磁盘碎片整理程序是一种系统实用程序，用于分析本地卷，查找并修复碎片文件和文件夹。它通过重新排序文件，增加文件的连续性，以提高磁盘的读取速度和优化文件的读写速度。用户可以通过命令行运行 defrag 命令，对磁盘进行碎片整理。

在Windows的逻辑卷中，文件并不总是保存在磁盘连续的簇中，而是被分散保存在不同的位置。当应用程序所需的物理内存不足时，Windows会在磁盘中生成交换文件（通常为：pagefile.sys），将该文件所占用的磁盘空间虚拟成内存，即：虚拟内存。由于需要在物理内存和虚拟内存中频繁进行数据交换，故Windows虚拟内存管理程序会对硬盘频繁地读写，从而产生大量的碎片，这是产生磁盘碎片的主要原因。另外，产生磁盘碎片的另一主要原因是系统或应用程序频繁生成的临时文件，例如：浏览器在在浏览网页时，由于需不断地进行缓存，会产生大量的磁盘碎片。另外，在安装或下载新软件时，系统通常会在对文件来说足够大的第一个连续可用空间上存储文件。如果没有足够大的可用空间，Windows会将尽可能多的文件保存在最大的可用空间上，然后将剩余数据保存在下一个可用空间上，并依此类推。

系统在运行一个程序时，硬盘驱动器的磁头首先要搜索该程序运行所需的文件，然后将数据读取到内存或磁盘高速缓存（Cache）中。搜索时间在硬盘性能指标中被称为平均寻道时间（Average Seek 时间），单位为毫秒（ms）。如果能将应用程序的相关文件放在磁盘的连续空间内，磁头搜索的时间将会减少很多。读取时也是如此，硬盘读取位于磁头下方扇区的数据所需时间仅为将磁头移到另一地点再读取数据所需时间的五分之一。读盘时，系统会先检查数据是否在Cache中，如果有则直接读取；如果没有则从硬盘上读取。当需要多次读取同一数据时，Cache的作用很大，但对于第一次读取某个文件，Cache就无能为力了。因此，搜索时间和读取时间在很大程度上影响着程序执行的效率。

按微软官方文档：卷中的碎片越多，计算机的文件输入/输出系统性能就越低。我们也可理解为：过多的磁盘碎片，造成磁头不断地在不同的地方搜索和读取隶属一个文件的数据，由此降低了系统运行的效率和速度。长此以往，也会降低硬盘的使用寿命。

综上，我们有必要定期（例如：每月一次）对磁盘碎片进行分析和整理。磁盘碎片整理程序可以分析本地卷、整理合并碎片文件和文件夹，以便每个文件或文件夹都可以占用卷上单独而连续的磁盘空间。这样，系统就可以更有效地访问文件和文件夹，以及更有效地保存新的文件和文件夹了。通过合并文件和文件夹，磁盘碎片整理程序还将合并卷上的可用空间，以减少新文件出现碎片的可能性。

磁盘碎片整理技术自1975年起就成为优化磁盘性能的一部分。在MS-DOS 6.0版本中，微软开始内建了Defrag这个磁盘碎片整理软件，从赛门铁克获得授权后免费提供给用户。Windows NT核心的操作系统中内建了一个名为Diskeeper的磁盘碎片整理软件，这是从Diskeeper Corporation（前称Executive Software）授权过来使用的简化版本。Windows Vista更新了磁盘碎片整理工具，增加了排程功能和低CPU优先权的选项，使用了新的算法low priority I/O，允许在用户使用电脑时后台低资源运行。Windows Vista SP1更新支持了Windows Server 2008中的改进。从Windows Vista以后，磁盘碎片整理工具的命名和界面也有所变化，Windows 8将其命名为“磁盘重组并最佳化”，而Windows 10则是“最佳化磁盘机”(Optimize Drives)。目前，磁盘碎片整理工具由微软's Core File Services（CFS世界总决赛）团队进行维护。

整理碎片之前进行分析

在整理碎片之前请对卷进行分析。对卷进行分析后，一个对话框会告诉您该卷中碎片文件和文件夹的百分比，以及建议是否进行碎片整理。应定期对卷进行分析，而只有在磁盘碎片整理程序建议时才整理碎片。至少每周进行一次卷分析是很好的指导准则。如果不需要经常对卷进行碎片整理，那么可以每月进行一次卷分析，而不用每周。

添加大量文件后进行分析

当用户添加大量的文件或文件夹后，卷上可能有过多的碎片，这种情况下一定要对卷进行分析。一般来讲，应对访问频繁的文件服务器上的卷比单个用户所使用的卷更经常地进行磁盘碎片整理。

确保磁盘至少有 15% 的可用空间

磁盘必须至少有 15% 的可用空间，磁盘碎片整理程序才能进行完全充分的碎片整理。磁盘碎片整理程序使用该空间作为文件碎片的排序区域。如果卷的可用空间少于 15%，那么磁盘碎片整理程序只能部分地对其进行整理碎片。要增加卷的可用空间，请删除不需要的文件或将其移至其他磁盘。

在使用率较低期间进行碎片整理

请在低卷使用期间对文件服务器的卷进行碎片整理，以便将磁盘碎片整理过程对文件服务器性能的影响降到最低程度。磁盘碎片整理程序对卷进行碎片整理所花费的时间取决于几个因素，包括卷的大小、卷上零碎的文件数及可用的系统资源。

安装软件或安装 Windows 之后进行碎片整理

安装软件、升级或全新安装 Windows 后对卷进行碎片整理。安装软件之后卷上会形成许多碎片，所以请运行磁盘碎片整理程序以帮您获得最佳的文件系统性能。

除了Windows内建的磁盘碎片整理工具外，还有多种第三方碎片整理软件，如VoptXP、Diskeeper、DEFRAGGLER等。这些工具提供了不同的功能和优化算法，用户可以根据自己的需求选择合适的软件。例如，Diskeeper是一个知名的第三方磁盘碎片整理工具，它提供了自动碎片整理和实时碎片防护等高级功能。还有采用GPL授权的JkDefrag，它是一个免费的磁盘碎片整理工具，适合那些寻求无成本解决方案的用户。