磁盘碎片
在计算领域，文件系统碎片（英語：，或称磁盘碎片、文件系统老化）是文件系统将文件内容非连续排列以允许就地修改其内容的后果，亦是碎片化的一个特例。磁盘碎片会增加磁盘磁头移动的频率，即增加了寻道时间，这会降低磁盘读写性能，进而影响操作系统及软件的性能。另外，文件系统不能承受无限制的碎片。对现有碎片的更正称为碎片整理，是将文件和可用空间重新组织为连续区域的过程。
现代计算机中的固态硬盘（SSD）不是真正的磁盘，也不是“旋转的”，所以没有磁盘碎片的问题。事实上，对这些驱动器进行碎片整理反而会缩短它们的使用寿命。
原因
在分区上首次初始化文件系统时，它只包含一些小的内部结构，其他区域则是一个连续的空白区块。[lower-alpha 1] 这意味着文件系统能够将新创建的文件放置在分区的任何位置。在文件系统被创建后的一段时间内，其中的文件布局近乎最佳。而当操作系统或软件被安装或存档被解包时，单独的文件最终会按顺序生成，因此相关文件的位置彼此接近。
当已有文件被删除或截断时，将会产生新的可用空间；而当新数据被附加到现有文件时，通常不会在文件结束的地方重新开始写入，因为那里可能已经分配给了另一个文件。因此，必须分配新的磁盘空间片段。随着时间的推移，相同的因素使得自由空间以及频繁附加的文件变得碎片化。可用空间变短也意味着文件系统不再能够为新文件分配连续空间，而必须将它们分解成碎片。当文件系统变满并且不存在大量连续的可用空间时尤其如此。
范例
下面的例子是一个简化表示：
新硬盘有5个文件，将其分别命名为A、B、C、D、E，并按顺序连续保存。每个文件使用10个块空间。（在这个例子中，块的大小并不重要。）剩余的磁盘空间则是一个空闲块。因此，可以在文件E之后创建并保存附加文件。
類型
在以下幾個層次上可能會出現文件系統碎片：
- 各個文件中的碎片
- 可用空間碎片
- 訪問局部性減少，在獨立但相關文件之間
文件分散
文件分割，也稱為相關文件碎片，或者應用程序級（文件）碎片，指缺乏引用的局部性（在存儲介質中）在相關文件之間。
消極後果
對於消費級硬盤驅動器而言，磁盘碎片是個很嚴重的問題。因為增大差距在順序訪問速度和旋轉延遲（以及較小程度上尋道時間）之間其上文件系統通常放置。[1]因此，碎片是在文件系統的研究與設計的一個重要問題。碎片的遏制不僅很大程度上依賴於文件系統在磁盤上的格式，還取決於它的實現。[2]相對於机械硬盘，文件系統碎片对固態硬盤造成的性能影響较小，因為不涉及機械尋道時間。[3]但是，文件系統還需要儲存另一個元數據對於相對應的文件，每條元數據本身需要佔用空間，並且需要處理動力和處理器時間。如果達到碎片的最大極限，將會導致寫入請求失敗。
在簡單的文件系統基準測試中，往往省略了碎片因素，因為模拟現實的老化和碎片化是困難的。[4]
緩和
防止碎片
为了避免碎片的产生，文件系统或操作系统会通过写入缓存区，将待写入的数据缓存在内存中，一段时间后在连续写入到磁盘中，减少大量的小数据量的直接写入；又或者为一个文件对象分配一段连续的空闲空间（如Extent技术）以方便连续写入。对于应用程序，如果在知道文件的大小固定的情况下，也可以直接创建相应文件大小的空白文件作为预分配处理，虽然这不及由文件系统分配连续空闲空间直接和高效。
參考文獻
- Kryder, Mark H. (PDF). Storage Networking World conference. Seagate Technology. 2006-04-03. （原始内容 (PDF)存档于17 July 2006）.
- McVoy, L. W.; Kleiman, S. R. (PostScript). . Dallas, Texas: Sun Microsystems, Inc.: 33–43. Winter 1991 [2006-12-14]. （原始内容存档于2007-02-21）.
- Hanselman, Scott. . Scott Hanselman's blog. 3 December 2014. （原始内容存档于2014-12-22）.
- Smith, Keith Arnold. (PDF). Cambridge, Massachusetts: Harvard University. January 2001 [2006-12-14]. （原始内容 (PDF)存档于2004-11-17）.
