Primero algunas lecciones en hardware
Cuando escribe en un disco, hay una mínima cantidad física de datos que puede escribir cuando hablamos de unidades de disco duro (no con tristeza). Esto se llama sector, porque es parte de una pista que se puede leer sin mover la cabeza. Por cierto, hay múltiples cabezas en dos lados de múltiples discos apilados y girando juntos. Entonces, sin mover la cabeza, puede imaginarse que se puede leer un cilindro completo de pistas, todo lo que tiene que hacer es seleccionar la cabeza, la superficie y el sector. Habrá una latencia del sector pasando por debajo o por encima de la cabeza si aún no está allí.
Los tamaños de sector podrían ser de 512 kbytes a 1 mb o más, dependiendo de la densidad de grabación que los medios puedan lograr.
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A continuación algunos conceptos de software
Los bloques son un tamaño lógico mínimo de escritura implementado por el software. El tamaño de los bloques puede ser mínimo 1 bloque = 1 sector o más. A menudo, esto es manejable ya que las bases de datos se benefician de tamaños de bloque pequeños, pero los archivos de video se beneficiarán de tamaños de bloque grandes.
Cada disco mantiene su lista de bloques libres en uno de sus sectores. Cuando le pide a la computadora que escriba algunos datos en el disco, el software consulta el mapa de bloques libre y escribe el primer bloque de datos. Si sus datos son más pequeños que el tamaño del bloque, el resto del bloque se desperdicia, ya que no será utilizado por ninguna otra operación de escritura a menos que desee agregar datos al archivo. Si el tamaño de sus datos es mayor que el tamaño de un bloque, el software busca el siguiente bloque libre y escribe en él. Y así sucesivamente y así sucesivamente. Si el disco es un disco recién formateado, los bloques sucesivos serían consecutivos y muy probablemente el archivo que se está escribiendo en el disco ocupará todo el cilindro del disco sin mover la cabeza, si el archivo fuera realmente más grande que un tamaño de bloque. Si su archivo es realmente grande después de que se llena un cilindro, el siguiente bloque libre aparecerá en un cilindro diferente después de que se consuma un cilindro. Esto requerirá la necesidad de mover la cabeza para escribir el siguiente bloque de datos. Mover la cabeza implica un movimiento físico que, aunque lleva milisegundos de tiempo, se considera enorme en comparación con los tiempos de ciclo de la CPU y los tiempos de transferencia de memoria a búfer de disco.
Ahora viene la parte de la fragmentación.
Si puede visualizar el mapa de bloques libres de un disco que se llena a medida que escribimos archivos en un disco, también puede visualizar los bloques usados que se liberan cuando se eliminan los archivos. Dado que los tamaños de archivo son impredecibles, puede esperar áreas contiguas de blocbloin libre entre los bloques usados del disco si elimina un número aleatorio de archivos de una vez. Ahora, la próxima vez que intente escribir en el disco, el software podría recoger uno de los bloques libres que se liberaron recientemente. Si el archivo que está escribiendo es grande una vez que se consumen los bloques libres contiguos, el siguiente bloque libre seleccionado podría estar en un cilindro muy lejos. Esto forzaría a la cabeza a mover más de un cilindro y, por lo tanto, implicaría un gran retraso entre la última operación de escritura y la siguiente, lo que retrasaría todo el proceso de escribir el archivo en el disco.
La fragmentación es el estado del disco donde no tiene suficientes bloques libres contiguos y la escritura en el disco se ralentiza debido a las razones citadas anteriormente.
Cómo arreglar este problema.
Los sistemas operativos tienen utilidades para la desfragmentación de discos. La utilidad puede ejecutarse en segundo plano con baja prioridad para copiar bloques de datos fragmentados juntos después de mover datos de áreas vecinas.
