Дефрагментация -- польза или вред?
В этом мире живут
как бы по инерции...
К. Моррис
На самом деле вопрос можно поставить даже шире. Была ли вообще данная проблема
актуальна где-либо за пределами мира DOS и ее "производных" (включая
Windows 95/98/Me)? Дать однозначный и исчерпывающий ответ не так-то просто.
Не помогут никакие тестирования файловых систем и программ-дефрагментаторов
-- в лабораторных условиях очень сложно воссоздать реальные рабочие ситуации,
да еще и характерные для различных областей применения компьютеров. Полагаться
стоит лишь на собственный опыт, трезвый взгляд на вещи и знания конструктивных
особенностей ОС, файловых систем, и, как ни странно, -- аппаратного обеспечения.
Начнем, пожалуй, с небольшого экскурса в историю двух "параллельных"
миров -- IBM PC и Apple Macintosh.
Миры, в которых мы живем. Или, точнее, жили
Для начала рассмотрим более "взрослый" и дорогой мир Apple
до эпохи G3. Что мы видим? Два ключевых момента, на которые стоит обратить внимание,
-- это SCSI и HFS (особенно HFS+).
Одна из функций нормальных SCSI-контроллеров -- буферизация команд (Command
Queuing) с возможным изменением порядка их исполнения, а также оптимизация хода
головок накопителя. Говоря простым языком, когда контроллеру приходят команды
на чтение/запись секторов с линейными номерами 2000, 1000, 3000, он исполнит
их в той последовательности, которая наиболее удобна при текущем положении головок
(например, 1000, 2000, 3000).
Возможно, некоторым читателям покажется, что таким образом SCSI-контроллер берет
на себя часть функций дисковой подсистемы ОС. Однако горькая правда состоит
как раз в том, что буферизация команд и данных (дисковый кэш, не путать с файловым)
должна быть задачей именно контроллера, но часто перекладывается на ОС -- ради
поддержки аппаратуры без соответствующих возможностей и "интеллекта".
Всему виной некоторый сдвиг представлений в области операционных систем. Возьмем,
к примеру, идею BIOS (firmware) как средство абстрагирования от подробностей
функционирования оборудования и освобождения ОС от лишнего багажа драйверов.
Вроде бы разумная идея, но, скажем, Windows 9x/2000/XP в вопросах ввода/вывода
на BIOS не полагается. Да и любая другая операционная система, работающая в
защищенном режиме процессоров семейства x86, фактически обречена на подобное
положение -- использовать BIOS за пределами реального режима нецелесообразно,
особенно в плане производительности.
Файловые системы HFS/HFS+ интересны нам постольку, поскольку их программные
реализации также располагают неким "интеллектом", ответственным за
снижение степени фрагментации. После года интенсивной ежедневной работы на машине
Apple Macintosh в области полиграфии, где файлы отличаются как большим разнообразием
размеров, так и постоянно изменяемым содержимым, степень фрагментации файловой
системы HFS+ оставалась незначительной, а производительность (субъективно) не
падала вовсе. Программа-дефрагментатор на этой машине была запущена единственный
раз -- из любопытства, а никак не по необходимости.
Теперь посмотрим на рынок "массовых ПК" того (а в какой-то мере и
нынешнего) времени: не обремененные "интеллектом" MFM-, RLL- и IDE-контроллеры,
вполне оправданно на тот момент "заточенные" под однозадачные ОС путем
отсечения излишней функциональности, присущей SCSI. Файловые системы, спроектированные
скорее с упором на простоту реализации, нежели на эффективность работы. Экстенсивное
развитие как аппаратного, так и программного обеспечения (увеличение разрядности,
емкости, пропускной способности, но не архитектуры и алгоритмов).
В этом мире с самого начала используется "методика китайской армии",
которая, несмотря на все свои достоинства, имеет один существенный недостаток:
большую армию намного сложнее прокормить. В результате вместо работы пользователь
вынужден затрачивать какое-то количество времени на исправление последствий
конструктивных недостатков компьютера в целом -- аппаратуры, ОС, файловой системы.
Таким образом, в погоне за массовостью и удешевлением утеряна одна очень важная
концепция: ведь именно компьютер должен работать на человека, а никак не наоборот.
На данный момент, разумеется, заметен некоторый "интеллектуальный ренессанс"
и в мире PC -- то, что было "выброшено" раньше, начинает изобретаться
заново. Стандарт ATA/ATAPI, например, все больше походит на "старичка"
SCSI, происходит постепенное избавление от примитивных файловых систем FAT16/32
(справедливости ради нужно отметить, что их периодически пытались подправить
в конкретных реализациях, скажем VFAT, но больших дивидендов это не приносило).
Возможно, подобная "эволюционная петля" выглядит неплохо с финансовой
точки зрения, но не с точки зрения пользователей.
День сегодняшний
А что происходит в мире многозадачных и многопользовательских ОС?
Идея дефрагментации основана на утверждении, что начав читать файл, программа
обязана сразу же прочесть его до конца -- при этом, безусловно, гораздо удобнее
(эффективнее), чтобы файл размещался на диске непрерывно, дабы не тратилось
дополнительное время на позиционирование головок привода.
Однако в многозадачной среде характер работы с накопителями даже не "пахнет"
детерминизмом. В середине чтения одним процессом одного файла, другому процессу
вполне может понадобиться другой (не исключено, что и на противоположном конце
диска). Соответственно не исключена ситуация, когда фрагментация окажется как
раз во благо. Не случайно в среде администраторов Unix достаточно давно бытует
не совсем ортодоксальное мнение о том, что фрагментация файловой системы порядка
25% немного повышает производительность при одновременной работе нескольких
приложений, интенсивно и хаотично использующих дисковую подсистему.
Однако, кроме приведенных теоретических размышлений, существуют и практические
исследования. В частности, их проводила достаточно авторитетная организация
NSTL (National Software Testing Labs). Вроде бы ее отчеты однозначно свидетельствуют
в пользу дефрагментации -- во всяком случае для Windows NT/2000/XP/2003 и NTFS.
В
одном из них даже приводятся результаты некоторых замеров производительности
на основе приложений для серверов и рабочих станций. Чаще всего упоминаются
"Excel Benchmark", "Outlook Benchmark" -- т. е. "однозадачные"
тесты, не дающие, как говорилось выше, адекватной картины.
Встречается также "Exchange Benchmark", один раз упоминается "SQL
Server test". По результатам исследований Outlook/Exchange прогнозируется
прирост быстродействия от 5,9% до 55,6%. Касательно серверных тестов вообще
приведена довольно размытая фраза: "Дефрагментация на сервере улучшила
производительность на 80%. Для SQL-сервера, в некоторых случаях, эффект достигал
100%". К сожалению, не приводится ни методика тестирования, ни даже какой
именно показатель подразумевается под термином "производительность сервера".
Выводы
Итак, что мы имеем в результате? Автор может предложить лишь собственное
субъективное мнение, которое ни в коем случае не претендует на звание истины.
Сегодня уже есть целый ворох дефрагментаторов для различных ОС и файловых систем
и регулярно появляются новые. Собственно поводом к написанию данной статьи послужил
выпуск программы O&O
Defrag Linux. Конечно, судить о конкретных достоинствах и недостатках по
бета-версии некорректно, но, как мы попытались объяснить выше, вопрос стоит
гораздо шире -- зачем вообще нужен дефрагментатор в системе, где выгода от его
использования практически неуловима? Да, дефрагментация и в Linux может оказаться
полезной в случае однопользовательской "однозадачной" настольной системы,
особенно работающей с потоковыми данными. Но даже в этом случае вполне можно
положиться на собственные механизмы "умной" файловой системы, со своей
стороны помогая ей избегать фрагментации: оставлять достаточно свободного места
на диске, хранить редактируемые данные в отдельном разделе и пр.
Подобные программы существуют постольку, поскольку на них есть спрос. Спрос
же частично объясняется тем, что пользователи привыкли к тому, что подобные
приложения необходимы для нормальной работы компьютера. Кроме того, некоторым
подсознательно нравится, когда умное (с их точки зрения) ПО сообщает, что с
компьютером все в порядке. Уровень интеллекта и диапазон возможностей среднего
современного дефрагментатора значительно ниже, чем у аналогичной разработки
эпохи DOS (кто-то вспомнит старый добрый Norton SpeedDisk и будет прав). Сегодня
подобные программы (отнюдь не только дефрагментаторы) существуют больше как
антидот от болезней пользователя, нежели компьютера.
В качестве итога всех высказанных выше размышлений можно сказать следующее:
дефрагментация файлов, как и любые другие способы оптимизации расположения данных
на диске, оправдана лишь в случае предсказуемости характера общения ОС (пользователя,
программы) с дисковой подсистемой компьютера. Но это -- довольно редкое явление
в наши дни...
|
