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有了文件分配表，在操作系统上移动同一个分区中的文件时，不用移动扇区中存储的数据，只需修改文件分配表中的链接即可，删除文件时，不用重写文件所在的扇区，只需在文件分配表中将文件所在的扇区标记为空即可。

这种设计使操作系统能够更高效地利用磁盘空间，但同时也衍生出一个新概念——磁盘碎片。扇区：硬盘中储存数据的最小寻址单位，容量为512字节。后来出现了集群的概念，是部门的扩展。

文件分配表(FAT):广泛用于组织和管理文件的文件系统。

(一)磁盘碎片的产生

接下来，我们将通过下图了解两种磁盘碎片的典型过程。为了直观起见，我们简单的把下面硬盘结构图中的磁盘部分分为3个磁道，18个扇区。我们不打算考虑每个磁盘有几千个磁道，每个磁道有几千个扇区的情况，也不考虑柱面的概念，忽略簇的概念，省略一切妨碍理解的东西，用最简单的图看清楚什么是磁盘碎片。磁头：用于读、写和擦除数据，是硬盘中技术最先进的部件。由音圈电机驱动，可沿z向移动到各种轨道。

磁盘：表面涂有可记录的磁性物质，用来存储数据。在这张图片中，磁盘被灰色线分成三个磁道，每个磁道又分成几个单元，每个单元代表一个扇区。

主轴：里面有轴承和电机，可以带动磁盘高速旋转。

音圈马达：硬盘中的定位马达，类似于音频扬声器中使用的马达。

1.磁盘碎片的典型过程(例1)图中，系统正在向硬盘写入一个名为“椰子”的文件。这个文件体积很大，占用了5个扇区的空间，所以完全写入硬盘需要很长时间。该文件从磁头的扇区1顺时针写入。当扇区2中的数据完成时，硬盘接收到一个新的命令来写入文件“葡萄”。文件“葡萄”的体积很小，只占一个扇区空间，它被写入扇区3。

这样，由于扇区3已被占用，文件“椰子”的剩余数据将从扇区4写入，最后，剩余数据将被写入扇区4至6。如图，由于“葡萄”插队，文件椰子无法存储在连续的扇区中，分割出来的两块数据称为磁盘碎片。

2.磁盘碎片的典型过程(示例2)

例1中的硬盘使用一段时间后，内部存储文件发生了一些变化：硬盘中写入了一个新文件“西瓜”，然后删除了文件“葡萄”。这时硬盘收到写文件“Orange”的命令，需要占用3个扇区的存储空间。如图，现在硬盘有两个不连续的可用空间，但是任何一个单独的可用空间都不足以容纳整个“橙”文件。不得已，将“橘子”一分为二，写入硬盘剩余可用空间，产生磁盘碎片。例1中的情况在下载大文件时很常见。因为下载文件的过程不需要人为干预，所以大部分人在下载文件的过程中都会做一些别的事情。比如浏览网页，玩游戏等。在浏览网页的过程中，浏览器会产生大量的“互联网临时文件”，而在玩游戏的过程中，游戏程序也可能会产生临时文件，或者操作系统由于内存不足而改变页面文件的大小。举例来说，所有这些情况都可能影响下载的文件，导致磁盘碎片。实际中，一个电影文件下载到硬盘后，往往会有成千上万的磁盘碎片。

示例2中的情况发生在删除旧文件并添加新文件时。通常，系统会将文件存储在第一个足够大的连续空闲空间中。如果没有足够的可用空间，系统将在最大可用空间上保存尽可能多的文件，然后在下一个可用空间上保存剩余的数据。所以，除非你有一个容量无限的硬盘，否则在有限的硬盘空间内添加和删除文件必然会导致例2中磁盘碎片的发生。当然，比实际需求更大的硬盘空间可以减少这种情况。

(2)磁盘碎片的危害

通常情况下，磁盘碎片并不影响硬盘的正常工作，它的主要危害是会减慢硬盘的读写速度。然而，当重要的Windows文件中存在大量磁盘碎片时，也可能导致系统崩溃或数据丢失。磁盘碎片会减缓硬盘读写速度的原因有两个。1.观察上图。硬盘读取文件“橘子”时，磁头需要穿过图中的阴影区域，但有一部分不在“橘子”所在的扇区。因此，与读取连续文件相比，在读取碎片“橙色”时，硬盘增加了等待磁盘旋转到指定扇区的延迟和磁头切换磁道所需的寻道时间。同样，在写入数据时，速度会降低，因为数据无法写入连续的扇区。

2.操作系统会划分一部分内存作为缓存，有些硬盘还会为内置缓冲区设置缓存功能。缓存的一个功能是“预取”:硬盘读取指定扇区的数据后，在接收到系统的下一条指令前，磁头会接着读取几个相邻扇区的数据，并存储在缓存中。如果系统下一个需要的数据正好是相邻扇区的数据，那么可以直接从缓存中读取，不需要磁头再次寻址，提高了访问速度。

缓存还可以提高硬盘的写入速度。在现实生活中，一般文件会占用成千上万个扇区的空间。根据缓存预取的原理，如果硬盘中的文件完全没有磁盘碎片，预取的命中率几乎可以达到100%，但是因为有磁盘碎片，预取的命中率通常只有50%左右。

(3)整理磁盘碎片

既然知道了磁盘碎片的危害，接下来就要知道如何去除磁盘碎片了。要删除硬盘中的现有

1、使用Windows的磁盘碎片整理程序对于使用Windows系统的用户来说，进行磁盘碎片整理是很方便的，因为在Windows系统中自带了一个磁盘碎片整理程序，您可以通过开始菜单运行这个程序。该程序界面简单、使用十分方便，它和Windows系统的兼容性很好，而且免费，是大多数人的第一选择。它最大的缺点是整理磁盘碎片的速度较慢。

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