são termos que são 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 em uma árvore cortada. E os setores são como as fatias de uma pizza, exceto na terminologia computacional, um único setor é a parte da fatia de pizza que pertence a uma única trilha e geralmente tem 512 bytes de tamanho.

Diferentes modelos de disco rígido podem ter um número diferente de faixas e setores. No entanto, o fato é que os dados armazenados nas trilhas externas em 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 enormes 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 (a partir do Windows NT). 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 dos pedaços 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 pedaços de 4096 bytes, embora necessário por vários motivos, oferece um enorme potencial de fragmentação.

O que é fragmentação?

Em um disco rígido recém-formatado, os arquivos são gravados de maneira contínua – todos os clusters pertencentes a um único arquivo são armazenados juntos e o arquivo é todo em uma única peça, pois há muito 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 passaria de uma decoração de quarto cara. A fragmentação acontece não porque você fez algo errado ou porque 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 megabyte em seu disco rígido. Seu sistema procura 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, fica sem espaço neste local e começa a procurar o próximo bloco disponível de espaço livre. Se a próxima janela de espaço tiver 1 megabyte de tamanho, seu arquivo recém-salvo será dividido em apenas 2 partes. Mas digamos que o próximo bloco de espaço livre seja meio megabyte, então, tendo escrito parte do seu arquivo neste local, o sistema procura por 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 isso 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 em uma única peça em um local. À direita, você vê o mesmo arquivo fragmentado em vários pedaços armazenados em locais diferentes no disco rígido. Agora imagine a quantidade de trabalho que a cabeça de leitura e gravação tem que fazer para recuperar o arquivo à esquerda e compare-a com a quantidade de trabalho que ela tem que fazer, saltando de lugar em lugar para buscar o arquivo à direita. É óbvio que levará mais tempo para acessar o arquivo à direita. Quanto mais partes o arquivo for dividido e quanto mais distantes essas partes estiverem espalhadas no disco rígido, mais tempo levará para o cabeçote de leitura e gravação recuperá-lo, o que resulta em um desempenho mais lento.

Além da fragmentação do arquivo em si, há a questão 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 pedaços 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 seu disco rígido. Esta operação não só 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 fragmentação adicional. Um bom desfragmentador também inclui um algoritmo para posicionamento inteligente de arquivos que utiliza o conhecimento de zonas de acesso de dados mais rápidas e lentas no disco rígido. Vamos dar uma olhada nesses aspectos da desfragmentação de disco.

Desfragmentação de arquivo

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

Desfragmentação de 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 espalhados pelo disco rígido em seções menores, os novos arquivos que são gravados no disco rígido podem ser facilmente colocados em uma única peça. Ao regravar arquivos durante a desfragmentação do disco, os desfragmentadores tentam colocar todos os arquivos mais próximos para que o espaço livre restante seja consolidado em seções maiores.

Posicionamento de arquivo inteligente

Sabendo como um disco rígido funciona 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 pelas quais os arquivos podem ser 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 variedade de algoritmos que um usuário pode escolher para corresponder ao seu estilo de uso individual do PC.

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 bastante a quantidade de trabalho que o cabeçote de leitura e gravação do HDD precisa fazer quando esses arquivos são solicitados. Colocar os arquivos do sistema nas trilhas externas rápidas do disco rígido reduz o tempo necessário para a inicialização do sistema, bem como para a inicialização dos aplicativos. Essa 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 (as faixas internas mais lentas) 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 nos desfragmentadores oferecem um grande potencial para melhorar a velocidade e o desempenho do sistema. As pessoas que proclamam que a desfragmentação não é necessária com discos rígidos modernos podem não ter tentado um desfragmentador moderno com um poderoso mecanismo de otimização. Qualquer pessoa que use muito o PC, editando, salvando e excluindo arquivos, instalando e desinstalando software, jogando no computador ou trabalhando em projetos escolares de longo prazo, definitivamente notará uma melhora no desempenho do computador depois de usar um software de desfragmentação rico em recursos. Como dizem, ver é crer. Tente desfragmentar e otimizar seu disco rígido para ver a diferença que isso pode fazer no desempenho do seu PC.