数据重要性硬盘结构性能指标固态硬盘

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1、数据备份与灾难恢复授课老师：罗熹邮箱：课程介绍l考试课 l56课时，理论课30课时，实验课26课时 l平时成绩与考核成绩各占20%和80% l入门课程，主要介绍Windows操作系统和 FAT、NTFS文件系统的数据恢复1.1数据备份与恢复的重大意义l计算机安全专家威廉史密斯说:“创建这 些数据也许只花了10万元，但当你在关键 时刻打算把它们全部找回来时，你得准备 100万元的支票。” 1.1数据备份与恢复的重大意义l数据的内涵我们在这里所说的数据，只指计算机数据。“ 数据”是一个广泛的概念，包括了计算机文件系 统和数据库系统中存储的各种数据，正文、图 形、声音，还包括存放或管理这些信息的硬件

2、信 息，如计算机硬件及其网络地址，网络结构、网 络服务等。1.1数据备份与恢复的重大意义l 硬盘有价数据无价（保护数据就是保护你的财富） 2002年4月17日，杭州东方星公司购买了中科大洋公司价值36万元 存储系统。2003年5月21日，这套设备突发故障，导致7块硬盘在 内的所有数据丢失，据杭州东方星公司初步估计，损失在100万元 人民币左右。为此，杭州东方星公司向北京中科大洋科技发展有 限责任公司发出正式函件，要求更换硬盘并赔偿因数据丢失而造 成的损失。 2004年10月28日，重庆市肺科医院的服务器硬盘突然停止工作， 因为医院的挂号、门诊、收费、住院和后勤等工作都需要调用服 务器上的数据库

3、，整个医院的运营处于瘫痪。四块受损的IBM硬 盘被送去北京修复，以26000元/块的价格恢复硬盘内的数据，20 小时后价值160万元人民币的数据得到完全恢复 。 2008年9月8日，英国曝光一起数据丢失事件，包含五千名司法工 作人员信息在内的电脑硬盘失踪。司法大臣斯特劳下令对此展开 调查。如果丢失的是个人的、敏感的信息，很有可能意味着这些 司法工作人员将被迫调换工作地点、全家搬迁等。 1.1数据备份与恢复的重大意义l数据的增长与数据丢失的损失 美国计算机行业协会CENSA发表了一份题为 “Titanic 2020”研究报告，预言十年内，地球 上所产生的全部电子数据每60分钟就会翻一 番。由于软

4、件基础设施缺乏，全球将发生严重 的关键数据和法律档案丢失事件，造成经济损 失高达万亿美元。 2008年，美国使用的1.72亿台商业计算机中， 有1.26亿台发生过数据丢失事件。 1.1数据备份与恢复的重大意义l数据丢失的原因 CBL数据修复公司对数据丢失的原因统计如下 ：硬盘或系统故障44%,人为因素32%，软件故 障14%，病毒7%，自然损坏3%。 1.1数据备份与恢复的重大意义l 数据丢失的原因 美国APC公司调查的结论：数据丢失的原因依次为：电 源故障45.3%，暴风雨9.4%，火灾或爆炸8.2%，硬件/ 软件错误8.2%，水灾6.7%，地震5.5%，网络停运4.5% ，HVAC故障2.

5、3%，其他6.7%。 英国Ontrack数据恢复公司在50 000个客户中作了数据 丢失原因的调查，结果如下：硬件或系统失效（44%） ，如电源错误、磁头或媒体划伤、控制器出错；人为 错误（32%）；软件程序错误（14%），如因诊断或修 理而中断，备份失败；病毒（7%）；自然灾害（3% ）。 上海盘夫数据恢复中心对数据丢失原因的统计结果： 物理故障44%，误操作26%，软件问题18%，病毒感染 10%，自然灾害及其他2%。1.1数据备份与恢复的重大意义l 数据丢失的代价 网上银行中断运转每分钟代价为7000美元，企业资源 管理系统为13000美元，而网络中心高达27000美元。 据统计数字表明

6、，美国在2005年以前的10年间，发生 过灾难的公司中，有55%当时倒闭，剩下的45%中，因 为数据丢失，有29%也在两年之内倒闭，生存下来的仅 占16%。 据美国国家计算机安全协会统计，,每丢失20MB的关键 数据，销售/营销部门将损失17000美元；财务部门将损 失19000美元；工程部门将损失98000美元。重新建立 20MB 丢失了的数据需要花费超过 17000 美元的资源以 及三个星期的时间 。 1.1数据备份与恢复的重大意义l数据恢复经典案例 哥伦比亚号事故中一块烧焦硬盘99%数据恢复 美国军方公布的哥伦比亚号残骸坠入大气照片 1.1数据备份与恢复的重大意义l数据恢复经典案例 哥伦

7、比亚号事故中一块烧焦硬盘99%数据恢复 2003年哥伦比亚号失事损毁的硬盘1.2数据备份与数据恢复l数据备份的方案的确定 什么样文件数据资料的丢失是可以承受的?一定要保护的文件数据资料有哪些？ 企业的文件数据有没有集中管理？ 企业打算用多少资源来保护企业的关键业务文 件数据？ 1.2数据备份与数据恢复l数据恢复的技术 定义：把遭受破坏、或由硬件缺陷导致不可访 问，或者不可获得，或者由于误操作等各种原 因导致丢失的数据还原成正常的数据。 数据出现问题主要包括：逻辑问题与硬件问题 ，相应的恢复也分别称为软恢复和硬恢复。 l软恢复：指一切可以通过“软”的方式进行的恢复 ，不涉及硬件修理的数据恢复。如

8、病毒感染、误格 式化、误删除、等等。 l硬恢复：涉及硬件修理、由硬件损坏或者失效造成 的数据恢复。如磁道损坏、磁盘划伤、磁组损坏、 电路板芯片等等。1.2数据备份与数据恢复l数据恢复的服务范围 不能进入系统 磁盘出现坏道 分区丢失 文件丢失 密码丢失 文档不能打开，或打开后是乱码1.2数据备份与数据恢复l硬盘数据恢复与硬盘修理的区别与联系硬盘硬件维修数据恢复目的硬件正常工作得到数据方式维修软硬结合工具测量仪器、烙铁等系统软件、工具软件等代价不大于新硬件的成本 与硬件无关，取决于数据成本修理费用智能劳动1.3数据存储基础知识l 存储介质：凡是仅有两种稳定的物理状态，能方 便地检测出处于哪种稳定状

9、态，两种稳定状态又 容易相互转换的物质或元器件，都可以用来存储 二进制代码“0”和“1” 。 l “金字塔”存储结构图1.3数据存储基础知识l电存储技术：SCM(Semiconductor Memory） 半导体存储器 读写存储器（RAM） lSRAM(静态随机存储器)，静态，指的是数据可以长 驻其中而不需要进行刷新。它比一般的DRAM处理速 度更快更稳定，往往用来做高速缓存。 lDRAM（动态随机存储器）需要刷新才能保证写入的 数据不会消失，通常用来做内存。 nSDRAM（Synchronous DRAM，同步动态随机存取存储器 ） nDDR SDRAM（Double Data Rate S

10、DRAM，二倍速率同步动 态随机存取存储器 ） nDDR 2 nDDR 3 nDDR 41.3数据存储基础知识l电存储技术：SCM(Semiconductor Memory） 半导体存储器 只读存储器（ROM） lMaskROM（MROM，掩膜式ROM ） lProgrammable ROM（PROM，一次可编程ROM ） lErasable PROM（EPROM，可擦除PROM） lElectrically Erasable PROM（EEPROM，电擦除PROM ） Flash Memory（闪存） l是EEPROM技术的发展和延伸 lNOR（或非） lNAND（与非）1.3数据存储基础知

11、识l磁存储技术：MSM（Magnetic Surface Memory） 磁卡存储器 磁鼓存储器 磁带存储器 磁盘存储器 l光存储技术 光轨 “坑”与“岸”1.3数据存储基础知识l光存储技术第2章 硬盘基础知识 l 本章导读 本章将介绍一些硬盘的基础知识，为下一步数据恢复 打牢理论基础。 l 内容提要 硬盘工作原理 硬盘外部结构 硬盘内部结构 硬盘逻辑结构 硬盘主要指标和参数 硬盘分区和格式化 第2章 硬盘基础知识 硬 件(Hardware )软件(Software )主 机外围 设备中央处理器-CPU 系统主板内存储器外存设备输入设备输出设备计算机扩展 卡 其它系统软件应用软件存储设备第2章

12、 硬盘基础知识 l什么是硬盘？硬盘（Hard Disk，也称硬盘存储器）是各种数据的主要存放场所之一，平常所用的操作系 统、各种应用软件、资料和游戏都存放在硬盘 中，是计算机的重要部件之一。第2章 硬盘基础知识l 硬盘的发展历史 1956年IBM公司制造出世界上第一块容量为5MB的硬盘。 1968年IBM公司又提出了温彻斯特(Winchester)技术。温彻 斯特技术的精髓是：1、磁头，盘片及运动机构密封；2、 固定并高速旋转的镀磁盘片表面平整光滑；3、磁头沿盘 片径向移动；4、磁头对盘片接触式启停，但工作时呈飞 行状态不与盘片直接接触。这也是现代绝大多数硬盘的原 型。 1973年IBM公司制

13、造出第一台采用温彻斯特技术的硬盘， 从此硬盘技术的发展有了正确的结构基础，现在的硬盘大 多是此技术的延伸。 1980年希捷公司发布了第一款适合于微型计算机使用的硬 盘，容量为5MB，体积与软驱相仿。第2章 硬盘基础知识 l 硬盘的发展历史 从1995年至2012年，主流硬盘容量增大了5000倍；每 GB硬盘的单价却只有原来的1/10000时间主流容量单位容量硬盘价格 1995年200MB400MB大于4000元/GB1996年800MGB1.2GB1500元2000元/GB 1998年1.2GB2.1GB 200元250元/GB 2000年4.3GB6.4GB 40元/GB 2002年10.2

14、GB20.4GB 20元/GB 2004年40GB80GB 6.9元/GB 2005年80GB160GB 4.5元/GB 2007年160GB250GB 2.5元/GB 2012年500GB 1TB0.35元/GB第2章 硬盘基础知识l 硬盘的工作原理 硬盘存储数据是根据电、磁转换的原理来实现的。硬 盘驱动器加电后，磁盘片由主轴电机驱动进行高速旋 转，设置在盘片表面的磁头则在电路控制下径向移动 到指定位置然后将数据存储或读出来。 当系统向硬盘写入数据时，磁头中写数据电流产生磁 场使盘片表面磁性物质状态发生改变，并在在写电流 磁场消失后仍能保持，当系统从硬盘中读取数据时， 磁头经过盘片指定区域，

15、盘片表面磁场使磁头产生感 应电流或线圈阻抗产生变化，经过相关电路处理后还 原成数据。第2章 硬盘基础知识l 硬盘的工作原理盘片：硬盘盘片是将磁粉附着在铝合金（新材料也有 用玻璃）圆盘片的表面上.这些磁粉被划分成称为磁道 的若干个同心圆，在每个同心圆的磁道上就好像有无 数的任意排列的小磁铁，它们分别代表着0和1的状 态。当这些小磁铁受到来自磁头的磁力影响时，其排 列的方向会随之改变。利用磁头的磁力控制指定的一 些小磁铁方向，使每个小磁铁都可以用来储存信息。盘体：硬盘的盘体由多个盘片组成，这些盘片重叠在 一起放在一个密封的盒中，它们在主轴电机的带动下 以很高的速度旋转，其每分钟转速达7200甚至以

16、上。第2章 硬盘基础知识l 硬盘的工作原理 磁头：硬盘的磁头用来读取或者修改盘片上磁性物质 的状态，一般说来，每一个磁面都会有一个磁头，从 最上面开始，从0开始编号。磁头在停止工作时，与磁 盘是接触的，但是在工作时呈飞行状态。磁头采取在 盘片的着陆区接触式启停的方式，着陆区不存放任何 数据，磁头在此区域启停，不存在损伤任何数据的问 题。读取数据时，盘片高速旋转，由于对磁头运动采 取了精巧的空气动力学设计，此时磁头处于离盘面数 据区0.2-0.5微米高度的”飞行状态“。既不与盘面接 触造成磨损，又能可靠的读取数据。 电机：硬盘内的电机都为无刷电机，在高速轴承支撑 下机械磨损很小，可以长时间连续工作。高速旋转的 盘体产生了明显的陀螺效应，所以工作中的硬盘不宜 运动，不要有冲击碰撞，搬动时要小心轻放。第2章 硬盘基础知识l硬盘的生产环境温度203，相对湿度4065