การจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์เป็นกระบวนการที่ช่วยลดจำนวนการแตกแฟรกเมนต์ในระบบไฟล์ ทำได้โดยการจัดเนื้อหาของดิสก์ทางกายภาพเพื่อจัดเก็บชิ้นส่วนของแต่ละไฟล์ไว้ใกล้กันและติดกัน นอกจากนี้ยังพยายามสร้างพื้นที่ว่างที่ใหญ่ขึ้นเพื่อชะลอการส่งคืนการกระจายตัว
บริบททางประวัติศาสตร์และการกล่าวถึงครั้งแรกของการจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์
คำว่า 'การจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์' เกิดขึ้นในช่วงทศวรรษ 1980 ซึ่งตรงกับการถือกำเนิดของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล ซอฟต์แวร์จัดเรียงข้อมูลตัวแรกชื่อ Defrag เปิดตัวสำหรับระบบปฏิบัติการ MS-DOS ในปี 1986 เพื่อแก้ไขปัญหาการกระจายตัวของดิสก์ซึ่งทำให้ประสิทธิภาพของระบบช้าลง เมื่อระบบไฟล์พัฒนาขึ้น ความต้องการเทคนิคการจัดเรียงข้อมูลที่ซับซ้อนมากขึ้นก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน โดยบริษัทซอฟต์แวร์หลายแห่ง เช่น Microsoft, Symantec และบริษัทอื่นๆ ได้รวมเครื่องมือการจัดเรียงข้อมูลเข้ากับระบบปฏิบัติการหรือซอฟต์แวร์อรรถประโยชน์ของตน
เจาะลึกการจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์
การจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์เป็นเทคนิคที่ช่วยบรรเทาข้อบกพร่องที่มีอยู่ในระบบจัดเก็บไฟล์แบบเดิม เมื่อคอมพิวเตอร์จัดเก็บไฟล์ต่างๆ มักจะกระจายส่วนต่างๆ ของไฟล์ไปยังตำแหน่งต่างๆ บนฮาร์ดดิสก์ การกระจัดกระจายนี้เรียกว่าการกระจายตัวของข้อมูล และอาจทำให้ประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์ช้าลงอย่างมาก เนื่องจากหัวอ่าน/เขียนของฮาร์ดดิสก์ต้องขยับมากขึ้นเพื่อเข้าถึงส่วนที่กระจัดกระจายของไฟล์
การจัดเรียงข้อมูลจะจัดระเบียบไฟล์ที่กระจัดกระจายเหล่านี้ใหม่ โดยจัดเรียงไฟล์ให้อยู่ติดกันบนดิสก์ ซึ่งจะลดการเคลื่อนตัวของส่วนหัวของฮาร์ดดิสก์ และเพิ่มความเร็วในการเรียกค้นและบันทึกไฟล์ในภายหลัง กระบวนการนี้ยังรวมพื้นที่ว่างเข้าด้วยกัน ทำให้มีโอกาสน้อยที่ไฟล์ใหม่จะกระจัดกระจาย
โครงสร้างภายในและกลไกการทำงานของการจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์
การจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์จะดำเนินการโดยการย้ายส่วนของไฟล์แต่ละไฟล์รอบๆ ดิสก์ไปไว้ในบล็อกที่ต่อเนื่องกัน โดยทำให้ส่วนของไฟล์อยู่ใกล้กัน เริ่มต้นด้วยตารางการจัดสรรไฟล์ปัจจุบัน ซึ่งใช้เพื่อระบุแฟรกเมนต์ของแต่ละไฟล์ จากนั้นจะจัดเรียงชิ้นส่วนเหล่านี้ใหม่ โดยเคลื่อนให้เข้ามาใกล้กันมากขึ้น
ในขณะที่ทำการจัดเรียงข้อมูล ซอฟต์แวร์จัดเรียงข้อมูลจะจัดกลุ่มพื้นที่ว่างเล็กๆ ให้เป็นบล็อกขนาดใหญ่ การรวมพื้นที่ว่างนี้ช่วยลดโอกาสของการแตกแฟรกเมนต์ในอนาคต เนื่องจากไฟล์ใหม่มีพื้นที่ที่ต่อเนื่องกันมากขึ้นในการจัดเก็บ
คุณสมบัติที่สำคัญของการจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์
-
การปรับปรุงประสิทธิภาพ: ด้วยการจัดไฟล์ให้อยู่ติดกัน การจัดเรียงข้อมูลสามารถปรับปรุงความเร็วในการอ่าน/เขียนดิสก์ได้อย่างมาก ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของระบบโดยรวมในเวลาต่อมา
-
การรวมพื้นที่ว่าง: การจัดเรียงข้อมูลจะรวมพื้นที่ว่างเล็กๆ ไว้ในบล็อกที่ใหญ่ขึ้น ซึ่งจะช่วยลดโอกาสที่จะเกิดการแตกแฟรกเมนต์ในอนาคต
-
การจัดเรียงข้อมูลตามกำหนดเวลา: ระบบปฏิบัติการสมัยใหม่ส่วนใหญ่มีการจัดเรียงข้อมูลตามกำหนดเวลา ช่วยให้ผู้ใช้สามารถตั้งค่ากระบวนการให้ทำงานตามช่วงเวลาปกติหรือในช่วงเวลาที่มีการใช้งานน้อย
-
การจัดเรียงข้อมูลแบบเลือก: เครื่องมือจัดเรียงข้อมูลบางอย่างอนุญาตให้ผู้ใช้เลือกไฟล์หรือโฟลเดอร์เฉพาะเพื่อจัดเรียงข้อมูล ทำให้สามารถควบคุมกระบวนการได้ดียิ่งขึ้น
ประเภทของการจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์
การจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์มีสองประเภทหลัก:
-
การจัดเรียงข้อมูลแบบออฟไลน์: การจัดเรียงข้อมูลประเภทนี้จะเกิดขึ้นเมื่อไม่ได้ใช้งานระบบ เป็นประเภทการจัดเรียงข้อมูลที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดเนื่องจากสามารถเข้าถึงและย้ายไฟล์ทั้งหมดรวมถึงไฟล์ระบบด้วย
-
การจัดเรียงข้อมูลออนไลน์: ประเภทนี้จะดำเนินการในขณะที่ระบบกำลังทำงาน แม้ว่าจะมีประสิทธิภาพน้อยกว่าการจัดเรียงข้อมูลแบบออฟไลน์ แต่ก็ทำให้ระบบยังคงใช้งานอยู่ในระหว่างกระบวนการได้
| ประเภทการจัดเรียงข้อมูล | เมื่อเสร็จแล้ว | ประสิทธิผล | ความพร้อมใช้งานของระบบ |
|---|---|---|---|
| ออฟไลน์ | ระบบไม่ได้ใช้งาน | สูง | ไม่พร้อมใช้งานในระหว่างกระบวนการ |
| ออนไลน์ | ระบบที่ใช้งานอยู่ | ปานกลาง | มีจำหน่ายระหว่างดำเนินการ |
กรณีการใช้งานการจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์ ปัญหา และวิธีแก้ปัญหา
การจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบ อย่างไรก็ตาม การจัดเรียงข้อมูลมากเกินไปอาจทำให้ฮาร์ดดิสก์ชำรุดได้ เนื่องจากกระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการอ่าน/เขียนจำนวนมาก ปัญหานี้เด่นชัดกว่าใน SSD ซึ่งมีจำนวนรอบการเขียนที่จำกัด
แนวทางปฏิบัติที่ดีคือกำหนดเวลาการจัดเรียงข้อมูลในช่วงเวลาที่มีการใช้งานน้อย และห้ามจัดเรียงข้อมูล SSD ระบบปฏิบัติการสมัยใหม่ตระหนักถึงสิ่งนี้และมักจะปิดการใช้งานการจัดเรียงข้อมูลสำหรับ SSD หรือใช้เทคนิคการปรับให้เหมาะสมอื่น ๆ แทน
การเปรียบเทียบกับข้อกำหนดที่คล้ายกัน
| ภาคเรียน | คำนิยาม | ความคล้ายคลึงกัน | ความแตกต่าง |
|---|---|---|---|
| การล้างข้อมูลบนดิสก์ | เครื่องมือระบบที่จะลบไฟล์ที่ไม่จำเป็นออกจากดิสก์ | ทั้งปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบ | การล้างข้อมูลบนดิสก์จะเพิ่มพื้นที่ว่างในดิสก์ ในขณะที่การจัดเรียงข้อมูลจะช่วยเพิ่มความเร็วในการอ่าน/เขียนดิสก์ |
| การบีบอัดดิสก์ | วิธีการลดขนาดไฟล์ที่จัดเก็บไว้ในดิสก์ | ทั้งจัดการการใช้พื้นที่ดิสก์ | การบีบอัดดิสก์จะลดขนาดไฟล์ ในขณะที่การจัดเรียงข้อมูลจะจัดตำแหน่งไฟล์ใหม่ |
มุมมองในอนาคตและเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับการจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์
เนื่องจากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี ระบบไฟล์และเทคโนโลยีการจัดเก็บข้อมูลใหม่ๆ กำลังได้รับการพัฒนาซึ่งมีความทนทานต่อการกระจายตัวของข้อมูล ตัวอย่างเช่น SSD ใช้วิธีการจัดเก็บข้อมูลที่แตกต่างกันซึ่งไม่ลดประสิทธิภาพด้วยการกระจายตัว ทำให้การจัดเรียงข้อมูลไม่จำเป็นและอาจเป็นอันตรายได้
นอกจากนี้ ระบบไฟล์สมัยใหม่ เช่น NTFS และ APFS ยังได้รับการออกแบบมาให้ลดการแตกแฟรกเมนต์ให้เหลือน้อยที่สุด เมื่อเทคโนโลยีเหล่านี้แพร่หลายมากขึ้น ความจำเป็นในการจัดเรียงข้อมูลอาจลดลง
การจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์และพร็อกซีเซิร์ฟเวอร์
การจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์ส่งผลต่อประสิทธิภาพการจัดเก็บข้อมูลในเครื่องเป็นหลัก และไม่ส่งผลโดยตรงต่อการทำงานของพร็อกซีเซิร์ฟเวอร์ เช่น OneProxy อย่างไรก็ตาม สำหรับพร็อกซีเซิร์ฟเวอร์ที่ต้องอาศัยบันทึกในเครื่อง พื้นที่จัดเก็บแคช หรือมีฐานข้อมูลในเครื่องของตัวเอง ระบบดิสก์ที่ได้รับการดูแลเป็นอย่างดีและปรับให้เหมาะสม ซึ่งรวมถึงการจัดเรียงข้อมูลตามปกติ สามารถส่งผลต่อประสิทธิภาพโดยรวมและความน่าเชื่อถือของการทำงานของเซิร์ฟเวอร์ได้
