ĐỒ ÁN PHÂN MẢNH MÁY TÍNH

Đồ án phân mảnh

ĐỒ ÁN HỆ ĐIỀU HÀNH 1 LỜI GIỚI THIỆU Bước vào thế kỉ 21, dường như Công nghệ thông tin đã không còn xa lạ với con người Việt Nam. Máy tính và internet ngày càng trở nên thân thuộc hơn với cuộc sống của con người. Ta sử dụng máy tính cho nhiều mục đích như: học tập, giải trí, công việc, liên lạc,…Việc tìm hiểu kiến thức về máy tính, phần cứng cũng như phần mềm đã không còn quá xa vời với sự phát triển rộng rãi của internet… Cùng với những tiến bộ nhanh chóng của kĩ thuật máy tính điện tử, tin học đã dần dần hình thành và phát triển thành ngành khoa học độc lập từ những năm 1960. Nội dung của tin học là việc mô phỏng các cơ chế hoạt động thông tin của bộ óc con người, trên cơ sở đó tạo ra các máy móc thực hiện tự động các quá trình xử lí thông tin và tri thức với tốc độ nhanh, khả năng lưu trữ thông tin lớn, từ đó mở rộng ứng dụng vào mọi lĩnh vực hoạt động của con người. Các lĩnh vực nghiên cứu chủ yếu của tin học bao gồm: thuật toán và cấu trúc dữ liệu, kiến trúc máy tính, hệ điều hành, tính toán số và kí hiệu, ngôn ngữ lập trình, phương pháp luận và công nghệ phần mềm, cơ sở dữ liệu và các hệ tìm kiếm thông tin, trí tuệ nhân tạo và người máy, giao tiếp người - máy". Công nghệ thông tin là ngành quản lý công nghệ và mở ra nhiều lĩnh vực khác nhau như phần mềm máy tính, hệ thống thông tin, phần cứng máy tính, ngôn ngữ lập trình nhưng lại không giới hạn một số thứ như các quy trình và cấu trúc dữ liệu. Tóm lại, bất cứ thứ gì mà biểu diễn dữ liệu, thông tin hay tri thức trong các định dạng nhìn thấy được, thông qua bất kỳ cơ chế phân phối đa phương tiện nào thì đều được xem là phần con của lĩnh vực công nghệ thông tin. Công nghệ thông tin cung cấp cho các doanh nghiệp bốn nhóm dịch vụ lõi để giúp thực thi các chiến lược kinh doanh đó là: quá trình tự động kinh doanh, cung cấp thông tin, kết nối với khách hàng và các công cụ sản xuất. Qua nhiều thời gian, đi kèm với sự phát triển của phần cứng máy tính là sự tìm tòi phát triển không ngừng của các hệ điều hành máy tính. Nhiều hệ điều hành được tạo ra để đáp ứng nhu cầu sử dụng của con người như Windows, Linux,…và qua đây chúng ta sẽ tìm hiểu một số thao tác đơn giản trên máy tính, cách cài đặt và sử dụng một số Hệ điều hành thân thuộc này. ĐỒ ÁN HỆ ĐIỀU HÀNH 2 LỜI CẢM ƠN Thông qua bài đồ án này em và các bạn trong nhóm R2 cùng gửi lời cảm ơn đến thầy Dương Trọng Đính. Chính thầy là người đưa ra đồ án để chúng em có thể tìm tòi, học hỏi và trao dồi kiến thức để mở mang tầm hiểu biết. Lời cảm ơn thực sự có ý nghĩa khi mỗi thành viên trong nhóm có thể nỗ lực phấn đấu và hoàn thành bài đồ án như mong muốn và hạn chế lỗi nhiều. Và khi mỗi chúng ta bắt tay vào làm thì mới thấy được muốn làm bất cứ một việc nào cũng không hề dễ dàng, nó chỉ dễ khi chúng ta biết cách làm và đã làm nhiều lần tới quen thuộc. Cuối cùng, một lần nữa xin chân thành cảm ơn thầy Dương Trọng Đính. ĐỒ ÁN HỆ ĐIỀU HÀNH 3 NHẬN XÉT GIÁO VIÊN ĐỒ ÁN HỆ ĐIỀU HÀNH 4 DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT Ổ cứng − Hard Disk Drive − HDD. Phân vùng − Partition. Hệ thống tập tin hiệu năng cao HPFS − High Performance File System – HPFS. Bảng cấp phát tập tin − File Allocation Table – FAT. Hệ thống tập tin công nghệ mới − New Technology File System − NTFS. Ổ lưu trữ thể bền vững hay Ổ cứng điện tử − Solid State Drive – SSD. ĐỒ ÁN HỆ ĐIỀU HÀNH 5 DANH SÁCH ẢNH TRONG BÁO CÁO HÌNH 1: CẤU TẠO Ổ CỨNG. 11 HÌNH 2: CẤU TẠO Ổ CỨNG. 15 HÌNH 3: CẤU TẠO Ổ CỨNG. 16 HÌNH 4: NGUYÊN NHÂN PHÂN MẢNH. 18 HÌNH 5: NGUYÊN NHÂN PHÂN MẢNH. 20 HÌNH 6: CƠ CHẾ GHI DỮ LIỆU TRÊN LINUX. 22 HÌNH 7: CƠ CHẾ GHI DỮ LIỆU TRÊN LINUX. 22 HÌNH 8: CƠ CHẾ GHI DỮ LIỆU TRÊN LINUX. 23 HÌNH 9: CƠ CHẾ GHI DỮ LIỆU TRÊN LINUX. 24 HÌNH 10: CƠ CHẾ GHI DỮ LIỆU TRÊN LINUX. 25 HÌNH 11: CƠ CHẾ GHI DỮ LIỆU TRÊN LINUX. 26 HÌNH 12: CƠ CHẾ GHI DỮ LIỆU TRÊN LINUX. 27 HÌNH 13: CƠ CHẾ GHI DỮ LIỆU TRÊN LINUX. 27 HÌNH 14: CƠ CHẾ GHI DỮ LIỆU TRÊN LINUX. 28 HÌNH 15: CƠ CHẾ GHI DỮ LIỆU TRÊN LINUX. 29 HÌNH 16: CƠ CHẾ GHI DỮ LIỆU TRÊN LINUX. 30 HÌNH 17: CƠ CHẾ GHI DỮ LIỆU TRÊN WINDOWS. 31 HÌNH 18: CƠ CHẾ GHI DỮ LIỆU TRÊN WINDOWS. 33 HÌNH 19: CƠ CHẾ GHI DỮ LIỆU TRÊN WINDOWS. 34 HÌNH 20: CƠ CHẾ GHI DỮ LIỆU TRÊN WINDOWS. 36 HÌNH 21: CƠ CHẾ GHI DỮ LIỆU TRÊN WINDOWS. 37 HÌNH 22: TÁC HẠI PHÂN MẢNH. 39 HÌNH 23: TÁC HẠI PHÂN MẢNH. 40 HÌNH 24: CHỐNG PHÂN MẢNH. 41 HÌNH 25: CHỐNG PHÂN MẢNH. 42 HÌNH 26: CHỐNG PHÂN MẢNH. 43 ĐỒ ÁN HỆ ĐIỀU HÀNH 6 HÌNH 27: CHỐNG PHÂN MẢNH. 43 HÌNH 28: CHỐNG PHÂN MẢNH. 44 HÌNH 29: CHỐNG PHÂN MẢNH. 45 HÌNH 30: CHỐNG PHÂN MẢNH. 46 HÌNH 31: CHỐNG PHÂN MẢNH. 46 HÌNH 32: CHỐNG PHÂN MẢNH. 47 HÌNH 33: CHỐNG PHÂN MẢNH. 48 HÌNH 34: CHỐNG PHÂN MẢNH. 49 HÌNH 35: CHỐNG PHÂN MẢNH. 50 HÌNH 36: CHỐNG PHÂN MẢNH. 51 HÌNH 37: CHỐNG PHÂN MẢNH. 52 HÌNH 38: Ổ CỨNG. 53 HÌNH 39: CƠ CHẾ PHÂN MẢNH. 54 HÌNH 40: NGĂN CHẶN PHÂN MẢNH. 55 ĐỒ ÁN HỆ ĐIỀU HÀNH 7 MỤC LỤC TỰ ĐỘNG CHƯƠNG 1 : MỞ ĐẦU 9 CHƯƠNG 2 : TÌM HIỂU VỀ ĐỀ TÀI 10 I. Vấn đề phân mảnh: 10 1. Cấu tạo và thông tin về của ổ cứng: 10 a. Thông tin sơ bộ: 10 b. Cấu tạo chi tiết: 11 2. Các khái niệm khác: 12 a. Đĩa từ : 13 b. Track : 13 c. Sector : 13 d. Cylinder : 13 e. Trục quay : 13 f. Đầu đọc/ghi : 14 g. Cần di chuyển đầu đọc/ghi : 14 3. Khái niệm phân mảnh: (chung cho windows và linux) 15 4. Nguyên nhân phân mảnh: 17 5. Cơ chế ghi file lên ổ cứng: 21 a. Cơ chế ghi dữ liệu trên Linux: 21 b. Cơ chế ghi dữ liệu trên Windows : 31 6. Tác hại của phân mảnh dữ liệu : (linux và window) 39 II. Chống Phân Mảnh (cách giải quyết) : 41 1. Chống phân mảnh (Defragmenter): 41 2. Các phần mềm khác: 47 a. Piriform Defraggler : 47 b. IObit Smart Defrag: 48 c. Auslogics Disk Defrag Free: 49 d. MyDefrag: 50 e. Glarysoft Disk SpeedUp: 51 ĐỒ ÁN HỆ ĐIỀU HÀNH 8 CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN 53 1. Ổ cứng là phần chậm nhất trong hệ thống máy: 53 2. Phân mảnh trong ổ cứng gây nhiều hiệu quả xấu: 53 3. Cài cho máy tính một công nghệ cải thiện tốc độ: 53 4. Máy chủ thường xuyên bị ảnh hưởng: 53 5. Điều hành hệ thống không bị ngắt đoạn: 54 6. Chống phân mảnh mặc dù dung lượng trống còn ít: 54 7. Ngăn chặn sự phân mảnh trước khi nó xảy ra: 54 8. Tự động chống phân mảnh mang lại sức sống mới cho hệ thống: 55 9. Phân tích biểu hiện của hệ thống mạng: 55 ĐỒ ÁN HỆ ĐIỀU HÀNH 9 CHƯƠNG 1 : MỞ ĐẦU KHÁI QUÁT VỀ ĐỀ TÀI: Đề tài: Vấn đề phân mảnh trong các hệ điều hành và cách giải quyết. Phân vùng: HDD khi gắn vào máy, thường thì không để nguyên một khối mà phân chia nó thành các Partition để tiện trong việc lưu trữ dữ liệu, dễ dàng sao lưu, phục hồi khi máy gặp sự cố cần phải cài đặt lại hệ điều hành. Ổ cứng vật lý được chia thành nhiều phân vùng: C, D, E , , Z. Ở đây, ổ C gọi là 1 phân vùng trên ổ cứng. Phân mảnh: Là hiện tượng 1 file khi lưu trên 1 phân vùng nào đó sẽ bị chia cắt thành nhiều phần để lưu vào nhiều vị trí khác nhau trên phân vùng. Chống/Giải phân mảnh: Là việc tổ chức lại các vùng trống trên phân vùng để 1 file có thể được lưu trên 1 vị trí trống của phân vùng. Liên quan tới vấn đề này có 2 nhóm câu hỏi quan trọng đặt ra: 1. Hiện tượng bị Phân mảnh trên ổ cứng là gì?Nguyên nhân?Cơ chế? Tác hại?Khắc phục phân mảnh? 2. Chống phân mảnh là làm gì? Họat động của các chương trình chống phân mảnh? Để trả lời được 2 câu hỏi trên chúng ta cùng tìm hiểu nội dung chi tiết. ĐỒ ÁN HỆ ĐIỀU HÀNH 10 CHƯƠNG 2 : TÌM HIỂU VỀ ĐỀ TÀI I. Vấn đề phân mảnh: 1. Cấu tạo và thông tin về của ổ cứng: a. Thông tin sơ bộ: Ổ đĩa cứng, hay còn gọi là là thiết bị dùng để lưu trữ dữ liệu trên bề mặt các tấm đĩa hình tròn phủ vật liệu từ tính. Ổ đĩa cứng là loại bộ nhớ "không thay đổi" (non-volatile), có nghĩa là chúng không bị mất dữ liệu khi ngừng cung cấp nguồn điện cho chúng. Ổ đĩa cứng là một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống bởi chúng chứa dữ liệu thành quả của một quá trình làm việc của những người sử dụng máy tính. Những sự hư hỏng của các thiết bị khác trong hệ thống máy tính có thể sửa chữa hoặc thay thế được, nhưng dữ liệu bị mất do yếu tố hư hỏng phần cứng của ổ đĩa cứng thường rất khó lấy lại được. Ổ cứng thường được gắn liền với máy tính để lưu trữ dữ liệu cho dù chúng xuất hiện muộn hơn so với những chiếc máy tính đầu tiên. Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ, ổ đĩa cứng ngày nay có kích thước càng nhỏ đi đến các chuẩn thông dụng với dung lượng thì ngày càng tăng lên. Những thiết kế đầu tiên ổ đĩa cứng chỉ dành cho các máy tính thì ngày nay ổ đĩa cứng còn được sử dụng trong các thiết bị điện tử khác như máy nghe nhạc kĩ thuật số, máy ảnh số, điện thoại di động thông minh (SmartPhone), máy quay phim kĩ thuật số, thiết bị kỹ thuật số hỗ trợ cá nhân Không chỉ tuân theo các thiết kế ban đầu, ổ đĩa cứng đã có những bước tiến công nghệ nhằm giúp lưu trữ và truy xuất dữ liệu nhanh hơn: ví dụ sự xuất hiện của các ổ đĩa cứng lai giúp cho hệ điều hành hoạt động tối ưu hơn, giảm thời gian khởi động của hệ thống, tiết kiệm năng lượng, sự thay đổi phương thức ghi dữ liệu trên các đĩa từ làm cho dung lượng mỗi ổ đĩa cứng tăng lên đáng kể. [...]... file Nếu hiện tượng phân mảnh xảy ra, hệ thống file sẽ cố gắng di dời những file xung quanh để làm giảm phân mảnh tự động mà không cần tiện ích chống phân mảnh HÌNH 5: NGUYÊN NHÂN PHÂN MẢNH Nhưng không phải như vậy mà Linux không bị phân mảnh, hiện tượng phân mảnh sẽ xuất hiện nếu hệ thống file đầy Nếu dung lượng ổ cứng đầy 95% (hoặc thậm chí là 80%), người dùng sẽ gặp hiện tượng phân mảnh do hệ thống... hết) thì hệ thống sẽ chia 20 ĐỒ ÁN HỆ ĐIỀU HÀNH file đó thành các phần nhỏ và lưu ở các vùng khác nhau trên ổ cứng và gây ra hiện tượng phân mản dữ liệu Kết luận: Linux rất khó bị phâ mảnh, nó chỉ bị phân mảnh trong trường hợp dung lượng ổ cứng bị sử dụng quá 80% Tổng kết: Chống phân mảnh đĩa mô tả quá trình củng cố các tập tin bị phân mảnh trên đĩa cứng của máy tính Phân mảnh xảy ra vào một đĩa cứng... ngờ khi không tìm thấy bất kì một phần mềm chống phân mảnh nào cho riêng nó! Điều này đã phản ánh cơ chế ghi dữ liệu thông minh trên linux để tránh cho dữ liệu không bị phân mảnh Sau đây là phần trình bày về cơ chế ghi dữ liệu trên Linux thông qua hình ảnh ACII có giá trị 1000 chữ để ta hiểu rõ hơn việc tại sao Linux lại không cần chống phân mảnh: 21 ĐỒ ÁN HỆ ĐIỀU HÀNH HÌNH 6: CƠ CHẾ GHI DỮ LIỆU TRÊN... dữ liệu lên nhiều mảnh cluster như vậy Ban đầu khi copy file thì các cluster đó có thể nằm liên tiếp (nếu đủ không gian trống cho kích cỡ file đó), nếu không đủ thì nó sẽ nằm rời rạc khắp phân vùng của ổ cứng, hoặc khi mở rộng file, dữ liệu được thêm vào sẽ nằm rời rạc trên các phân vùng của ổ cứng Tất cả những điều đó dẫn tới phân mảnh 18 ĐỒ ÁN HỆ ĐIỀU HÀNH Kết luận: Hiện tượng phân mảnh trên Windows... sung sẽ được lưu vào địa điểm nhiều hơn Theo thời gian, cả hai tập tin và đĩa cứng chính nó bị phân mảnh, và máy tính của bạn chậm lại vì nó có nhìn ở nhiều nơi khác nhau để mở một tập tin Disk Defragmenter là một công cụ sắp xếp lại các dữ liệu trên đĩa cứng của bạn và gặp lại các tập tin bị phân mảnh để máy tính của bạn có thể hoạt động hiệu quả hơn Trong phiên bản này của Windows, Disk Defragmenter... tượng phân mảnh xuất hiện 1 cách tự nhiên trong quá trình máy tính ghi thêm, xóa bỏ dữ liệu khỏi các phân vùng của ổ đĩa cứng  Xảy ra mạnh hơn khi người dùng thường xuyên cài đặt, gỡ bỏ phần mềm, copy di chuyển file  Các phân vùng gần đầy dữ liệu: Lúc này việc ghi thêm 1 file lớn có thể khiến hệ thống suy sụp, file này sẽ bị ghi rải rác ở rất nhiều vị trí trên phân vùng Sự ì ạch sẽ xảy ra một cách đáng... của nó cũng được tối ưu để chống phân mảnh Như trên, nếu bạn muốn chỉnh sữa file “hello.txt” thì Linux sẽ xử lí như hình bên dưới, hoàn toàn không có chút rắc rối nào nhu bên dưới : 28 ĐỒ ÁN HỆ ĐIỀU HÀNH HÌNH 15: CƠ CHẾ GHI DỮ LIỆU TRÊN LINUX 29 ĐỒ ÁN HỆ ĐIỀU HÀNH HÌNH 16: CƠ CHẾ GHI DỮ LIỆU TRÊN LINUX Như vậy theo cách ghi dữ liệu của Linux thì các tập tin sẽ nằm phân tán trên ổ đĩa một cách có thứ tự,... trống cho việc chỉnh sữa tập tin khi cần thiết mà không sợ bị phân mảnh Tuy nhiên, do bản chất hình học của ổ cứng nên phân mảnh vẫn có thể xuất hiện trên Linux Phân mảnh chỉ xuất hiện khi dung lượng ổ cứng vượt quá 80%, khi đó sẽ không còn chỗ trống để tạo khoảng cách cho dữ liệu, chỉ còn cách duy nhất là Linux sẽ đặt chúng cạnh nhau 30 ĐỒ ÁN HỆ ĐIỀU HÀNH b Cơ chế ghi dữ liệu trên Windows : Chiến lược... các vùng trống tiếp theo, vậy là việc phân mảnh diễn ra (dữ liệu bị chia làm nhiều phần) Nhất là sau khi một phần lớn của đĩa cứng được sử dụng (dung lượng còn trống ít) thì quá trình phân mảnh diễn ra rất nhanh Với nhiều người dùng thích thử nghiệm, cài đặt, gỡ bỏ phần mềm liên tục, tải file từ Internte về nhiều, copy di chuyển file nhiều, nguy cơ ổ cứng bị phân mảnh là rất cao do dữ liệu nằm rải khắp... bạn sử dụng file đó  Ngoài ra, việc lựa chọn kích thước cluster không phù hợp khi định dạng (format) phân vùng đĩa cứng cũng ảnh hưởng đến sự phân mảnh 19 ĐỒ ÁN HỆ ĐIỀU HÀNH b Đối với Linux: Các hệ thống file ext2, ext3 và ext4 của Linux đặc biệt là ext4 được sử dụng cho Ubuntu và hầu hết các bản phân phối Linux khác, cấp phát file một cách thông minh hơn Thay vì để nhiều file gần nhau trên ổ đĩa