使用硬盤保存檔案數據要注意的三點問題

孫琳

【摘要】隨著技術的發展，信息安全便捷的存儲以及能夠快速傳播的要求使得檔案向數據化存儲的趨勢不斷邁進，硬盤作為數據保存的重要工具得到了越來越普及的應用。本文從硬盤的選擇、數據備份與恢復以及設備的維護角度就相關問題進行了研究。

【關鍵詞】檔案數據；硬盤存儲；維護

從口口相傳、手書傳播到印刷傳播，萬載千年傳承著人類社會的文化、經濟等方方面面的發展。以計算機網絡通信為核心的信息傳播時代，傳播的載體變得廉價、效率更高，更多電子媒介實現了聲音和影像信息的大量復制、傳播及歷史保存，使文化傳承的內容更豐富，感覺更直觀。越來越浩繁的電子信息推動數據存儲技術不斷發展，存儲介質不斷進步。磁帶存儲、光存儲、Flash存儲、硬盤存儲的技術都在不斷發展，容量快速增長、存取速度不斷加快、單位存儲價格不斷下降、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據信息，檔案要想長期保存和利用存儲事關重大。硬盤存儲因價格適中、便于遷移、容量可擴、利于整合等多種因素在檔案部門得到了廣泛應用，本文從硬盤的選擇、硬盤數據的保護、硬盤的維護等方面對硬盤存儲進行分析研究，提出了購買、使用、維護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參數。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、主軸電動機等構成，硬盤性能的好壞由轉速、數據傳輸速率、緩存、平均尋道時間、磁道切換時間、全程尋道時間、平均潛伏期、平均訪問時間等決定。硬盤轉速用來描述主軸電動機的轉動速度，通過轉動帶動盤片的高速旋轉，產生的浮力使磁頭浮在盤片上方，通常以r/min來表示，即轉數/每分鐘。數據傳輸速率不僅包括常說的計算機通過數據總線從硬盤內部緩存區中所讀取數據的最高速率——外部數據傳輸速度（如ATA100代表外部數據傳輸速率理論值是100MB/s），還包括內部數據傳輸速率即磁頭至硬盤緩存間的數據傳輸速率。購買硬盤時應該先了解相關的參數，有條件時可以用相關軟件進行測試。

2.硬盤的接口方式。（1）IDE/ATA接口。DE是一種性價比高、兼容性強的硬盤傳輸接口，價格相對較低。但其數據傳輸速度也相對較慢，可連接設備少，現在主流主板帶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設備和主板之間的數據傳輸。采用串行方式傳輸數據。嵌入式的時鐘信號，使SATA糾錯能力更強，結構簡單，能檢查、自動矯正傳輸指令的錯誤，傳輸可靠性強、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準，用于計算機與許多智能外設間的系統級接口進行通信，如硬盤、掃描儀、光驅、打印機。廣泛應用于小型機上的高速數據傳輸技術。具有應用速度快、CPU占用率低、范圍廣、多任務、帶寬大、可靠性高，以及熱插拔等優點，可以在服務器不停機的情況下，拔出或插入一塊硬盤，操作系統自動識別硬盤的改動。很多24小時不間斷運行的服務器采用SCSI接口，其全稱為Small Computer System Interface。

（二）了解硬盤數據保護技術。主要有以下幾個方面：

1.硬盤自身的保護技術。在實際使用過程中，硬盤故障的大部分是機械性故障，S.M.A.R.T（自動檢測、分析及報告）技術作為一項傳統的數據保護技術可以對數據提供有效的廉價保護、有助于減少數據丟失的風險，預先報警能讓用戶安排更換驅動器所需的停工時間，提高硬盤的可靠性和數據連續性，已成為工業標準。（1）防震技術。通過盡可能避免磁頭與磁盤表面發生意外撞擊的原理，減少硬盤因使用、運輸過程中受到損壞，如MaxSafe、ShockBlock以及SPS等震動保護技術。沒有機械結構的SSD固態硬盤安全性、抗震能力等都得到了提高。（2）驅動器自我測試。內建在硬板固件中提供數據設備自我檢測和診斷的數據保護技術，例如DST驅動器自我測試。當我們卸下硬盤時首先進行診斷、測試，就可以減少一些數據無謂丟失。

2.專業數據保護技術。實際工作中，檔案存儲的硬盤數據保護僅依靠硬盤本身的技術是不夠的，還要采取其他多樣的手段來保護和備份數據。硬盤保護卡、主板內建工具、數據轉移和數據校驗技術等都非常有使用意義。RAID（Redundant Array of Independent Disks）獨立磁盤冗余陣列也是基層單位常用的保護手段之一，有時也簡稱磁盤陣列（Disk Array）。RAID把多塊獨立硬盤（物理硬盤）按不同方式組合成一個硬盤組（邏輯硬盤），可以提供比單個硬盤更高的存儲性能和數據備份技術，一旦發生數據損壞，利用備份信息可以使損壞數據得以恢復，從而保障了用戶數據的安全性。當然，也有越來越多的單位不再通過加裝額外的RAID或購買更多服務器來解決，而是選用專門的高容量存儲設備，如NAS或云存儲方式。

（三）檔案工作中硬盤的選擇原則。主要分析如下：

1.根據用途選擇必要參數。選購硬盤時數據保護技術是重點參考指數之一，如果沒有硬盤保護技術對硬盤數據進行保護，出現問題時對硬盤數據的回復將變得非常困難。另外，要依硬盤的用途來進行選擇，容量、訪問速度、接口方式、硬盤保護技術、供電方式等都要納入考量。就接口方式而言，要考慮到和現有其他設備的連接以及今后拷貝、采集數據時的具體需求，比如硬盤需要連接檔案多媒體資源庫或影音編輯設備等時是否有相對應接口等。

2.經濟成本權衡。選購檔案存儲中應用的硬盤要充分考慮經濟成本，不僅是當下的購買成本還要考慮可持續的定期備份、遷移成本以及長久的維護成本。既要滿足檔案工作的存儲需求、也要安全穩定、經濟適用。

二、檔案硬盤的數據備份與恢復

為了防止磁盤上的數據突然損壞或者因某些原因導致數據不可訪問，數據必須進行備份。對比硬件的投入，軟件方面的應用更加簡單方便，制定、執行完善的備份計劃，保證檔案數據的遇損恢復并不是十分困難的事。endprint

（一）檔案數據備份方法。主要有以下幾個方面：

1.文件級數據備份。用備份軟件或計算機系統的復制功能將文件備份到磁盤或其他介質上進行存儲，文件在介質中的物理位置可能是跳躍式的，不連續。文件級數據備份還可以利用rsync等軟件實現異步遠程文件同步，通過網絡傳輸把要備份的檔案信息進行異地備份存儲，是檔案數據保存中常用的方法。

2.塊級備份。對于磁盤，“塊”的概念就是Sector扇區。塊級備份的特點是對設備上的每個塊直接進行備份，無論這個“塊”上有無文件數據或者數據歸屬哪個文件。原設備上占據多少容量，就備份多少容量，直接將目標扇區讀寫入新的對應扇區，不考慮文件的個數，可以理解為一種磁盤鏡像。IBM的PPRC還可以實現遠程磁盤鏡像。這種備份方式非常適用于檔案管理中對電子檔案進行備份，是實現災難備份的方案基礎之一。

3.定期備份與專項備份相結合。檔案數據要進行定期備份，對于館藏的數據資源要按照母庫、基藏、利用三重備份，定期檢查載體及載體上的數據安全。對于在用的數據庫等活動信息要專門進行備份，制定好備份方案，保證數據安全。

（二）檔案硬盤數據恢復。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、硬盤系統區損壞、電動機故障、盤片旋轉不穩定、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據恢復了，從損壞的介質中提取原始數據做物理和邏輯數據恢復。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行邏輯重構即可；有些硬盤機械損壞則需要物理恢復；有物理問題還需要邏輯重構的這種情況下可能就無法100%恢復數據。一定要備份當前尚能工作的驅動器上的所有數據、將損壞的硬盤拿到一個正常工作的同樣的操作系統下操作、按位備份所有扇區并且盡可能了解損壞發生時的使用信息，尋找適當的恢復方式。

三、檔案硬盤設備的維護

（一）注意硬盤的工作環境。設備的運行要有適當的工作環境，硬盤也不例外。像檔案庫房“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使晶體振蕩器受影響造成電路元件失靈，熱脹效應還會使磁介質記錄發生錯誤，溫度過低空氣中的水分會凝結在集成元件上會造成短路；濕度過高可能會接觸不良還會使磁介質的磁力發生變化造成數據讀寫錯誤，濕度過低可能會產生大量靜電燒壞CMOS電路。所以硬盤的工作溫度以20℃-25℃、濕度以45%-65%為宜。同時還要盡量避免靠近音箱、揚聲器等強磁場。

（二）規范檔案硬盤的日常使用習慣。硬盤在使用前根據檔案內容、文件類型等需要合理分區，做好備份計劃；要注意讀/寫數據時不要斷電、挪動，切勿頻繁開關電源。需要將硬盤進行移動時要待關機十幾秒硬盤完全停轉后再進行，硬盤工作時輕輕的震動都可能因碟片與讀/寫頭摩擦而產生壞道或讀/寫頭損毀，一定要輕拿輕放。對于存放重要檔案數據的硬盤不要超頻使用，避免頻繁讀/寫數據，頻繁操作會使硬盤的老化過程加劇。硬盤發生壞道等問題時盡量找專業人士處理，減少高級格式化，避免壞簇擴散，不要自行拆開硬盤蓋。如果硬盤的空間足夠大請盡量不使用硬盤壓縮技術，因為壓縮卷文件逐漸增大，硬盤的讀/寫速度就會大大減慢。適時讓硬盤智能休眠，善用磁盤工具定期整理提高系統效能（移動硬盤無須進行碎片整理）。

【參考文獻】

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[2]周建峰，張宏，許少紅.數據存儲、恢復與安全應用實踐[M].北京：中國鐵道出版社，2015（3）.endprint