文/北京聯(lián)合大學(xué)應(yīng)用文理學(xué)院 孫琳

使用硬盤保存檔案數(shù)據(jù)要注意的三點(diǎn)問題

文/北京聯(lián)合大學(xué)應(yīng)用文理學(xué)院 孫琳

隨著技術(shù)的發(fā)展，信息安全便捷的存儲(chǔ)以及能夠快速傳播的要求使得檔案向數(shù)據(jù)化存儲(chǔ)的趨勢(shì)不斷邁進(jìn)，硬盤作為數(shù)據(jù)保存的重要工具得到了越來越普及的應(yīng)用。本文從硬盤的選擇、數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)以及設(shè)備的維護(hù)角度就相關(guān)問題進(jìn)行了研究。

檔案數(shù)據(jù)；硬盤存儲(chǔ)；維護(hù)

從口口相傳、手書傳播到印刷傳播，萬(wàn)載千年傳承著人類社會(huì)的文化、經(jīng)濟(jì)等方方面面的發(fā)展。以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信為核心的信息傳播時(shí)代，傳播的載體變得廉價(jià)、效率更高，更多電子媒介實(shí)現(xiàn)了聲音和影像信息的大量復(fù)制、傳播及歷史保存，使文化傳承的內(nèi)容更豐富，感覺更直觀。越來越浩繁的電子信息推動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)不斷發(fā)展，存儲(chǔ)介質(zhì)不斷進(jìn)步。磁帶存儲(chǔ)、光存儲(chǔ)、Flash存儲(chǔ)、硬盤存儲(chǔ)的技術(shù)都在不斷發(fā)展，容量快速增長(zhǎng)、存取速度不斷加快、單位存儲(chǔ)價(jià)格不斷下降、管理手段也越來越多元化。檔案部門接收到了越來越多的數(shù)據(jù)信息，檔案要想長(zhǎng)期保存和利用存儲(chǔ)事關(guān)重大。硬盤存儲(chǔ)因價(jià)格適中、便于遷移、容量可擴(kuò)、利于整合等多種因素在檔案部門得到了廣泛應(yīng)用，本文從硬盤的選擇、硬盤數(shù)據(jù)的保護(hù)、硬盤的維護(hù)等方面對(duì)硬盤存儲(chǔ)進(jìn)行分析研究，提出了購(gòu)買、使用、維護(hù)方面的需要注意的問題。

一、檔案硬盤的選擇

（一）了解硬盤的主要技術(shù)參數(shù)。主要分析如下：

1.硬盤的組成。硬盤由固定面板、控制電路板、磁頭、盤片、主軸電動(dòng)機(jī)等構(gòu)成，硬盤性能的好壞由轉(zhuǎn)速、數(shù)據(jù)傳輸速率、緩存、平均尋道時(shí)間、磁道切換時(shí)間、全程尋道時(shí)間、平均潛伏期、平均訪問時(shí)間等決定。硬盤轉(zhuǎn)速用來描述主軸電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，通過轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)盤片的高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的浮力使磁頭浮在盤片上方，通常以r/min來表示，即轉(zhuǎn)數(shù)／每分鐘。數(shù)據(jù)傳輸速率不僅包括常說的計(jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù)總線從硬盤內(nèi)部緩存區(qū)中所讀取數(shù)據(jù)的最高速率——外部數(shù)據(jù)傳輸速度（如ATA100代表外部數(shù)據(jù)傳輸速率理論值是100MB/s），還包括內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸速率即磁頭至硬盤緩存間的數(shù)據(jù)傳輸速率。購(gòu)買硬盤時(shí)應(yīng)該先了解相關(guān)的參數(shù)，有條件時(shí)可以用相關(guān)軟件進(jìn)行測(cè)試。

2.硬盤的接口方式。（1）IDE/ATA接口。DE是一種性價(jià)比高、兼容性強(qiáng)的硬盤傳輸接口，價(jià)格相對(duì)較低。但其數(shù)據(jù)傳輸速度也相對(duì)較慢，可連接設(shè)備少，現(xiàn)在主流主板帶IDE接口的比較少了。（2）SATA接口。SATA是串行ATA。這種電腦總線用于大量存儲(chǔ)設(shè)備和主板之間的數(shù)據(jù)傳輸。采用串行方式傳輸數(shù)據(jù)。嵌入式的時(shí)鐘信號(hào)，使SATA糾錯(cuò)能力更強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能檢查、自動(dòng)矯正傳輸指令的錯(cuò)誤，傳輸可靠性強(qiáng)、支持熱插拔，其全稱為Serial ATA。（3）SCSI接口。SCSI是一種智能的通用接口標(biāo)準(zhǔn)，用于計(jì)算機(jī)與許多智能外設(shè)間的系統(tǒng)級(jí)接口進(jìn)行通信，如硬盤、掃描儀、光驅(qū)、打印機(jī)。廣泛應(yīng)用于小型機(jī)上的高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。具有應(yīng)用速度快、CPU占用率低、范圍廣、多任務(wù)、帶寬大、可靠性高，以及熱插拔等優(yōu)點(diǎn)，可以在服務(wù)器不停機(jī)的情況下，拔出或插入一塊硬盤，操作系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別硬盤的改動(dòng)。很多24小時(shí)不間斷運(yùn)行的服務(wù)器采用SCSI接口，其全稱為Small Computer System Interface。

（二）了解硬盤數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)。主要有以下幾個(gè)方面：

1.硬盤自身的保護(hù)技術(shù)。在實(shí)際使用過程中，硬盤故障的大部分是機(jī)械性故障，S.M.A.R.T（自動(dòng)檢測(cè)、分析及報(bào)告）技術(shù)作為一項(xiàng)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)可以對(duì)數(shù)據(jù)提供有效的廉價(jià)保護(hù)、有助于減少數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)，預(yù)先報(bào)警能讓用戶安排更換驅(qū)動(dòng)器所需的停工時(shí)間，提高硬盤的可靠性和數(shù)據(jù)連續(xù)性，已成為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。（1）防震技術(shù)。通過盡可能避免磁頭與磁盤表面發(fā)生意外撞擊的原理，減少硬盤因使用、運(yùn)輸過程中受到損壞，如MaxSafe、ShockBlock以及SPS等震動(dòng)保護(hù)技術(shù)。沒有機(jī)械結(jié)構(gòu)的SSD固態(tài)硬盤安全性、抗震能力等都得到了提高。（2）驅(qū)動(dòng)器自我測(cè)試。內(nèi)建在硬板固件中提供數(shù)據(jù)設(shè)備自我檢測(cè)和診斷的數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)，例如DST驅(qū)動(dòng)器自我測(cè)試。當(dāng)我們卸下硬盤時(shí)首先進(jìn)行診斷、測(cè)試，就可以減少一些數(shù)據(jù)無(wú)謂丟失。

2.專業(yè)數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)。實(shí)際工作中，檔案存儲(chǔ)的硬盤數(shù)據(jù)保護(hù)僅依靠硬盤本身的技術(shù)是不夠的，還要采取其他多樣的手段來保護(hù)和備份數(shù)據(jù)。硬盤保護(hù)卡、主板內(nèi)建工具、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移和數(shù)據(jù)校驗(yàn)技術(shù)等都非常有使用意義。RAID（Redundant Array of Independent Disks）獨(dú)立磁盤冗余陣列也是基層單位常用的保護(hù)手段之一，有時(shí)也簡(jiǎn)稱磁盤陣列（Disk Array）。RAID把多塊獨(dú)立硬盤（物理硬盤）按不同方式組合成一個(gè)硬盤組（邏輯硬盤），可以提供比單個(gè)硬盤更高的存儲(chǔ)性能和數(shù)據(jù)備份技術(shù)，一旦發(fā)生數(shù)據(jù)損壞，利用備份信息可以使損壞數(shù)據(jù)得以恢復(fù)，從而保障了用戶數(shù)據(jù)的安全性。當(dāng)然，也有越來越多的單位不再通過加裝額外的RAID或購(gòu)買更多服務(wù)器來解決，而是選用專門的高容量存儲(chǔ)設(shè)備，如NAS或云存儲(chǔ)方式。

（三）檔案工作中硬盤的選擇原則。主要分析如下：

1.根據(jù)用途選擇必要參數(shù)。選購(gòu)硬盤時(shí)數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)是重點(diǎn)參考指數(shù)之一，如果沒有硬盤保護(hù)技術(shù)對(duì)硬盤數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，出現(xiàn)問題時(shí)對(duì)硬盤數(shù)據(jù)的回復(fù)將變得非常困難。另外，要依硬盤的用途來進(jìn)行選擇，容量、訪問速度、接口方式、硬盤保護(hù)技術(shù)、供電方式等都要納入考量。就接口方式而言,要考慮到和現(xiàn)有其他設(shè)備的連接以及今后拷貝、采集數(shù)據(jù)時(shí)的具體需求，比如硬盤需要連接檔案多媒體資源庫(kù)或影音編輯設(shè)備等時(shí)是否有相對(duì)應(yīng)接口等。

2.經(jīng)濟(jì)成本權(quán)衡。選購(gòu)檔案存儲(chǔ)中應(yīng)用的硬盤要充分考慮經(jīng)濟(jì)成本，不僅是當(dāng)下的購(gòu)買成本還要考慮可持續(xù)的定期備份、遷移成本以及長(zhǎng)久的維護(hù)成本。既要滿足檔案工作的存儲(chǔ)需求、也要安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)適用。

二、檔案硬盤的數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)

為了防止磁盤上的數(shù)據(jù)突然損壞或者因某些原因?qū)е聰?shù)據(jù)不可訪問，數(shù)據(jù)必須進(jìn)行備份。對(duì)比硬件的投入，軟件方面的應(yīng)用更加簡(jiǎn)單方便，制定、執(zhí)行完善的備份計(jì)劃，保證檔案數(shù)據(jù)的遇損恢復(fù)并不是十分困難的事。

（一）檔案數(shù)據(jù)備份方法。主要有以下幾個(gè)方面：

1.文件級(jí)數(shù)據(jù)備份。用備份軟件或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的復(fù)制功能將文件備份到磁盤或其他介質(zhì)上進(jìn)行存儲(chǔ)，文件在介質(zhì)中的物理位置可能是跳躍式的，不連續(xù)。文件級(jí)數(shù)據(jù)備份還可以利用rsync等軟件實(shí)現(xiàn)異步遠(yuǎn)程文件同步，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸把要備份的檔案信息進(jìn)行異地備份存儲(chǔ)，是檔案數(shù)據(jù)保存中常用的方法。

2.塊級(jí)備份。對(duì)于磁盤，“塊”的概念就是Sector扇區(qū)。塊級(jí)備份的特點(diǎn)是對(duì)設(shè)備上的每個(gè)塊直接進(jìn)行備份，無(wú)論這個(gè)“塊”上有無(wú)文件數(shù)據(jù)或者數(shù)據(jù)歸屬哪個(gè)文件。原設(shè)備上占據(jù)多少容量，就備份多少容量，直接將目標(biāo)扇區(qū)讀寫入新的對(duì)應(yīng)扇區(qū)，不考慮文件的個(gè)數(shù)，可以理解為一種磁盤鏡像。IBM的PPRC還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程磁盤鏡像。這種備份方式非常適用于檔案管理中對(duì)電子檔案進(jìn)行備份，是實(shí)現(xiàn)災(zāi)難備份的方案基礎(chǔ)之一。

3.定期備份與專項(xiàng)備份相結(jié)合。檔案數(shù)據(jù)要進(jìn)行定期備份，對(duì)于館藏的數(shù)據(jù)資源要按照母庫(kù)、基藏、利用三重備份，定期檢查載體及載體上的數(shù)據(jù)安全。對(duì)于在用的數(shù)據(jù)庫(kù)等活動(dòng)信息要專門進(jìn)行備份，制定好備份方案，保證數(shù)據(jù)安全。

（二）檔案硬盤數(shù)據(jù)恢復(fù)。硬盤不能工作的原因很多種，常見的有電子元件或電路板開焊、S.M.A.R.T超限、硬盤系統(tǒng)區(qū)損壞、電動(dòng)機(jī)故障、盤片旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)定、磁頭損壞、溫度過高、固件缺陷、固件損毀等。遇到這種情況就要嘗試數(shù)據(jù)恢復(fù)了，從損壞的介質(zhì)中提取原始數(shù)據(jù)做物理和邏輯數(shù)據(jù)恢復(fù)。通常檔案工作中遇到的文件被誤刪除、誤格式化或被病毒破壞等都僅需要進(jìn)行邏輯重構(gòu)即可；有些硬盤機(jī)械損壞則需要物理恢復(fù)；有物理問題還需要邏輯重構(gòu)的這種情況下可能就無(wú)法100%恢復(fù)數(shù)據(jù)。一定要備份當(dāng)前尚能工作的驅(qū)動(dòng)器上的所有數(shù)據(jù)、將損壞的硬盤拿到一個(gè)正常工作的同樣的操作系統(tǒng)下操作、按位備份所有扇區(qū)并且盡可能了解損壞發(fā)生時(shí)的使用信息，尋找適當(dāng)?shù)幕謴?fù)方式。

三、檔案硬盤設(shè)備的維護(hù)

（一）注意硬盤的工作環(huán)境。設(shè)備的運(yùn)行要有適當(dāng)?shù)墓ぷ鳝h(huán)境，硬盤也不例外。像檔案庫(kù)房“八防”管理一樣，硬盤的使用要清潔防塵，以防止堵塞過濾器；要避免高溫、防潮、防電磁的干擾，硬盤溫度過高或過低都會(huì)使晶體振蕩器受影響造成電路元件失靈，熱脹效應(yīng)還會(huì)使磁介質(zhì)記錄發(fā)生錯(cuò)誤，溫度過低空氣中的水分會(huì)凝結(jié)在集成元件上會(huì)造成短路；濕度過高可能會(huì)接觸不良還會(huì)使磁介質(zhì)的磁力發(fā)生變化造成數(shù)據(jù)讀寫錯(cuò)誤，濕度過低可能會(huì)產(chǎn)生大量靜電燒壞CMOS電路。所以硬盤的工作溫度以20℃-25℃、濕度以45%-65%為宜。同時(shí)還要盡量避免靠近音箱、揚(yáng)聲器等強(qiáng)磁場(chǎng)。

（二）規(guī)范檔案硬盤的日常使用習(xí)慣。硬盤在使用前根據(jù)檔案內(nèi)容、文件類型等需要合理分區(qū)，做好備份計(jì)劃；要注意讀/寫數(shù)據(jù)時(shí)不要斷電、挪動(dòng)，切勿頻繁開關(guān)電源。需要將硬盤進(jìn)行移動(dòng)時(shí)要待關(guān)機(jī)十幾秒硬盤完全停轉(zhuǎn)后再進(jìn)行，硬盤工作時(shí)輕輕的震動(dòng)都可能因碟片與讀/寫頭摩擦而產(chǎn)生壞道或讀/寫頭損毀，一定要輕拿輕放。對(duì)于存放重要檔案數(shù)據(jù)的硬盤不要超頻使用，避免頻繁讀/寫數(shù)據(jù)，頻繁操作會(huì)使硬盤的老化過程加劇。硬盤發(fā)生壞道等問題時(shí)盡量找專業(yè)人士處理，減少高級(jí)格式化，避免壞簇?cái)U(kuò)散，不要自行拆開硬盤蓋。如果硬盤的空間足夠大請(qǐng)盡量不使用硬盤壓縮技術(shù)，因?yàn)閴嚎s卷文件逐漸增大，硬盤的讀/寫速度就會(huì)大大減慢。適時(shí)讓硬盤智能休眠，善用磁盤工具定期整理提高系統(tǒng)效能（移動(dòng)硬盤無(wú)須進(jìn)行碎片整理）。

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