DESFRAGMENTACION

¿Que es la desfragmentación?

La desfragmentación es el proceso mediante el cual se acomodan los archivos de un disco de tal manera que cada uno quede en un área continua y sin espacios, entre ellos. Al irse escribiendo y borrando archivos continuamente en el disco duro, éstos tienden a no quedar en áreas contiguas, así, un archivo puede quedar "partido" en muchos pedazos a lo largo del disco, se dice entonces que el archivo está "fragmentado". Al tener los archivos esparcidos por el disco, se vuelve ineficiente el acceso a ellos.

El problema de almacenamiento no contiguo de archivos se denomina fragmentación, se produce debido al almacenamiento de archivos en dispositivos de almacenamiento electromecánicos por el uso del computador.

La fragmentación es un problema que surge debido al ordenamiento interno de los datos en algún sistema de archivos. Se da muy comúnmente en el sistema operativo Windows aunque también afecta a otras plataformas pero en una escala mucho menor. Existen dos tipos de fragmentación: interna y externa.

Des fragmentar no hace que el ordenador trabaje más rápido, sino que agiliza el proceso de la navegación por los archivos.

Aspectos de la desfragmentación

En Windows la presencia de archivos inamovibles del sistema, o que el des fragmentado no moverá para simplificar su tarea (sobre todo con el archivo de intercambio, o swap file), puede impedir un buen porcentaje de desfragmentación en el disco.
Ciertos sistemas de archivos son más susceptibles a cambios por desfragmentación que otros. Por ejemplo, una partición del tipo FAT se fragmenta más rápido que una de partición del tipo NTFS (Windows), EXT 4 (Linux) o HFS + (MacOSX).

Causas

La fragmentación ocurre cuando el sistema operativo no asigna suficiente espacio contiguo para almacenar un archivo completo como una unidad, sino que, en cambio, pone partes de él en huecos entre otros archivos (usualmente estos huecos existen porque antes contuvieron un archivo que posteriormente fue borrado por el sistema operativo, o porque este en primer lugar asignó demasiado espacio para un archivo). Los archivos más grandes y el mayor número de archivos también contribuyen a la fragmentación y en consecuencia a la pérdida de rendimiento. La defragmentation intenta aliviar estos problemas.

Contra medidas comunes

Particionado

Una estrategia común para optimizar la desfragmentación y reducir el impacto de la fragmentación es particionar el/los disco(s) duro(s) para separar las particiones del sistema de archivos que experimentan muchas más lecturas y escrituras, de las zonas más volátiles, donde se crean y borran frecuentemente los archivos. En Windows de Microsoft, el contenido de directorios tales como "\Archivos de programas" o "\Windows" se modifica con mucha menor frecuencia que la de sus lecturas. Los directorios que contienen los perfiles de los usuarios se modifican constantemente (especialmente el directorio Temp y el cache del Explorador de Internet, que crea miles de archivos que se borran en unos cuantos días). Si los archivos de los perfiles de los usuarios se mantienen en una partición dedicada (como se hace comúnmente en los sistemas UNIX), el desfragmentador funciona mejor, pues no tiene que tratar con todos los archivos estáticos de los otros directorios. En las particiones con relativamente poca actividad, el rendimiento de la desfragmentación mejora grandemente después de la primera de ellas, pues en el futuro el desfragmentador sólo tendrá que desfragmentar un pequeño número de nuevos archivos.

Problemas

Archivos inamovibles

La presencia de archivos de sistema inamovibles, especialmente un archivo de intercambio, puede dificultar la desfragmentación. Estos archivos se pueden mover con seguridad cuando el sistema operativo no está funcionando. Por ejemplo,mueve estos archivos para cambiar el tamaño de una partición NTFS.

Crecimiento de la fragmentación

En sistemas sin resistencia a la fragmentación, ésta crece por sí misma si no se hace nada, así que es necesaria la desfragmentación periódica para mantener el rendimiento del disco al máximo y evitar la sobrecarga de desfragmentaciones menos frecuentes.

Desfragmentación de archivos

Cuando usted copia por primera vez un archivo a un disco, el sistema operativo trata de ponerlo todo en un lugar, en uno o más sectores contiguos. Sin embargo, si más tarde usted agrega datos al archivo, los sectores junto al original pueden ya no estar disponibles. En este caso, el sistema operativo pone los datos nuevos en alguna otra parte del disco.

Se dice que un archivo que está dividido de esta manera está fragmentado debido a que sus partes están separadas físicamente. Los archivos fragmentados causan que el disco duro tarde más en leerlos y escribirlos porque el disco debe recolocar sus cabezas de lectura/escritura varias veces mientras trabaja con el mismo archivo.

Un programa de utilerías que desfragmenta archivos en un disco puede acelerar la unidad de disco en forma notable. Windows 95/98 viene con una utilería de desfragmentación llamada Disk Desfragmentar. Sin embargo, antes de usar ésta o cualquier otra utilidad de desfragmentación, asegúrese de respaldar sus datos.

Compresión de datos

La compresión de datos, que es la capacidad para reducir los requerimientos de almacenamiento de un archivo usando algoritmos matemáticos, tiene varias aplicaciones, incluyendo comunicaciones de datos y multimedia. Como recordará, las técnicas de compresión de datos están incorporadas en los módems de modo que puedan enviar archivos más rápidamente.

Otro uso para la compresión de datos es que quepan más datos en un disco. Hacer esto por lo general requiere una utilería de compresión de datos, un programa diseñado de manera específica para abreviar secuencias de bits para hacer los archivos tan pequeños como sea posible. Las utilerías de compresión de datos vienen en diferentes tipos, dependiendo de cómo se utilizarán. Algunas utilerías comprimen archivos a petición, por lo general para acomodar datos en un disco, o para reducir la cantidad de espacio de disco duro ocupado por archivos a los que rara vez se tiene acceso. PKZip y WinZip para la PC, y StuffIt para la Macintosh, son algunas de las utilerías de compresión de datos más populares.

Otro tipo de utilería comprime todos los datos conforme se almacena en el disco duro, duplicando de manera efectiva la capacidad del disco.

 El usuario no necesita no siquiera saber que está ocurriendo la compresión y descompresión de datos, excepto que en algunos casos la apertura de archivos puede ser más lenta. DriveSpace, que está incorporado en Windows 95/98, es un ejemplo de este tipo de utilidad. Windows NT también proporciona compresión de disco incorporada, aunque la compresión de disco de NT y DriveSpace en Windows 95/98 no son compatibles entre sí.

Fragmentación

La fragmentación es la memoria que queda desperdiciada al usar los métodos de gestión de memoria. Tanto el primer ajuste, como el mejor y el peor producen fragmentación externa (Conocidos como estrategias de Colocación).

La fragmentación es generada cuando durante el reemplazo de procesos quedan huecos entre dos o más procesos de manera no contigua y cada hueco no es capaz de soportar ningún proceso de la lista de espera. Tal vez en conjunto si sea espacio suficiente, pero se requeriría de un proceso de desfragmentación de memoria o compactación para lograrlo. Esta fragmentación se denomina fragmentación externa.

Existe otro tipo de fragmentación conocida como fragmentación interna, la cual es generada cuando se reserva más memoria de la que el proceso va realmente a usar. Sin embargo a diferencia de la externa, estos huecos no se pueden compactar para ser utilizados. Se debe de esperar a la finalización del proceso para que se libere el bloque completo de la memoria.

Fragmentación interna

La fragmentación interna es la pérdida de espacio en disco debido al hecho de que el tamaño de un determinado archivo sea inferior al tamaño del clúster, ya que teóricamente el archivo estaría obligado a ser referenciado como un clúster completo. Los clústeres son contiguos de forma que desde el último bit del archivo situado en el clúster "a" hasta el primer bit del archivo situado en el clúster contiguo (es decir "b") queda un espacio sobrante siempre teniendo la condición de que el archivo del clúster "a" fuera más pequeño que el clúster en sí.

Por eso se sugiere no disponer de un gran tamaño de partición en los discos nuevos donde la capacidad es muy importante. Por ejemplo si nuestro clúster es de 18KB (18.432 bytes) por más que un archivo ocupe menos, en nuestro disco ocupara 18KB. Esto sugiere una pérdida de ese espacio que dice utilizar pero no utiliza.

Por eso, en nuestro ejemplo, un archivo de 3KB ocupara en nuestro disco lo mismo que uno de 10KB, o sea 18 KB. Esa pérdida de espacio se denomina fragmentación interna, y no se corrige con el desfragmentado, sino disminuyendo el tamaño del clúster, algo que habitualmente los usuarios solo pueden conseguir creando particiones más pequeñas.

Fragmentación externa

Este tipo de fragmentación aparece como consecuencia de las distintas políticas de ajuste de bloques que tiene un sistema de ficheros, o al utilizar asignaciones dinámicas de bloques en el caso de la memoria. En el sistema de ficheros, la sucesiva creación y eliminación de ficheros de distintos tamaños puede conducir al aislamiento de los bloques libres de un disco y, dependiendo de la política de ajuste, su no elección para futuros ficheros.

En la memoria del sistema la fragmentación se produce cuando los procesos asignados han ocupado posiciones no contiguas de memoria dejando demasiados bloques libres de pequeño tamaño, en los que no "caben" nuevos procesos.

En sistemas de ficheros la desfragmentación trata de resolver este problema, alineando los bloques de datos contiguos y juntando los bloques libres, produciendo así fragmentos mayores que sí serán elegidos para futuros ficheros. En la memoria principal se soluciona compactando los procesos para que estos ocupen posiciones contiguas y dejar los bloques libres juntos, o también se soluciona con la paginación de memoria.