Фрагментация — понятие и виды¶

Фрагментация — это процесс разделения целого (данных, памяти, рынка, популяции, вещества и др.) на относительно самостоятельные части — фрагменты. Термин применяется в информатике, биологии, химии, экономике, социологии и других областях; в каждом из них под фрагментацией понимается специфический процесс, но общей чертой остаётся переход от непрерывного или единого целого к дискретным, обособленным элементам.

¶Фрагментация в информатике

¶Фрагментация дискового пространства

В операционных системах фрагментация файловой системы означает разбиение свободного дискового пространства на несмежные участки. Файлы хранятся в кластерах — минимальных единицах распределения; если файл занимает несколько кластеров, они не обязаны быть соседними. Внешняя фрагментация возникает, когда свободное место существует в достаточном объёме, но разбросано по диску мелкими участками, из-за чего большие файлы не могут быть размещены. Внутренняя фрагментация — потеря пространства внутри выделенного блока: например, файл размером 4 КБ + 1 байт занимает два кластера, и часть второго не используется.

Для борьбы с фрагментацией применяются дефрагментация — упорядочивание файлов и слияние свободных участков, а также журналируемые файловые системы (NTFS, ext4, XFS), которые эффективно распределяют место и снижают накопление фрагментации.

¶Фрагментация памяти

В оперативной памяти процессов выделяют внешнюю и внутреннюю фрагментацию аналогично дисковой. Внешняя — разбиение свободной памяти на несмежные блоки между выделенными участками; внутренняя — избыточное выделение блока под запрос меньшего размера. Стратегии распределения памяти (первая подходящая, лучшая подходящая, худшая подходящая, стратегии сегментации и страничной организации) напрямую влияют на скорость накопления фрагментации. Страничная организация памяти снимает внешнюю фрагментацию, но не устраняет внутреннюю.

¶Фрагментация сетей и протоколов

В сетевых технологиях фрагментация — разбиение пакета данных на более мелкие фрагменты для передачи по сети с меньшим MTU (максимальным размером передаваемого блока). Протокол IP поддерживает механизм фрагментации и последующей сборки (реасембляции) на принимающей стороне. IPv6 упростил эту схему, возложив ответственность за фрагментацию на отправителя.

¶Фрагментация в биологии

В биологии фрагментация — это вегетативное размножение, при котором организм распадается на части, каждая из которых способна дать начало новому особи. Характерна для губок, кишечнополостных, плоских червей, некоторых растений (например, земляники, осоки). Фрагментация также используется как метод размножения в садоводстве и растениеводстве — деление кустов, черенкование.

Отдельно рассматривается фрагментация среды обитания — разбиение сплошных экосистем на изолированные участки под влиянием антропогенной деятельности (вырубка лесов, строительство дорог, урбанизация). Этот процесс ведёт к сокращению площади ареалов, изоляции популяций и снижению биоразнообразия, что является одним из ключевых факторов современного вымирания видов.

¶Фрагментация в химии и физике

В химии фрагментация — это распад молекулярного иона на фрагменты в масс-спектрометрии. При ионизации молекулы образуется молекулярный ион, который под действием энергии распадается на более устойчивые фрагменты — ионы-фрагменты. Паттерн фрагментации является «отпечатком» молекулы и используется для определения её структуры.

В физике конденсированного состояния фрагментация рассматривается в контексте разрушения материалов, распада кластеров и фазовых переходов.

¶Фрагментация в экономике и социологии

В экономике фрагментация рынка — это состояние, при котором рынок разбит на множество мелких сегментов с низкой конкуренцией и высокими барьерами для входа. Фрагментация отрасли характеризуется большим числом мелких фирм и низкой долей рынка у лидеров. Индекс Герфиндаля — Гиршмана является количественной мерой фрагментации: чем ниже индекс, тем выше фрагментация.

В социологии и политологии фрагментация общества — расслоение на группы, различающиеся по ценностям, идентичности или интересам, что затрудняет социальную консолидацию. Политическая фрагментация — распад партийной системы на множество мелких партий и фракций.

¶Фрагментация в лингвистике

В лингвистике фрагментация речи — разбиение текста или высказывания на отдельные фрагменты при анализе дискурса. Термин также используется при описании процессов в языковой эволюции и диалектологии.

¶См. также

• Дефрагментация
• Фрагментация памяти
• Фрагментация рынка
• Масс-спектрометрия
• Фрагментация среды обитания

¶Источники

• Таненбаум Э. Современные операционные системы
• Розенберг Д. Масс-спектрометрия органических соединений
• Портер М. Стратегический анализ: концепции, методы, практика
• Мэй Р. Метапопуляции и сохранение биоразнообразия