磁盘碎片整理的工作原理是什么？

“磁盘碎片整理”这个术语通常用于指代Microsoft Windows中称为磁盘碎片整理程序的应用程序。它的设计目的是解决一个由于硬盘存储数据的方式而引起的问题。

如果您读过硬盘工作原理一文，就会知道关于硬盘的三个主要事实：

1. 硬盘将数据存储在称为扇区的字节片中。设想将磁盘的表面划分成多个环（类似于树的年轮），然后将每个环划分成多个扇形区，那么每个环上的每个扇形区就是一个扇区。每个扇区可以容纳固定数量的数据，例如512字节。
2. 硬盘有一个小磁臂，可以在磁盘表面的环与环之间移动。为了到达特定扇区，硬盘将磁臂移至相应的环，然后等待该扇区旋转到相应的位置。
3. 用计算机专业术语来说，硬盘是一种慢速设备。与处理器及其内存的速度相比，磁臂移动和扇区旋转到位所耗费的时间几乎可以用“无限长”来形容。

有关更多信息，请参见硬盘工作原理一文。

鉴于第三个事实，人们希望尽可能地减少磁臂的移动，同时希望将数据存储在磁盘上的连续扇区中。

下面，假设您将一个新的应用程序安装到一个空的硬盘上。因为磁盘是空的，所以计算机可以将该程序的文件存储到连续环上的连续扇区中。这是在硬盘上放置数据的高效方式。

但是，随着对磁盘的使用增加，这种高效技术对磁盘而言越来越困难。主要原因是磁盘被填满了。于是您删除文件，以便回收空间。您删除的这些文件散布在磁盘的整个表面。当您将新的应用程序或大型文件加载到磁盘上时，它们最终将存储在数百或数千个分散而狭小的空间中。当计算机尝试加载这些分散的碎片时，磁盘的磁臂必须在整个表面移动，耗时极长。

磁盘碎片整理程序所蕴含的思想是：移动所有文件，使每个文件都存储在磁盘的连续环上的连续扇区中。优秀的碎片整理程序还可能尝试进一步的优化，例如，将所有应用程序以“靠近”磁盘上的操作系统的方式放置，从而把加载应用程序时的移动次数减至最少。如果在旧磁盘上顺利执行碎片整理，文件的加载速度就会显著提高。在从未填满或从未进行过大量文件删除操作的新磁盘上，碎片整理几乎没有什么效果，因为所有数据都是按顺序存储的。

正如您猜想的那样，在相对较慢的硬盘上逐个挑选和移动数千个文件不是一件容易的工作——事实上，这通常需要花费数小时的时间。

从Windows 98开始，碎片整理程序按照Windows使用数据的顺序在硬盘驱动器上放置这些数据。Windows 98碎片整理程序还能知晓哪些程序运行得最频繁，并在磁盘上对这些程序进行优先放置，以便计算机能以最快的速度访问它们。

为使碎片整理程序正确运行，应确保没有任何应用程序在同时运行。通常，要运行此程序时，只需让任务栏和资源管理器运行就足够了。在行“三指礼”（即按下Ctrl+Alt+Del）后，您便能看到正在运行的活动任务有哪些。另外，请禁用任何正在使用的屏幕保护程序。如果您的系统不断访问其他某个应用程序（例如自动随Microsoft office安装的应用程序Findfast.exe），那么碎片整理程序将无法持续运行。要阻止Findfast.exe在系统每次引导时运行，只需将其从Windows STARTUP文件夹中删除，或在“控制面板”中找到“Findfast（快速查找）”图标，然后更改其设置即可。

碎片整理可能会花费