terça-feira, 10 de fevereiro de 2015

FRAGMENTAÇÃO DOS DADOS - O QUE É E POR QUE ACONTECE

ÀQUELE QUE QUER TUDO NÃO SE PODE DAR NADA.

Embora tenham recebido diversos aprimoramentos desde sua criação, em meados do século passado, e continuem sendo usados como memória persistente na maioria dos PCs, os HDs são dispositivos eletromecânicos anacrônicos e devem ser aposentados assim que os SSD de grandes capacidades chegarem ao consumidor final a preços palatáveis (conforme vimos na postagem da última quinta-feira, mesmo os modelos mais modernos são cerca de 4.000 vezes mais lentos do que a memória RAM).
Como ensina Meste Morimoto, na RAM os dados são escritos e lidos eletronicamente de forma aleatória – ou seja, em qualquer dos seus endereços –, o que torna o processo praticamente instantâneo. No HD, todavia, a escrita é feita mediante a inversão da polaridade das cabeças magnéticas que atuam sobre as moléculas da camada de óxido de ferro dos discos (quando a polaridade da cabeça é positiva, ela atrai o polo negativo das moléculas, e vice-versa, resultando nos bits 0 e 1). Na leitura, as cabeças simplesmente "leem" o campo magnético gerado pelas moléculas e criam uma corrente elétrica correspondente, cuja variação é analisada pela controladora do drive para determinar os bits. Vejamos isso melhor:
Os HDs atuais integram de 1 a quatro discos que um motor elétrico faz girar de 5.400 a 10.000 vezes por minuto, enquanto as cabeças de leitura e gravação, posicionadas na extremidade de um braço movido por um atuador, varrem constantemente a área de armazenamento (que corresponde a ambas as faces de cada disco).
A formatação física a que os discos são submetidos pelos fabricantes dividem sua superfície em milhares de trilhas concêntricas, que são subdividas em milhares de setores – um setor é a menor divisão física do disco, e tem capacidade para apenas 512 bytes.

Observação: Com base nesses parâmetros, podemos determinar a capacidade de um HD multiplicando o número de cilindros pelo número de cabeças; o resultado, pelo número de setores, e o total, por 512. As trilhas externas possuem diâmetro superior ao das internas, e oferecem não só maior capacidade de armazenamento, mas também mais rapidez no acesso aos dados, razão pela qual é recomendável instalar o sistema operacional na partição do início do disco.

As trilhas são numeradas de acordo com sua localização – a mais próxima da borda é a 0 e as seguintes, 1, 2, 3, etc. Já os cilindros correspondem aos conjuntos de trilhas de mesmo número nos vários discos – por exemplo, o cilindro 1 é formado pela trilha 1 de cada face de disco, o cilindro 2 é formado pela trilha 2 de cada face, e assim por diante. O cluster, por seu turno, é um grupo de setores com endereço único que o Windows “enxerga” como sendo uma única unidade lógica, e representa a menor parcela do HD que pode ser acessada pelo sistema. Note que um arquivo grande pode ser dividido e distribuído por vários clusters, mas um cluster não pode conter mais de um arquivo.

Observação: O setor grava a informação fisicamente, como "positiva" ou negativa", "magnetizada" ou "desmagnetizada", "zero" ou "um", etc., ao passo que no cluster a informação gravada é lógica, ou seja, na forma de dados passíveis de interpretação pelo SO.

O tamanho do cluster varia de acordo com o sistema de alocação arquivos escolhido na formatação lógica do HD. No NTFS, cada cluster possui entre 512 bytes e 4 KB, dependendo do tamanho da partição. Quanto menores forem os clusters, menor será o desperdício de espaço, sobretudo na gravação de arquivos pequenos, pois mesmo que tenha um único byte de tamanho, o arquivo ocupará um cluster inteiro.
Num disco virgem, os dados são escritos em clusters contíguos, o que facilita o trabalho das cabeças de leitura. Mas as constantes edições, apagamentos e regravações a que procedemos quando operamos o computador criam lacunas que o sistema se apressa em preencher, mesmo que elas estejam no meio de uma extensa área ocupada e que haja espaço livre sobrando mais adiante. Caso elas não bastem para conter o arquivo a ser gravado, ele será fracionado e distribuído pelos clusters vagos ao longo das trilhas, tantos quantos forem necessários para acomodá-lo integralmente. E a isso se dá o nome de fragmentação.


Amanhã a gente continua; abraços e até lá.
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