Контрольная работа по «Информатика»

Другой подход заключается в поддержке двух наборов носителей:

        Набор носителей в центре данных, используемый исключительно для восстановления отдельных данных по запросу

        Набор носителей для удалённого хранения и восстановления в случае чрезвычайных ситуаций

Конечно, наличие двух наборов подразумевает необходимость делать все резервные копии дважды или копировать их. Это можно сделать, но двойное резервное копирование может занять много времени, а для копирования резервных копий могут потребоваться несколько устройств для работы с резервными копиями (и возможно, выделить для копирования отдельный компьютер). Сложность для системного администратора заключается в выдерживании баланса между удовлетворением нужд пользователей и наличием резервных копий на случай наихудших ситуаций.

Хотя резервные копии выполняются ежедневно, восстановление обычно происходит реже. Однако, восстановление неизбежно, в нём обязательно будет необходимость, поэтому к нему лучше подготовиться. Здесь важно проанализировать различные ситуации, описанные в этом разделе, и проверить, насколько вы действительно способны с ними справиться. И помните, что моменты, которые сложнее всего проверить — самые важные.

Выражением «восстановление на голом компьютере» системные администраторы описывают процесс восстановления полной копии системы на компьютере, на котором нет абсолютно никаких данных — ни операционной системы, ни приложений, ничего. Вообще можно выделить два основных подхода к восстановлению на голом компьютере:

Переустановка, за которой следует восстановление

Здесь базовая операционная система устанавливается таким же образом, как и на совершенно новый компьютер. Когда операционная система установлена и правильно настроена, оставшиеся диски можно подключить и отформатировать, и восстановить все копии с резервных носителей.

Диски для восстановления системы

Диск для восстановления системы — это загрузочный носитель некоторого рода (обычно CD-ROM), который содержит минимальное системное окружение и позволяет выполнять самые основные административные задачи. Окружение восстановления содержит необходимые утилиты для разбиения на разделы и форматирования дисков, драйверы устройств, необходимые для обращения к устройству с резервными копиями, и программы, необходимые для восстановления данных с резервных носителей.

Все типы копий следует периодически проверять, чтобы убедиться в том, что эти копии можно прочитать. Действительно, иногда копии, по той или иной причине, могут не читаться. Но самое печальное в этом то, что чаще всего это обнаруживается только при потере данных, когда требуется резервная копия. Причины этого могут быть самыми разными, например: смещение головки стримера, неправильно настроенная программа резервного копирования и ошибка оператора. Но какова бы не была причина, не проводя периодических проверок, мы не можем быть уверены в том, что у нас действительно есть резервные копии, с которых когда-нибудь позже можно будет восстановить данные. Во время выполнения операции резервного копирования создается резервная копия данных. Резервная копия записывается на физическое устройство резервного копирования. Физическим устройством резервного копирования является либо накопитель на ленточном устройстве, либо дисковый файл, предоставленный операционной системой. В резервном копировании может участвовать от 1 до 64 устройств. Если для резервного копирования требуется несколько устройств, все устройства должны быть одного типа (диск или ленточный накопитель).

Дисковым устройством резервного копирования является жесткий диск или другое дисковое устройство хранения, на котором содержится один или несколько файлов резервной копии. Файл резервной копии является обычным файлом операционной системы. Если дисковый файл будет заполнен во время добавления резервной копии к набору носителей операцией резервного копирования, то она завершится c ошибкой. Максимальный размер файла резервной копии определяется свободным местом, доступным на жестком диске, поэтому необходимый размер жесткого диска резервного копирования зависит от размера резервных копий. В качестве дискового устройства резервного копирования может использоваться обычный жесткий диск, например диск с интерфейсом ATA. Кроме того, можно использовать жесткие диски с возможностью горячей замены, которые позволяют, не прерывая работу системы, заменять заполненный диск на пустой. Диск резервного копирования может быть как локальным диском сервера, так и удаленным диском, который является общим сетевым ресурсом.

Сменные носители винчестерского типа - самая первая разновидность сменных носителей на основе жестких дисков для персональных компьютеров - изначально страдали из-за недостаточно высокой надежности. Это весьма трудная инженерная задача - создать герметизированный узел с жестким диском, который можно было бы переносить в “дипломате” (тем самым подвергая воздействию пыли и других неблагоприятных внешних факторов), а затем вставить в накопитель и заставить вращаться со скоростью до 3600 оборотов в минуту и более. Быстрому развитию технологии обычных и сменных жестких дисков способствовало совершенствование технологии получения магнитных материалов, увеличение степени интеграции электронных устройств, уменьшение размеров механических узлов.

Все перечисленные инновации в сочетании с последними достижениями в области сервоприводов, методов чтения/записи, динамической коррекции ошибок и применение сверх больших интегральных схем позволили существенно улучшить характеристики накопителей на магнитных дисках.

Накопители типа Bernoulli компании Iomega.

Этот накопитель является, по-видимому, самым уникальным. Вместо того, что бы идти по пути применения жесткого магнитного диска, который должен иметь защиту против неблагоприятных внешних факторов, в том числе загрязнений и вибраций, инженеры компании Iomega разработали на основе принципов динамики потоков, впервые сформулированных швейцарским математиков XVIII века Даниэлем Бернулли, оригинальный принцип действия системы “гибкий магнитный диск-головка чтения/записи”.

Головка чтения/записи, спроектированная с учетом требований аэродинамики, “плавает” над поверхностью гибкого диска Бернулли. Воздушные потоки, возникающие вследствие вращения диска с высокой скоростью, вызывает изгиб части поверхности диска, находящейся под головкой чтения/записи, в направлении к последней. Однако диск не соприкасается с головкой, между ними остается небольшой достаточно стабильный запор, который обеспечивается потоками воздуха, уравнения, для описания которых впервые предложил Бернулли.

Какое-либо изменение нормальных условий работы накопителя Бернулли (например, из-за удара или появления пятнышка загрязнения на поверхности диска) вызывается нарушение эффекта Бернулли и приводит к тому, что диск отходит от головки, вместо того чтобы соприкоснуться с ней (как это бы произошло на обычном винчестере). Благодаря этому исключается возможность отказов накопителя, поскольку вращающийся диск практически не может соприкоснуться с головкой. Поэтому диски Бернулли самые удароустойчивые.

Сам накопитель Бернулли, хотя он является гибким и по виду похож на обычную дискету, в действительности может эксплуатироваться до пяти лет в режиме считывания/записи - т.е. характеризуется в 20 раз большей долговечностью, чем дискета, - согласно данным поставщика. Носитель с бариево-ферритовым покрытием не только позволяет записывать данные с втрое более высокой плотностью, чем носитель с обычных винчестерских накопителей или НГМД, но и отличается существенно большей стойкостью к износу, чем у обычных дискет.

Все оптические устройства можно разделить на два класса. Это накопители, предназначенные для записи информации пользователем и ее хранения, и приводы CD-ROM. Накопители подразделяются на устройства с однократной записью - WORM (Write Once Read Many) и перезаписываемые. Последние в свою очередь делятся на оптические, в которых для записи используется луч лазера, изменяющий оптические свойства среды, и магнитооптические, в которых запись осуществляется изменением намагниченности подложки из ферромагнитного материала путем нагревания с помощью луча лазера ее небольшого участка во внешнем магнитном поле. Обе технологии обеспечивают примерно одинаковые параметры. Крупнейшими производителями таких устройств являются японские компании Sony (оптические) и Fujitsu (магнитооптические).

Принципиальное отличие оптических и магнитооптических накопителей от приводов CD-ROM связано с разными форматами записи информации. Так, для первого класса изделий информация располагается на концентрических дорожках, как и в винчестерах, то есть запись и соответственно воспроизведение осуществляются с постоянной угловой скоростью. Отсюда тот же, что и в винчестерах, подход к повышению производительности - увеличение скорости вращения и плотности записи для увеличения скорости передачи данных, уменьшение пассы считывающего устройства - для увеличения скорости его перемещения и уменьшения времени доступа и т.д. Есть, правда, одно серьезное отличие - необходимо обеспечивать совместимость с изделиями других фирм (поскольку носители сменные), т.е. жестко придерживаться существующих стандартов. Кроме того, необходимо обеспечивать совместимость с предыдущими стандартами, т.к. плотность записи постоянно увеличивается. Стандарт ЦД-РОМ вырос из звукового формата RedBook, в котором запись осуществляется с постоянной линейной скоростью, т.е. существует всего одна спиральная дорожка. Для совместимости со звуковым форматом скорость передачи данных составляет около 150 Кб/с. Именно это значение выбрано за базовый показатель, а увеличение скорости передачи осуществляется пропорциональным увеличением диапазона скоростей вращения диска - в 2, 3, 4, 6, 8 раз. Поскольку скорость вращения диска разная в зависимости от положения считывающего устройства, то время доступа определяется не только скоростью перемещения каретки, но и тем временем, которое требуется двигателю для изменения скорости вращения диска. Именно поэтому накопители CD-ROM являются более медленными устройствами, чем, скажем, жесткие диски.

Запись информации в магнитооптических накопителях осуществляется на диск из стекла или прозрачного поликарбоната, содержащий магнитный слой из сплава тербия, железа и кобальта (либо другой комбинации с участием редкоземельных элементов). Этот сплав обладает необходимыми магнитными свойствами и имеет низкую - около 300 градусов Цельсия - температуру Кюри. С помощью луча лазера небольшой мощности можно очень быстро нагреть небольшой участок магнитного слоя, около 0.5 кв. Микрона, до более высокой температуры, так что при охлаждении даже в достаточно слабом внешнем магнитном поле участок оказывается намагниченным в направлении этого внешнего магнитного поля. Поле прикладывается перпендикулярно поверхности диска. Меняя направление этого поля, можно по разному намагничивать разные участки, осуществляя таким образом запись информации. Для считывания данных используется эффект Керра, который заключается в изменении направления поляризации луча, отраженного от намагниченной поверхности. Поскольку в данном случае направление намагничивания перпендикулярно поверхности диска (так называемая вертикальная запись), достигается плотность записи информации в 5 раз выше, чем в винчестерах - более 19 тыс. дорожек на дюйм. Сплав, из которого изготовлен активный слой, обладает одной особенностью. Он при обычной температуре (из-за высокой коэрцитивной силы) не может быть перемагничен приложенным к нему магнитным полем определенной напряженности. Только при нагревании (достигнув температуры Кюри) соответствующий участок активного слоя перемагничивается должным образом.

В настоящее время выпускается магнитооптические накопители, предназначенные для работы с носителями диаметром 3.5 и 5.25 дюйма. Диски помещены в неразборные картриджи, напоминающие по конструкции 3.5-дюймовые дискеты; таким образом, они надежно защищены от случайного повреждения. Используя магнитооптические диски, можно добиться чрезвычайно надежного хранения информации, так как время сохранности данных определяется фактически стойкостью использованной подложки (стекло или поликарбонат). Что касается циклов записи, то в испытании на 100 миллионов циклов не было замечено никаких необратимых изменений свойств магнитного слоя и подложки. Благодаря тому, что головки чтения/записи в них никогда не касаются диска, обеспечивается высокая устойчивость к вибрациям и ударным нагрузкам. В магнитооптических дисках, в отличие от магнитных, не наблюдается самопроизвольное искажение информации, что делает эти устройства пригодными для долговременного архивирования данных. Они не боятся воздействия повышенных и пониженных температур, электромагнитных излучений и загрязнений. Срок гарантированной сохранности информации не магнитооптических дисках, по разным оценкам, колеблется до 70 лет. Эти устройства вне конкуренции по вместимости - 5.25 дюймовые диски, заполненные с двух сторон, вмещают до 4.6 Гб информации. И хотя начальные затраты на приобретение магнитооптического дисковода (за счет цены дисковода) гораздо выше, чем на приобретение любого накопителя со сменным магнитным носителем, благодаря высокой емкости и относительно небольшой стоимости самих дисков стоимость хранения информации на разных носителях оказывается сравнимой.

Магнитооптические накопители и накопители типа WORM являются относительно низкоскоростными по сравнению с другими рассматриваемыми здесь устройствами внешней памяти. Это обуславливается несколькими причинами. Во-первых, оптический носитель вращается, как правило, с меньшей скоростью, чем жесткие магнитные диски - обычно около 3000 - 4200 об/мин (против скоростей для винчестерских накопителей от 3600 до 7200 об/мин). Второй фактор - это характерная для оптического носителя высокая интенсивность ошибок, которые требуется исправлять. Оптический носитель в принципе является более ненадежным (при записи/воспроизведении, но не хранении), чем магнитный, и поэтому для работы с ним требуются сложные алгоритмы исправления ошибок. А это приводит к потерям в скорости обмена данными примерно на 3-5 %. Оптические накопители характеризуются также более длительным временем доступа. Их среднее время установки головки составляет от 30 до 50 мс против 10-16 для НЖМД, а время ожидания (пока нужный сектор данных не окажется под головкой чтения/записи) составляет 13 мс против 8-15 мс для НЖМД.

Кроме того, в магнитооптическом накопителе запись данных осуществляется таким образом, что существенно снижается быстродействие. В отличие от накопителя типа WORM, в котором операция записи выполняется за один оборот диска, в магнитооптическом накопителе перезапись данных осуществляется за два оборота: стирание, непосредственно запись и контроль.

В наибольшей степени для архивации подходит Технология WORM. Устройства WORM сохраняют информацию на сменных носителях аналогично тому, как это делается в МО- дисководах. Данные же записываются однократно, поскольку здесь не допускается повторная запись в один и тот же сектор. При коррекции файлы сохраняются в других секторах, что позволяет восстанавливать историю внесенных исправлений. Емкость носителей до 1 Гб - так же, как и на перезаписываемых МО - дисках.

Резюме

Различные типы устройств массовой памяти имеют свои сферы применения, что обусловлено их техническими характеристиками, ценовыми фактором и специфическими требованиями в каждом конкретном случае.

1.                   Наружный винчестер

       Низкая стоимость;

       Высокое быстродействие;

       Совместимость с любым компьютером через шнур Centronix

       Боятся ударов

       Ограниченный объем

       Подвержены воздействию сильных магнитных полей;

2.                   CD-ROM

       Очень низкая стоимость;

       Не подвержены действию магнитных полей;