5. Программные средства реализации информационных процессов

Программы обслуживания дисков. Основными операциями по обслуживанию магнитных дисков являются следующие операции: устранение дефектов на дисках, оптимизация размещения информации на диске с целью доступа к ней, чистка магнитных дисков от ненужной информации для высвобождения дискового пространства, и как следствие, ускорение доступа к информации.
Дефекты разделяют на логические и физические. Логические дефекты заключаются в нарушении файловой структуры диска или содержимого системной области диска — загрузочной записи и таблицы размещения файлов. Причинами появления логических дефектов могут быть сбои в работе компьютера, неправильные действия пользователя или деструктивные действия компьютерных вирусов. При этом возможно появление так называемых потерянных кластеров (недоступных ни из одной папки) или совмещенных файлов (имеющих общие кластеры). В результате логические дефекты приводят к замусориванию дискового пространства, лишают возможности пользователя доступа к элементам файловой структуры диска, также приводят к неправильной обработке информации из-за взаимовлияния файлов. Для устранения логических ошибок может использоваться, например, программа ScanDisk.
Физические дефекты проявляются в невозможности правильного чтения и/или записи данных на отдельных участках магнитного диска из-за механических повреждений, неудовлетворительного качества, воздействия электромагнитных полей или старения магнитного покрытия диска. Вовремя обнаруженные физические дефекты опасности не представляют, поскольку кластеры с дефектными секторами помечаются как дефектные и в дальнейшем не используются. Новые, но не обнаруженные физические дефекты могут привести к потере определенной части данных. Особенно опасны физические дефекты в системной части диска, так как при этом могут оказаться недоступными целые фрагменты файловой структуры.
Если оказывается, что какой-либо файл располагается в таких дефектных секторах или кластерах, то полностью спасти находящуюся информацию не представляется возможным.
Для поиска и устранения дефектов на магнитных дисках применяются специальные утилиты, получившие название дисковых сканер-корректоров. Среди таких утилит широкое распространение получили Microsoft ScanDisk, входящая в состав Windows и Norton Disk Doctor.
Утилиты имеют одинаковую схему рабо­ты: сначала выполняется проверка файловой структуры диска для поиска и устранения логических дефектов, затем проводится проверка поверхности диска для поиска и устра­нения физических дефектов.
Найденные цепочки свободных кластеров в соответствии с реакцией пользователя преобразуются в файлы или объявляются свободными. Совмещенные файлы могут быть переразмещены для разделения. При обнаружении физического дефекта расположен­ные на дефектном участке данные по возможности перемещаются в другое место. Есте­ственно, при этом часть данных может оказаться утраченной. В среде Windows сканер-корректор Microsoft ScanDisk содержится в файле scandskw.exe, который размещается в основной папке операционной системы.
Для запуска сканер-корректора Microsoft ScanDisk достаточно из главного меню Windows выполнить команду Программы\ Стандартные\ Служебные программы\ Проверка диска (ScanDisk).. В ре­зультате открывается, стартовое окно сканер-корректора Microsoft ScanDisk .
Дальнейший порядок работы со сканер-корректором Microsoft ScanDisk следующий:
- в списке диалогового окна сканер-корректора выделяются диски, подлежащие про­верке;
- выбирается вариант проверки — Стандартная (Standard) или Полная (Thorough). При выборе варианта полной проверки после нажатия кнопки Параметры (Options) уточняются параметры полной проверки (нужно ли проверять системную область и/или область данных);
- нажатием кнопки Дополнительно (Advanced) открывается диалоговое окно Дополнительные параметры и выпол­няется настройка параметров;
- нажатием кнопки Запуск (Start) инициируется начало проверки.
- Установка флажка Исправлять ошибки автоматически оз­начает автоматическое исправление обнаруженных ошибок сканер-корректором без вы­дачи запросов пользователю.
После окончания работы сканер-корректора появляется панель, отображающая от­чет о результатах.
Ускорение доступа к данным на диске достигается путем дефрагментации (устра­нения фрагментации) файлов, а также размещения дескрипторов файлов таким образом, чтобы обеспечить более быстрый доступ к наиболее часто используемым файлам.
Фрагментация файлов означает размещение смежных кластеров файла на нескольких несмежных фрагментах — экстентах — дискового пространства. Причиной, вызывающей фрагментацию, является то обстоятельство, что память под файлы отводится по мере на­добности. Поэтому при выделении дополнительных кластеров файлу они могут быть раз­мещены на несмежном участке диска. Суть дефрагментации состоит в таком переразмещении файлов, чтобы они занимали непрерывные участки дисковой памяти. Полезным до­полнительным эффектом проведения дефрагментации является повышение безопасности хранения данных поскольку нефрагментированные файлы легче восстанавливаются.
Для ускорения доступа к некоторому файлу его следует переместить в начало папки. В этом случае операционной системе потребуется выполнить меньшее количество опе­раций считывания и анализа дескрипторов. Отсюда следует, что файлы в папках жела­тельно размещать в порядке убывания частот их использования.
Кроме того, для ускорения доступа к магнитным дискам часто используемые компо­ненты файловой системы размещают в начале, а редко используемые — ближе к концу дискового пространства. Это связано с применяемым направлением перемещения блока магнитных головок от внешних цилиндров к цилиндрам у оси вращения диска. К часто используемым компонентам файловой системы относятся, прежде всего, папки и затем часто используемые файлы.
Наибольший вклад в ускорение доступа к магнитным дискам из числа указанных способов вносит устранение фрагментации файлов. Для проведения дефрагментации дисков можно использовать утилиту Speed Disk из комплекта Norton Utilities. В составе Windows имеется дефрагментатор Disk Defragmenter, включенный по соглашению с фирмой Semantec. Данная программа обеспечивает дефрагментацию диска и проверку наличия логических дефектов.
Для запуска программы Disk Defragmenter достаточно из главного меню Windows выполнить команду Программы \ Стандартные \ Служебные программы \Дефрагментация дисков.
Возможные способы дефрагментации:
- полная дефрагментация (дефрагментируются файлы и свободное пространство);
- дефрагментация только файлов. При этом между дефрагментированными файлами могут оставаться пустоты;
- объединение свободных участков. При этом файлы не дефрагментируются, а сме­щаются к началу дискового пространства.
Чистка магнитных дисков представляет собой процесс удаления различного рода ненужных файлов для высвобождения дискового пространства. К числу ненужных файлов, появляющихся в процессе работы на компьютере, можно отнести временные, резер­вные, неиспользуемые файлы и файлы-дубликаты. В среде Windows для этих целей можно воспользоваться утилитой Space Wizard (Мастер дискового пространства) из комплекта Norton Utilities.
Утилита Space Wizard оказывает помощь в поиске файлов, являющихся кандидатами на удаление, обеспечивает их пересылку, удаление и архивирование. При поиске могут быть обнаружены следующие группы ненужных файлов: временные файлы, лишние файлы, редко используемые, большие файлы и файлы-дубликаты.
К временным файлам рассматриваемая утилита относит файлы с расширением .tmp и все файлы, размещенные в папках TEMP и ТМР.
К лишним файлам по умолчанию относятся файлы с расширением .bak (файлы резервных копий), а также файлы ряда других типов. При необходимости пользователь может уточнить расширения файлов, относящихся к лишним, а также задать папки, содержимое которых будет также рассматриваться как лишние файлы.
Редко используемые файлы определяются по дате последнего доступа к файлам, временные рамки при этом могут уточняться пользователем.
К большим относятся файлы, превосходящие по размеру заданную, уточняемую пользователем величину.
К файлам-дубликатам относятся копии одного и того же файла, расположенные на одном диске. IIри этом файлы не обязательно должны иметь одинаковые имена. Отыскание их может выполняться по таким характеристикам, как даты создания и модификации файлов и их дли­на. Файлы с одинаковыми характеристиками сравниваются побитно во избежание ошибок.
5.8. Инструментарий технологий программирования