Краткие теоретические сведения

1. Средства обслуживания дисков

При постоянной работе на компьютере на дисках постепенно накапливается большое количество ошибок и фрагментированных файлов. Это может привести не только к замедлению работы, но и к потере данных.

В связи с этим необходимо периодически проводить оптимизацию жестких дисков, их проверку на наличие физических дефектов и правильность логической структуры. Оптимизация дискового пространства предполагает выполнение следующих операций:

• очистка диска;

• диагностика и лечение диска;

• дефрагментация диска.

Процедуры оптимизации следует проводить в указанной выше последовательности. Если на диске есть ошибки, обусловленные вышеперечисленными дефектами или действием вирусов, то сначала их нужно исправить, а затем можно производить дефрагментацию диска.

Дефекты, возникающие в процессе эксплуатации дисков, можно разделить на две группы: физические и логические.

Физические дефекты связаны с механическим повреждением или старением магнитного покрытия диска, в результате чего его участки перестают читаться или правильно записываться. Физические дефекты обнаруживаются при форматировании дисков, а также при тестировании поверхности диска специальными утилитами: ScanDisk, ChkDsk и Norton Disk Doctor (NU ).

ChkDsk используется в операционной системе Windows7 вместо программы ScanDisk. Она осуществляет вывод на экран отчета о состоянии диска в форме, зависящей от используемой файловой системы (NTFS или FAT). Команда ChkDsk также составляет список ошибок на диске и исправляет их (при указании параметра /f), обнаруживает поврежденные сектора и восстанавливает ту часть данных, которая еще может быть прочитана (при указании параметра /r). Выполненная без параметров команда chkdsk выводит информацию о состоянии текущего диска.

При тестировании диска кластеры, образованные секторами, имеющими физические дефекты, объявляются дефектными, и их последующее использование предотвращается. Особую опасность представляют вновь возникшие, но еще не обнаруженные и не зарегистрированные физические дефекты, поскольку они ведут к потере одной части данных и к сложности организации доступа к другой части данных. Если физический дефект возник в системной области диска, то может оказаться невозможным доступ к диску в целом.

Логические дефекты связаны с повреждением файловой структуры, организованной на основе FAT (File Allocation Table) – таблицы размещения файлов. К ним относятся:

- наличие потерянных кластеров (lost clusters), то есть таких, которые зафиксированы в FAT, но доступа к ним нет;

- наличие пересекающихся файлов (cross-linked), то есть файлов, которые имеют общие кластеры;

- разрушение информации о каталогах, FAT и стартовом секторе;

- несовпадение копий FAT.

К возникновению логических дефектов приводят:

- внезапное отключение питания;

- неправильные действия пользователя;

- незакрытые файлы;

- выполнение некорректных программ;

- сбои оборудования;

- вирусы.

Для восстановления файловой структуры можно воспользоваться вышеперечисленными утилитами.

Организация работы файловой системы NTFS (New Technology File System) практически исключает возникновение логических дефектов. Основной минимальной информационной единицей системы является кластер. NTFS поддерживает почти любые размеры кластеров - от 512 байт до 64 Кбайт, но неким стандартом считается кластер размером 4 Кбайт. Служебная информация хранится в MFT (Master File Table) - Главной таблице файлов. Она представляет собой централизованный каталог всех остальных файлов диска. MFT поделена на записи фиксированного размера (обычно 1 Кбайт), и каждая запись соответствует какому-либо файлу (в общем смысле этого слова). Первые 16 файлов носят служебный характер и недоступны операционной системе - они называются метафайлами, причем самый первый метафайл – сам MFT. Эти первые 16 элементов MFT – единственная часть диска, имеющая фиксированное положение. Вторая копия первых трех записей для надежности хранится ровно посередине диска. Остальной MFT-файл может располагаться, как и любой другой файл, в произвольных местах диска.

Диск NTFS условно делится на две части. Первые 12% диска отводятся под так называемую MFT зону – пространство, в которое растет метафайл MFT. Запись каких-либо данных в эту область невозможна. MFT-зона всегда держится пустой - это делается для того, чтобы самый главный, служебный файл (MFT) не фрагментировался при своем росте. Остальные 88% диска представляют собой обычное пространство для хранения файлов.

При сохранении файла его запись на диск производится только в свободные кластеры, которые могут находиться в разных местах диска, поэтому большинство файлов, как правило, являются фрагментированными. Для устранения сильной фрагментации файлов, ускорения их считывания и записи новых данных необходимо периодически производить дефрагментацию диска. Для этого служит программа Дефрагментация диска.