PROJEKTOWANIE SYSTEMÓW KOMPUTEROWYCH ĆWICZENIA NR 4 PRZYGOTOWANIE PAMIĘCI MASOWEJ PARTYCJONOWANIE dr Artur Woike
Dyski HDD i SSD muszą być wstępnie przygotowane do pracy.
Przygotowanie do pracy odbywa się w trzech etapach: 1. Formatowanie niskiego poziomu, czyli utworzenie na dysku struktury cylindrów, sektorów i ścieżek (etap wykonywany na koniec procesu produkcji). 2. Partycjonowanie, czyli utworzenie na dysku struktury logicznej za pomocą podziału na partycje (etap zazwyczaj wykonywany przez użytkownika). 3. Formatowanie, czyli utworzenie na partycjach struktur systemu plików (etap zazwyczaj wykonywany przez użytkownika). Najczęstszymi zastosowaniami partycjonowania jest oddzielenie różnych rodzajów danych od siebie lub zastosowanie różnych systemów plików.
Partycjonowanie dysków HDD i SDD
Partycją nazywamy wyodrębniony logicznie obszar dysku twardego złożony z pewnej liczby przyległych do siebie cylindrów.
Położenie partycji na dysku jest określone poprzez podanie numeru jej cylindra początkowego oraz całkowitej liczby jej cylindrów. Informacje o istniejących na dysku partycjach są przechowywane w tablicy partycji (Partition Table). Przynajmniej jedna partycja musi być utworzona na dysku przed formatowaniem. Formatowanie nie modyfikuje tablicy partycji.
Zazwyczaj system operacyjny posiada wbudowane programy narzędziowe służące do partycjonowania i formatowania, np. Fdisk, Diskpart, Windows Disk Management. Często producenci dysków HDD i SSD udostępniają własne programy narzędziowe do partycjonowania i formatowania. Istnieją zarówno darmowe (np. GParted) jak i komercyjne programy narzędziowe służące do partycjonowania i formatowania.
Partycjonowanie zazwyczaj służy wyłącznie do organizacji przechowywania danych na dysku, a nie do optymalizacji jego wydajności. Na dysku HDD pierwsza założona partycja jest zawsze najszybsza, pozostałe są wolniejsze. Na dysku SSD wszystkie partycje są porównywalne ze względu na wydajność.
Rodzaje partycji: Podstawowa można na niej przechowywać dane użytkownika lub system operacyjny (maksymalnie 4 partycje podstawowe na dysku). Rozszerzona służy do wydzielenia części dysku, którą można w dalszym etapie podzielić na dowolną ilość partycji logicznych (maksymalnie 1 partycja rozszerzona na dysku). Logiczna jest podobna do partycji podstawowej umieszczonej na partycji rozszerzonej (nieograniczona ilość na 1 partycji rozszerzonej). Maksymalnie dysk może zawierać 4 partycje podstawowe lub 3 partycje podstawowe i 1 partycję rozszerzoną. System operacyjny jest wczytywany z pierwszej partycji oznaczonej jako partycja aktywna.
Wyrównywanie partycji
Wyrównywanie partycji (Partition Alignment) polega na uzgodnieniu struktury logicznej partycji ze strukturą fizyczną dysku twardego. Jeśli struktura logiczna partycji i fizyczna dysku nie są uzgodnione niektóre operacje odczytu/zapisu wymagają wykonania 2 instrukcji I/O zamiast 1. Windows XP i wcześniejsze wersje do poprawnego wyrównania partycji wymagały przesunięcia początku partycji (Partition Offset) o rozmiarze 31,5 KB. Windows Vista i późniejsze wersje do poprawnego wyrównania partycji wymagają przesunięcia początku partycji o 1024 KB.
Wpływ wyrównania partycji na wydajność:
Sprawdzenie wyrównania partycji (Windows 7): 1. Informacje o systemie: Informacje o systemie (msinfo32.exe) Składniki Magazyn Dyski Przesunięcie początku partycji Odczytaną wartość (w bajtach) parametru Przesunięcie początku partycji należy podzielić przez 4096. Jeżeli wynik powyższego ilorazu jest liczbą całkowitą, to przesunięcie jest poprawne i partycja jest wyrównana. Jeżeli wynik powyższego ilorazu nie jest liczbą całkowitą, to przesunięcie nie jest poprawne i partycja nie jest wyrównana. 2. Wiersz poleceń: Wiersz poleceń (cmd.exe) wmic partition get name,startingoffset,size Dalej postępujemy jak w punkcie 1. 3. Zewnętrzne programy narzędziowe dla dysków HDD i SSD.
Procedura wyrównywania partycji (Windows 7): 1. DiskPart Program DiskPart umożliwia modyfikację początkowego przesunięcia partycji jedynie podczas tworzenia partycji. W celu utworzenia nowej poprawnie wyrównanej partycji należy najpierw uruchomić program Diskpart: Nośnik instalacyjny systemu Windows Wybór języka i układu klawiatury Napraw komputer Zaawansowane opcje Wiersz poleceń Diskpart W programie Diskpart należy użyć następujących poleceń: list disk select disk [numer dysku] create partition primary align=1024 Aby wyrównać istniejącą partycję należy ją usunąć (utrata danych) i utworzyć ponownie. Opis dostępnych w programie DiskPart poleceń: https://technet.microsoft.com/enus/library/cc766465(v=ws.10).aspx
Partycje można również wyrównywać za pomocą zewnętrznych programów. Program GParted pozwala między innymi na próbę wyrównania istniejącej partycji bez konieczności jej usuwania. Powyższy proces jest obarczony ryzykiem częściowej lub całkowitej utraty danych przechowywanych na wyrównywanej partycji. Opis procedury wyrównywania partycji przy użyciu programu GParted: http://lifehacker.com/5837769/makesure-your-partitions-are-correctlyaligned-for-optimal-solid-state-driveperformance
Short Stroking
Short Stroking jest szczególnym sposobem partycjonowania dysków HDD. Dyski SSD ze względu na odmienną budowę nie odnoszą żadnych korzyści z procedury Short Stroking. Short Stroking polega na utworzeniu na dysku tylko jednej partycji niewielkiego rozmiaru (np. 10% lub mniej całkowitej pojemności dysku). Ze względu na fizyczną budowę dysku HDD taka partycja zajmuje zewnętrzne sąsiadujące ze sobą cylindry dysku. Ponieważ wykorzystanych jest tylko część cylindrów ruchy głowicy są ograniczone.
Short Stroking może mieć pozytywny wpływ na żywotność dysku twardego (ograniczenie zużycia elementów mechanicznych).
Wpływ procedury Short Stroking na transfer osiągany przez dysk jest ograniczony.
Dyski HDD osiągają ok. 40-60% przyrost wydajności operacji I/O po zastosowaniu procedury Short Stroking.
Po zastosowaniu procedury Short Stroking można w niektórych przypadkach przekroczyć poziomy wydajności osiągane przez dyski SSD.