Qu’est-ce que la fragmentation en informatique ? Vidéo

Qu’est-ce que la fragmentation en informatique ? Définition, sens, concept. Dans un autre billet, j’avais parlé de l’importance de défragmenter le disque dur. Aujourd’hui, je suis revenu pour essayer d’expliquer, surtout aux profanes, un peu plus le terme. Commencé? Génériquement, la fragmentation est l’action de fragmenter, de fragmenter, de briser en plus petits morceaux, de briser en plusieurs morceaux.

Disque dur : Qu’est-ce que la fragmentation en informatique ?

La fragmentation est un terme qui décrit l’état des données stockées de manière non contiguë sur un périphérique de stockage, tel qu’un disque dur, un module de mémoire ou un lecteur flash. La fragmentation se produit lorsque des données sont écrites, supprimées ou modifiées sur le périphérique de stockage, laissant des espaces ou des trous entre les blocs de données. Ces lacunes rendent difficile pour l’appareil d’accéder aux données rapidement et efficacement, car il doit sauter d’un emplacement à un autre pour lire ou écrire le fichier entier.

Types de fragmentation

Il existe différents types de fragmentation qui peuvent affecter les performances et la capacité d’un périphérique de stockage. Certains des types courants sont:

Fragmentation interne : cela se produit lorsque le périphérique de stockage alloue plus d’espace que nécessaire pour un fichier ou un bloc de données, laissant de l’espace inutilisé dans l’espace alloué. Par exemple, si un système de fichiers alloue 4 Ko pour chaque fichier, mais qu’un fichier n’a besoin que de 3 Ko, il y a 1 Ko de fragmentation interne.
Fragmentation externe : cela se produit lorsque le périphérique de stockage comporte de nombreux espaces ou trous entre les blocs de données, ce qui rend difficile la recherche d’espace contigu pour de nouveaux fichiers ou blocs de données. Par exemple, si un système de fichiers supprime de nombreux petits fichiers, il y aura beaucoup de petits espaces entre les fichiers restants, créant une fragmentation externe.
Fragmentation des données : cela se produit lorsqu’un fichier ou un bloc de données est divisé en plusieurs parties et stocké à différents endroits sur le périphérique de stockage. Par exemple, si un système de fichiers écrit un fichier volumineux qui ne tient pas dans un espace contigu, il le divisera en parties plus petites et les stockera là où l’espace est disponible, créant ainsi une fragmentation des données.

Problèmes et inconvénients

La fragmentation peut entraîner plusieurs problèmes pour un périphérique de stockage, tels que :

Défaillance du stockage : la fragmentation peut augmenter le risque de perte ou de corruption de données, car le périphérique de stockage doit travailler plus fort pour accéder aux données fragmentées. En cas de panne de courant ou de panne matérielle, certaines données peuvent être perdues ou endommagées.
Dégradation des performances : la fragmentation peut réduire la vitesse et l’efficacité du périphérique de stockage, car il doit consacrer plus de temps et de ressources à la localisation et à l’accès aux données fragmentées. Cela peut affecter les performances globales du système utilisé par le périphérique de stockage.

Réduction de la capacité : la fragmentation peut gaspiller un espace de stockage précieux en laissant de l’espace inutilisé à l’intérieur ou entre les blocs de données. Cela peut réduire l’espace disponible pour les nouveaux fichiers ou blocs de données.

Solution

Pour surmonter ces problèmes, il existe plusieurs solutions qui peuvent aider à réduire ou à prévenir la fragmentation sur un périphérique de stockage. Voici quelques-unes des solutions courantes :

Défragmentation : il s’agit d’un processus qui réorganise les données sur le périphérique de stockage afin d’éliminer ou de minimiser les écarts entre les blocs de données. La défragmentation peut améliorer les performances et la capacité du périphérique de stockage en facilitant l’accès aux données et leur stockage. La défragmentation peut être effectuée manuellement ou automatiquement à l’aide d’outils logiciels spécialisés.

Stratégies d’allocation : il s’agit de méthodes qui déterminent la manière dont le périphérique de stockage alloue de l’espace pour les nouveaux fichiers ou blocs de données. Les stratégies d’allocation peuvent aider à réduire la fragmentation en choisissant des emplacements et des tailles optimaux pour les blocs de données. Certaines des stratégies d’allocation courantes sont le premier ajustement, le meilleur ajustement, le pire ajustement et le prochain ajustement.
Systèmes de fichiers : il s’agit de structures qui organisent et gèrent les données sur le périphérique de stockage. Les systèmes de fichiers peuvent aider à prévenir la fragmentation en utilisant des techniques efficaces pour stocker et accéder aux données. Certains des systèmes de fichiers courants sont FAT, NTFS, ext4 et APFS.

Fragmentation basée sur le système d’exploitation

L’un des défis auxquels les développeurs sont confrontés lors de la création d’applications pour différentes plates-formes est la fragmentation. La fragmentation fait référence à la diversité et à l’incohérence du matériel, des logiciels et des préférences des utilisateurs entre les appareils. Par exemple, une application qui fonctionne bien sur un téléphone Android peut ne pas fonctionner correctement sur une tablette iOS ou vice versa.

La fragmentation peut affecter plusieurs aspects du développement d’applications, tels que la compatibilité, les performances, la sécurité et l’expérience utilisateur. Pour faire face à la fragmentation, les développeurs doivent prendre en compte les facteurs suivants :

– Système d’exploitation: Le système d’exploitation (OS) est le logiciel qui gère les fonctions de base d’un appareil, telles que la mémoire, le stockage, l’entrée / sortie et le réseau. Différents systèmes d’exploitation ont des fonctionnalités, des capacités et des limitations différentes qui affectent la façon dont les applications s’exécutent sur eux. Par exemple, Android est un système d’exploitation open source qui permet aux utilisateurs de personnaliser leurs appareils et d’installer des applications provenant de diverses sources, tandis qu’iOS est un système d’exploitation à source fermée qui limite les utilisateurs à l’écosystème et à l’App Store d’Apple. Les développeurs doivent s’assurer que leurs applications sont compatibles avec les versions et les mises à jour du système d’exploitation dont disposent leurs utilisateurs cibles.

– Matériel: Le matériel fait référence aux composants physiques d’un appareil, tels que le processeur, la mémoire, la batterie, l’écran, l’appareil photo, les capteurs, etc. Différentes configurations matérielles peuvent affecter les performances et les fonctionnalités des applications. Par exemple, une application qui nécessite une puissance de traitement élevée peut ne pas fonctionner correctement sur un périphérique doté d’un processeur bas de gamme ou d’une mémoire limitée. Les développeurs doivent optimiser leurs applications pour différentes spécifications matérielles et les tester sur plusieurs appareils.

– Préférences de l’utilisateur: Les préférences de l’utilisateur font référence aux options et aux paramètres dont disposent les utilisateurs sur leurs appareils, tels que la langue, la région, l’accessibilité, l’écran, le son, etc. Les différentes préférences de l’utilisateur peuvent affecter l’apparence et le comportement des applications. Par exemple, une application qui utilise la synthèse vocale peut ne pas fonctionner correctement si l’utilisateur a une langue ou un accent différent de celui attendu par l’application. Les développeurs doivent respecter les préférences de l’utilisateur et fournir des options de personnalisation et de personnalisation.

La fragmentation basée sur le système d’exploitation est une réalité à laquelle les développeurs doivent faire face lors de la création d’applications multiplateformes. En comprenant les facteurs à l’origine de la fragmentation et en appliquant les meilleures pratiques en matière de compatibilité, de performances, de sécurité et d’expérience utilisateur, les développeurs peuvent créer des applications qui fonctionnent bien sur différents appareils et plates-formes.

Comment empêcher la fragmentation de la RAM en C ++

La fragmentation de la RAM est un problème courant qui affecte les performances et la fiabilité des applications C++. La fragmentation de la RAM se produit lorsque l’allocateur de mémoire ne peut pas trouver un bloc contigu de mémoire libre suffisamment grand pour satisfaire une demande, même s’il y a suffisamment de mémoire libre totale disponible. Cela peut entraîner des échecs d’allocation de mémoire, une utilisation accrue de la mémoire et une réduction de l’efficacité du cache.

Plusieurs facteurs peuvent contribuer à la fragmentation de la RAM, tels que :

La taille et la fréquence des allocations et des désallocations de mémoire
L’ordre et le calendrier des allocations et des désaffectations de mémoire.

Alignement et remplissage des blocs de mémoire
L’implémentation et la configuration de l’allocateur de mémoire.

Pour empêcher ou réduire la fragmentation de la RAM, les développeurs C++ peuvent utiliser certaines des techniques suivantes :

Utilisez des mappeurs personnalisés adaptés aux besoins spécifiques de votre application ou de votre structure de données
Utilisez des pools de mémoire ou des arènes qui préallouent de grandes portions de mémoire et les subdivisent en blocs plus petits
Utilisez des pointeurs intelligents ou RAII (Resource Acquisition is Initialization) pour gérer la durée de vie des objets dynamiques et éviter les fuites de mémoire

Évitez d’allouer et de libérer de la mémoire sur différents threads ou modules
Évitez de mélanger différents types d’allocateurs de mémoire ou de bibliothèques
Utilisez des conteneurs et des algorithmes standard qui minimisent la copie et le redimensionnement inutiles des blocs de mémoire

Utiliser des techniques de compression ou de sérialisation pour réduire la taille des structures de données
Utiliser des outils et des mesures pour surveiller et analyser l’utilisation de la mémoire et la fragmentation des applications

La fragmentation de la RAM est un tueur de performances silencieux qui peut affecter n’importe quelle application C++. En appliquant certaines des techniques mentionnées ci-dessus, les programmeurs C ++ peuvent améliorer l’efficacité et la robustesse de leur gestion de la mémoire et éviter de gaspiller des ressources système précieuses.

Paquet de données

Un paquet de données est une unité de données transmise sur un réseau, tel qu’Internet. Il se compose généralement d’un en-tête qui contient des informations de contrôle, telles que les adresses source et de destination, et d’une charge utile qui contient les données réelles transmises. Les paquets de données sont utilisés dans des protocoles réseau tels que TCP/IP, qui est le protocole le plus largement utilisé pour la communication sur Internet. Les paquets de données sont fragmentés et transmis en unités discrètes afin qu’ils soient efficacement acheminés et transmis sur le réseau, puis réassemblés à l’extrémité réceptrice pour reconstruire les données d’origine.

La paquetage de données fait référence au processus de division des données en paquets pour les transmettre sur un réseau et les réassembler à l’extrémité réceptrice. L’empaquetage permet une transmission de données efficace et fiable sur des réseaux avec différentes caractéristiques de bande passante, de latence et de fiabilité, tels qu’Internet. L’emballage est un concept fondamental dans les réseaux modernes et permet diverses applications Internet, telles que la navigation Web, le courrier électronique, le transfert de fichiers, le streaming vidéo, etc.

Fragmentation des paquets sur Internet

Qu’est-ce que la fragmentation des paquets et pourquoi se produit-elle sur Internet ? Dans cet article de blog, nous expliquerons le concept de fragmentation des paquets, les raisons pour lesquelles elle se produit et les avantages et inconvénients de ce processus.

La fragmentation des paquets est le processus de division d’un gros paquet de données en morceaux plus petits qui peuvent tenir dans l’unité de transmission maximale (MTU) d’une liaison réseau. Une liaison réseau est une connexion physique ou logique entre deux périphériques sur un réseau. MTU est la taille maximale d’un paquet de données qui peut être transmis sur une liaison réseau sans fragmentation.

La raison de la fragmentation des paquets est que différentes liaisons réseau peuvent avoir des MTU différentes. Par exemple, une liaison Ethernet a une MTU de 1500 octets, tandis qu’un tunnel IPsec a une MTU de 1400 octets. Si un périphérique envoie un paquet de données supérieur à la MTU de la liaison réseau suivante, le périphérique ou le routeur qui se connecte à cette liaison fragmente le paquet. Les paquets fragmentés seront ensuite réassemblés par le périphérique ou le routeur de destination.

L’avantage de la fragmentation des paquets est qu’elle permet aux paquets de données de traverser différentes liaisons réseau avec différentes MTU. Cela augmente la compatibilité et l’interopérabilité des différentes technologies et protocoles de réseau. La fragmentation des paquets permet également un routage dynamique, ce qui signifie que les paquets de données peuvent emprunter différentes routes pour atteindre leur destination en fonction des conditions du réseau et de la disponibilité.

L’inconvénient de la fragmentation des paquets est qu’elle augmente la surcharge et la complexité de la transmission de données. La fragmentation des paquets nécessite des ressources de traitement et de mémoire supplémentaires sur les périphériques ou routeurs de l’expéditeur et du destinataire. La fragmentation des paquets introduit également des en-têtes et des champs supplémentaires dans chaque paquet fragmenté, ce qui réduit la taille et l’efficacité de la charge utile. La fragmentation des paquets augmente également le risque de perte et de corruption des paquets, car chaque paquet fragmenté doit être livré et réassemblé correctement pour récupérer le paquet de données d’origine.

Note : Ce thème a été une constante tout au long de ma carrière. Quand j’ai commencé, je faisais de la maintenance sur du matériel informatique et l’une de mes tâches était d’optimiser les performances des données sur un disque dur. Maintenant que je travaille avec des serveurs, cela me donne quelques idées sur les procédures et les meilleures pratiques.

Conclusion

La fragmentation est un phénomène courant en informatique qui affecte les performances et la capacité des périphériques de stockage. En comprenant ce qu’est la fragmentation, ce qui la cause, les problèmes qu’elle crée et les solutions disponibles, vous pouvez optimiser votre périphérique de stockage et améliorer les performances de votre système.