Windows磁盘存储及分配策略
Windows磁盘存储的最小单元是簇，而不是Byte(字节)，NTFS默认的簇大小为4KB，即一个文件占用整数个4KB空间。例如：1个字节的文件与4096字节的文件都占用一个簇，但前一个文件浪费的4095个字节的空间，其他文件无法使用。这就是为什么我们在查看一个文件的属性时，发现文件实际大小与占用空间往往不一样的原因。如下图所示：
磁盘碎片产生的原理
其实磁盘碎片应该称为文件碎片，是因为文件被分散保存到整个磁盘的不同地方，而不是连续地保存在磁盘连续的簇中形成的。 当应用程序所需的物理内存不足时，一般操作系统会在硬盘中产生临时交换文件，用该文件所占用的硬盘空间虚拟成内存。虚拟内存管理程序会对硬盘频繁读写，产生大量的碎片，这是产生硬盘碎片的主要原因。硬盘使用的时间长了，文件的存放位置就会变得支离破碎，文件内容将会散布在硬盘的不同位置上。这些“碎片文件”的存在会降低硬盘的工作效率，还会增加数据丢失和数据损坏的可能性。
我们可以把文件产生碎片的过程用一个例子来简单的解释一下：
如上图所示，现有A ,B,C,D四个文件分别存放在磁盘当中，每个文件都占用3簇的空间，并且每一个文件都是连续的，不存在碎片。删除B,D文件后，两块布连续的空间产生，如下图
在该情况下，向磁盘里存入一个大小为5簇的文件E，此时硬盘总的空间足够，但是任一连续的空闲空间都不足以完整的放下E文件，那么E文件就被分成了两块存储，如下图
由此可以看出来，磁盘碎片的根本表现形式就是文件的不连续存储。
我们还可以通过windows自带的磁盘碎片分析图更加直观的分析，如下图(第一条是磁盘碎片整理之前，第二条是磁盘碎片整理后)
碎片整理原理
磁盘碎片整理的基本原理就是利用磁盘剩余的空闲空间，将夹在两个碎片间的其他文件暂时移开，然后合并碎片形成连续的文件，最后再将暂移的文件存在连续的文件后面。所以进行磁盘的碎片整理需要充足的剩余空闲空间，如果剩余空间低于整个存储的10%，则碎片整理达不到预想的效果。
实际上，定期整理硬盘应该是毫无疑问的。如果说硬盘碎片整理真的会损害硬盘的话，那也将是在对硬盘进行近乎天文数字般次数的整理之后。然而，碎片整理对硬盘里的运转部件来说的确是一项不小的工作,如果硬盘已经到了它生命的最后阶段，碎片整理的确有可能是一种自杀行为。但在这种情况下，即使您不进行碎片整理，硬盘也会很快崩溃的。 实际上在大多数情况下，定期的硬盘碎片整理减少了硬盘的磨损。不管怎么说，让硬盘的磁头从1处读取文件总比从8处读取要容易得多。因此，一个每两周或四周整理一次的硬盘的寿命应当比一个永远不整理的硬盘长。
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