计算机存储设备

计算机存储设备（共12篇）

计算机存储设备 篇1

摘要：针对南方电网缺乏存储设备质量评测手段的现状,对该类平台评测技术作了深入的研究,介绍了评测指标、评价方法以及测试层面,定义了多个重要的评测项,提出了应建立电网自己的存储设备平台评测体系。最后,通过实际应用案例,阐明了如何进行存储设备的评测工作。相关的评测技术可为指导存储设备选型、性能调优等方面提供指导借鉴作用。

关键词：SPC基准测试,I/O,测试场景

0 引言

近年来,随着存储系统由服务器的附属变成IT系统中独立的子系统、由“外设”变成信息系统基础架构的中心,用户如何规划、设计和挑选符合自己需求的存储系统已变得越来越重要。在存储系统的功能和性能方面,很多存储厂商都为其产品公布了漂亮的指标数据,IOPS(Input/Output Operations Per Second)值达十几万甚至几十万,但这些厂商大都不公布测出该IOPS指标的存储系统的具体配置,因此用户也就无法对该存储产品的性价比和可靠性进行评估。很多用户在实际使用这些存储产品时却发现这些有着漂亮IOPS数据的存储产品性能较差,不能满足应用系统的要求。

1 电网企业计算机存储设备评测面临的困境

目前在存储设备的选型、扩容以及验收等环节上,南方电网各分子公司同样面临着问题,缺乏一套合理有效的衡量存储设备的功能、性能、可靠性等方面的技术指标和规范。

大部分的平台评测结果都是直接引用厂商提供的技术指标值,可信度不高。在每年高额的设备选型采购当中容易被厂商牵着鼻子走,无法或者选型不当,造成投资浪费的现象。因此对存储设备评测技术规范进行了研究,以期建立有效的评测体系。

2 计算机存储设备评测方法研究

2.1 评测指标

根据产品选型指标的重要性,定义了以下8类指标作为电网企业评价计算机存储能力的关键因素。

1)带宽:等同于数据传输率,即是指单位时间(s)内通过某结点数据字数(bits),说明了在这个结点上,数据通过能力的大小,通常用kb/s或Mb/s来表示。

2)吞吐量:是指在单位时间(s)内存储可以处理完成的数据量,通常用IOPS来表示。

3)响应时间:是指存储设备完成一项特定的读/写操作需要的所有时间,通常用ms或者s来表示。

4)访问密度:是吞吐量与存储设备总容量的比值,表示的是每单位存储容量上可承受的吞吐量,通常用IOPS/GB来表示。

5)扩展性:是指在不影响服务性能的情况下,存储设备响应和容量方面扩展的能力。

6)可靠性:是指在规定的一段时间和条件下,存储设备维持现有水平能力相关的属性。通常用MTBF(平均无故障时间)和MTTR(平均恢复时间)来表示。

7)可用性:是指存储设备性能保持在规定的范围内,且没有发生任何错误。

8)易用性:是指存储设备在使用时,是否易于被人员操作、界面是否友好等特性。

以上指标对于不同的环境,其重要性不同。存储设备指标的重要性矩阵如表1所示。

2.2 评价方法定义

目前,业界尚未有一套统一、标准的评价方法,但较多采用的是QoS(服务质量)体系来对存储设备进行综合评价,其公式如下:总体QoS分值=∑i(单个指标QoS分值×单个指标权重Wi)

在大多数情况下,每一项指标可以根据实际需求来分解成多个子指标进行体现。因此可以根据该公式进行扩展,定义出“多维度、分层次”的评价体系。首先,定义8类指标为8个维度,然后对每个维度划分子指标(即分层次)。如在评价过程中维度不可再分层,可以对维度进行直接评分;如有分层指标,则按照线性、等级或均方差等评分方法先对子指标进行汇总计算,得到该维度的QoS分值,最终根据上述公式汇总计算所有维度的总体QoS分值。

2.3 不同的测试层面

存储性能对终端用户而言,主要受到应用层、操作系统层、存储物理层3方面的影响,因此将存储测试划分为以下3类[1]。

1)I/O物理块级别的基准测试。该类测试通过编译好的接口程序直接对存储设备的各个I/O物理块进行可重复的读/写操作,并记录相应的响应时间、吞吐量等性能指标,考察的是裸设备的性能。著名的评测标准有IOMeter和SPC组织定义的SPC-1、SPC-2,它们都有相应的工具可供使用。IOMeter是由Intel开发适用于Linux和Windows平台的标准,可用于随机和顺序I/O环境;SPC的SPC-1基准测试主要针对随机I/O应用环境,SPC-2基准测试主要针对顺序I/O应用环境。

2)文件系统级别的基准测试。该类测试主要是考察文件系统对存储设备的影响,这是由于文件系统使用了元数据目录和缓存功能,导致了负载压力点转移至操作系统层面,因此必须采用不同于I/O块的测试方法。业界通常采用IOZone和SPEC组织定义的SFS标准。

3)应用系统级别的基准测试。该类测试主要通过实际应用系统或者模拟的基准程序,从整体对存储进行考察。主要标准包括TPC组织定义的TPC-C、TPC-H等,SPEC组织定义的SPECWeb2005等。

上述3类测试各有优劣,应根据实际情况和需求决定采用何种方式进行评测。I/O物理块级别的基准测试优点在于它反映了存储设备最底层、最真实的性能,没有掺杂文件系统或者数据应用系统的影响,但其实施较复杂,需要额外购置昂贵的工具;文件系统级别的基准测试反映的是操作系统层面对存储的压力情况,实施较简单;应用系统级别的基准测试部署最费时,但最真实反映系统整体对存储性能的影响,贴切运行的实际情况。

2.4 测试场景的定义

在确定了测试层面后,必须清晰地定义测试所在的场景,包括面向的服务类型、配置参数、软硬件环境,以便统一测试标准,使得不同产品具有可比性。

1)确定存储面向的服务类型:Web服务、文件服务、视频服务、邮件服务、数据库服务或多种服务的集合。

2)确定访问存储设备的I/O模式:随机、顺序、组合。

3)确定负载量:访问的并发用户数或者I/O队列深度。

4)确定配置参数:操作系统参数、应用系统参数、存储设备参数。

5)软硬件环境:使用的存储设备部件型号、数量、I/O带宽、Firmware版本号等。

2.5 重要的测试项

根据经验,建议在进行存储测试时至少包括以下内容:

1)单个存储系统对不同容量、不同转速磁盘混合使用的支持能力;

2)同一Raid集支持不同容量磁盘混合使用的支持能力,并测试和报告容量损耗情况;

3)能否在线添加磁盘,应用系统是否有数据丢失;

4)测试单个存储系统控制器、单个磁盘的冗余热插拔能力;

5)测试故障切换时,双控制器和链路的冗余能力;

6)如设备提供镜像缓存功能,对比其在打开和关闭镜像缓存2种情况下的IOPS值;

7)在传输文件大小为512 B、100%读取操作、100%连续读取的场景下,测试存储的最大IOPS;

8)在传输文件大小为64 kB,100%读取操作、100%连续读取的场景下,测试存储的最大IOPS;

9)在传输文件大小为1GB、10GB、50GB、100GB、1TB时候,

测试存储设备处理大文件复制时的响应时长;

10)对于用途为OLTP、邮件及文件服务、Web服务、视频服务的存储设备,必须测试如表2所示的场景的IOPS。

3 评测案例

3.1 测试环境部署

根据研究的成果,测试人员对广东电网新购置的DS4000系列存储设备进行了测试。测试的目的有以下3个:

1)检查出厂设备的主要功能;

2)在相同测试场景的情况下,采用横向测试对比2款产品之间的性能;

3)对同一款产品采用不同的参数设置和连接方式,采用纵向测试进行前后的性能比较,以得出最优的设置用于指导待上线的生产系统。

存储设备DS4100配置环境如图1所示。其配置为:(1)带13块400 GB/15 k转的SATA硬盘和双控制器;(2)留2个硬盘做Hot Spare,其余每6块格式化成一个Raid5,共2个Raid5组;(3)在每个Raid5组上各建立2个3 GB逻辑盘(第1个Raid5上建立Disk1、2,第2个Raid5上建立Disk3、4),segment size设为缺省的64 kB,并分别把它们的缺省路径分布在2个控制器上。

存储设备DS4800配置环境如图2所示。其配置为:(1)带4个Driver Channel、4个Host Channel和双控制器(满配);(2)带一个EXP710扩展柜,配14块146 GB/10 k转FC硬盘;(3)在每个Raid5组上各建立2个3 GB逻辑盘(第1个Raid5上建立Disk1、2,第2个Raid5上建立Disk3、4),segment size设为缺省的64 kB,并分别把它们的缺省路径分布在2个控制器上。

3.2 测试项

3.2.1 功能测试项

1)在提供稳定电源情况下,对存储设备进行正常加电,检查其开机和关机状态。

2)检查存储设备支持的多种管理方式以及使用界面是否友好方便。

3)SAN交换机端口是否支持Zoning及端口互访能力。

4)是否支持同时存在多个不同Raid级别的组。

5)动态进行不同Raid级别之间的转换。

6)动态调整条带的大小能力。

3.2.2 扩展性测试项

1)能否支持动态卷扩展。

2)能否支持在线动态添加磁盘容量。

3.2.3 可靠性测试项

1)SAN交换机和阵列各部件热插拔支持程度。

2)发生故障切换时,双控制器、双SAN交换机及环路的冗余能力。

3.2.4 性能测试项

测试DS4100和DS4800在Write、Re-Write、Read、Re-Read以及随机Read、随机Write等单个I/O操作的处理能力,考察64 kB至4 GB的18种不同大小的文件分别按照传输块大小为4 kB/s、8 kB/s、16 kB/s、32 kB/s 4种方式进行读写的性能。

3.3 测试结果及分析

通过对存储设备多维指标的测试,发现以下问题:存储控制器无法正常工作,管理网口参数设置错误,路径冗余切换后出现的性能问题,控制器的故障修复后暂时关闭写缓存功能出现的性能问题。

测试还比较了DS4100和DS4800设备在主机使用相同文件系统设置情况下的性能,发现DS4800性能几乎是DS4100性能的一倍,同时还提出了较优的参数设置。

4 结语

存储厂商提供的测试指标值,只能在产品选型中作为参考,不能完全依赖其进行存储评估。本文结合实际案例,对电网企业计算机存储系统的指标、评价方法、测试项进行了探讨和研究,提出了应该建立完善企业计算机存储设备的评测体系,避免采购时盲目选型,导致投资浪费,对今后存储产品的选型起到了很好的指导作用。

参考文献

[1]张文栋.存储测试系统的设计理论及其应用[M].北京:高等教育出版社,2002.

[2]李康林,吴孟奇.高效软件测试自动化[M].北京:电子工业出版社,2004.

[3]Farley M.SAN存储区域网络[M].北京:机械工业出版社,2002.

计算机存储设备 篇2

计算机设备维护合同

委托方：(以下简称甲方)受托方：（以下简称乙方）

为提高甲方工作效率，经甲、乙双方协商，甲方委托乙方为其所使用的办公计算机设备、计算机外设提供日常维护服务工作。其维护服务范围与详细内容参见下列条款：

为，按成本价收取甲方费用。如需送修，按成本价收取甲方送修费用。

1.6.乙方有责任对甲方的设备送修、维修后的产品性能表现提出意见，并监督

产品的维修质量。

1.7.乙方按与甲方商定的时间内安排技术人员上门协助甲方进行硬件设备保

养。

2.乙方负责甲方的日常应用软件维护：

2.1.乙方在维护期内，按与甲方商定的时间内安排技术人员上门协助甲方进行

杀毒软件更新工作及操作系统的检测工作。

2.2.甲方在使用相关日常应用软件时遇到疑难问题可随时进行电话咨询。咨询

及报障电话：8382000。

2.3.甲方在使用相关日常软件时，遇到疑难问题（未能通过电话、传真指导解

决时）乙方可安排技术员到达现场进行协助。

3．甲方需要更改网络设置，重装系统或加装多系统、特殊应用软件等，不在此维护合同内，双方另行商定价格。

第三款：双方的权利与义务

1.甲方有责任向乙方提供所有正在使用计算机设备、外设的详细资料与配置文档，由乙方记录在本合同的附件。

2.甲方可以对乙方的日常维护、以及技术支持工作提出合理的意见和建议。

3.甲方应认真填写《客户服务登记表》的客户意见栏以及确认乙方的维修记录，及

时向乙方反馈其维护人员的工作表现、工作完成情况。

4.甲方若发现乙方有严重违反协议或服务质量差，影响甲方日常工作，视情况予以

警告、罚款，甚至终止合同。

5.乙方负责甲方的计算机及相关设备的日常维护服务工作、疑难问题的咨询与解

答。

6.甲方办公场地变更时（限于中山市内），乙方有义务协调指导计算机设备的移动

工作。

7.乙方有按时按质提供相应服务的义务甲方有如期缴交维护费的义务。

8.接甲方报障电话后，乙方如未能在约定时间内到达现场维护，双方又无商定上门

服务日期，甲方可要求第三方上门维护，甲方在对第三方提出维护要求前应先通知乙方，按实际故障情况，合理维护费用由乙方承担。

9.未经乙方的书面认可，甲方不得将本协议的权利、义务转让给第三方。

第四款：责任除外条款

1.甲方的办公室因为电力系统的供电故障，引起重要数据丢失、计算机设备的硬件

损坏等。

2.甲方的办公人员使用携带有计算机病毒或其他破坏性程序的软件，致使甲方的重

要数据丢失或泄密。

3.第三方对甲方进行维护时所引起的硬件设备损坏和数据丢失、泄密。

4.甲方办公人员的错误操作导致的硬件设备损坏和数据丢失。

5.因地震、风暴等自然灾害引起的计算机设备损坏和数据丢失。

6.因为盗窃、蓄意破坏所引起的计算机设备损坏和数据丢失。

7.甲方计算机自行移动所造成的损坏和数据丢失。

8.甲方未按协议规定时间支付乙方服务费用，乙方可以向甲方提出暂停下一季度的维护服务工作直至甲方付清所有费用。

第五款：甲方选定的维护服务、费用结算方式等。

1.甲方需要维护的工作站共有台，服务器台，外部设备台。

2.甲方需要乙方安排技术人员每月上门作例行检测的时间为_每月日。

3.维护服务费按半年进行结算，乙方实行每半年先收费后服务的方式，每半年维护

服务费为￥元。

4.甲方在维护期间增减计算机的维护数量，相应的维护费用的变更以月份为核算单

位增减，变更费用与下一半年的服务费用一并收取。

第六款：维护期限为_____年____月____日至_____年____月____日止。

第七款：本协议未尽事宜，甲乙双方本着友好精神协商解决。

第八款：本协议连附件一式两份，甲乙双方各执一份。

第九款：本协议自签订盖章之日起生效。

委 托 方

单位名称（章）

代表：

日期：年月日

单位地址：

计算机存储设备 篇3

关键词：计算机；硬件故障；设备维护

中图分类号：TP307

目前，计算机走进了人们的日常生活、工作中，被众多的个人使用者广泛的使用，所以不可避免地有较大的故障维护的需要。作为一种信息归集与统计运算的电子设备，计算机在精度方面的要求是非常高的，在对其做维护时，维护人员需要达到一定的技术水平才能够找出实际问题的所在，任何一个软件和硬件方面出现的问题都可能造成计算机死机或运行受阻，因此，为了能够将维护工作做好，须找出引发问题的原因。如果维护工作做得不到位，会不利于计算机的正常运行，且会缩短其寿命。

1 硬件设备的一般问题及原因

1.1 自动重启

在计算机运行没有受到阻碍时，系统有时可能发生自动重启的情况。此类情况有些是由于系统自身的原因，还有一些则是由于硬件出现故障而引发的。这种情况的发生主要有以下几种原因：

一是电源问题，计算机系统自动重启的原因一般都发生在电源方面。系统在电源的功率达不到要求时，可能出现自动重启的情况。计算机如果另加设备或高速工作时，会使计算机负荷较大，电源一瞬间的功率不足造成计算机系统暂时停止工作，计算机就会自动重启。另外，若电源插座接触不良、电压不稳，也会导致计算机的暂时重启。

二是CPU及内存故障，系统在进行检测时，对其内存上芯片的某些故障会忽略。在这种情况下，计算机在运行时产生的大量热量可能会使芯片发生完全损坏，芯片的功能丧失导致了计算机的自动重启。问题是由许多电路组成的，若其中一部分出现损坏，也可以使计算机正常运行。

1.2 主板问题

在主板出现问题时，一般都会引起死机的现象。因为有的主板芯片性能不稳或有所欠缺，导致长时间工作后功能丧失，主板芯片中程序被破坏。从而导致了死机，这种情况是很常见的。软硬件之间的兼容问题，若计算机硬件与一些软件不能兼容，系统可能就会发生死机的现象。主板上的三大信息流（数据、地址和控制信息）以及时钟信号都是以脉冲的形式在传送，脉冲信号陡峭突变的前、后沿属于频率很高的信号成分，尘埃中游离状态的金属和碳的粒子在空气湿度（潮气）影响下就会产生“漏电电阻”，对主板上的信号形成高频泄漏，随着主板通电后因温度的上升使蒸发量加大或者空气湿度的变化，漏电电阻值也要发生变化，高频泄漏量的大小也随之改变，从而引发电脑时好时坏等奇怪故障现象。

1.3 硬盘问题

在使用硬盘的过程中，若操作不正确或时间过长，会在硬盘上造成坏道区、坏扇区。使用者在查找资料或访问时，坏道区、坏扇区就会对系统造成破坏，导致死机。有时候会出现开机时检测硬盘的失败，出现：“primary masterharddiskfail”。有时能检测通过正常启动。检测失败后有时在BIOS中能用AUTO DETECT重新设置，有时AUTODETECT又找不到硬盘。请按以下顺序检查：检查硬盘线是否松动；换一根好的硬盘线试试。把硬盘换到其他机器上试试，换一块主板--确认IDE口没问题。也有可能是电源导致的问题，换一个质量好一些的电源。认真检查硬盘的PCB，如果PCB板有烧坏的痕迹，请尽快送修。

2 计算机硬件故障的解决办法

2.1 CPU的维护

在屏幕没有图像时，要检查主板的线路及CPU的运行状态，用鼻子闻下主板上有无烧坏的芯片的味道，CPU周围有无烧坏的电容。如果正常再看看外部线是否接好；把BIOS电池的电放掉；如果无显示但有报警，就要根据报警的含义来看是哪个部分出现了故障，CPU的正常工作温度为35～65℃，具体根据不同的CPU和不同的主频而定，因此我们要为处理器选择一款好的散热器。不仅要求散热风扇质量要好，而且要选择散热片材质好的产品。通常情况下，盒装处理器所带的散热器，大都能够满足此款产品散热的要求，但如果你想超频，那么盒装的散热器是绝对无法满足散热需求的，这时需要为CPU选择一款散热性能更好的产品。

2.2 电源问题

在电源通上后，计算机的风扇却没有运转，指示灯也没有亮，这时就要检查所有的按钮开关导线、电源导线，以及电源插头是否出现短路或者接触不良或者检测电源盒，情况比较复杂的时候需要请专业人员来处理，以免出现安全事故。为避免空载使输出电压发生变化，最好用光驱做负载。接上光驱后各路电压趋向正常，不但有光驱工作指示灯可做电源输出显示，而且还可利用耳机发出的乐曲进行监听。因为光驱功率适中（5V/IA，12V/1.5A），既满足维修需要，又不会使开关管、整流管发热，可以放心将它们的大散热片拆除，且又正好适合用2A保险管做意外保护，真可谓一举多得。

2.3 硬盘问题

硬盘有时会出现不能被BIOS识别的情况。原因是硬盘的电源和扁平信号线未安好，解决措施就是在切断电源之后打开机箱，连接好硬盘数据与电源线并保持IDE数据线接触良好。硬盘和CD-ROM接在同一个IDE接口上会造成冲突，此时需要重新插接数据线。如果没有上面的情况下，BIOS还是不能识别硬盘，则表明硬盘或IDE接口出的故障。其解决办法就是将有可能出现故障的硬盘放到别计算机上观察其是否真的存在故障，或者是换一个新硬盘看计算机能否顺利运行，这样便能鉴别IDE接口和硬盘是否出现题。

2.4 主板的维护

一是擦拭，将主板卸下，拆掉上面的CPU，插卡，内存，CMOS电池后，把主板浸入纯净水中，再用毛刷轻轻刷洗。待干净后，放在阴凉处至表面没有水份后，再用报纸包好放在阳光下爆晒至全干。二是要除灰，将主板卸下，用小毛刷把它上面的灰扫去。另外，具有侦测功能的主板进入保护状态，这时须对CMOS放电即可解除保护。有的主板具有自动侦测保护功能，当电源电压有异常或者CPU超频调整电压过高等情况出现时，会自动锁定停止工作。表现就是主板不启动，这时可把CMOS放电后再加电启动。有的主板需要在打开主板电源时按住RESET键即可解除锁定。还有一种故障现象是CMOS使用的CR2032電池有问题，电池加上后，按下电源开关时，硬盘和电源灯亮，CPU风扇转，但是主机不启动。当把电池取下后，就能够正常启动。

3 结束语

为避免计算机在运行当中出现故障，需要我们平时认真对计算机硬件进行维护工作，若一旦出现故障，要冷静处理，分析原因找出问题根源。切不可盲目操作，一定要由专业人员进行处理。

参考文献：

[1]于斌，闫建国，邢小军.无人机飞控计算机硬件故障诊断方法[J].计算机测量与控制，2011（10）：2407-2409.

[2]赵君梅.关于计算机硬件故障和日常维护探讨[J].科技创新与应用，2013（11）：41.

[3]胡宇.浅析计算机硬件故障的判断方法[J].科技资讯，2012（06）：18.

[4]胡华洋.计算机硬件故障检查与维修分析[J].计算机光盘软件与应用，2011（02）：75.

作者简介：张晓华（1973.08-），女，蒙古族，辽宁喀左人，教师，讲师，研究方向：计算机维护。

计算机存储设备 篇4

随着计算机外部设备的发展, 软盘、CD等移动存储介质已经被即插即用的USB存储设备逐步取代。这些USB存储设备能够存储任意格式的数字信息, 并且存储能力成倍增长。USB闪存由于其使用方便、存储容量大、携带方便等特点得到了广泛的使用。对于安全级别要求较高的部门和公司, USB存储设备已经越来越多的被关注。USB存储设备能够拷贝商业资料、传递机密数据等非法用途, 还能够转播病毒及植入后门程序。由于各种计算机操作系统都能够支持USB设备, 因此所有的的计算机都存在这种风险。

利用计算机和网络作为犯罪工具或针对计算机资产进行犯罪, 已成为高科技犯罪的一种新动态。在这些案件中采取的计算机犯罪取证也被称为计算机法医学, 是指把计算机看作犯罪现场, 运用先进的辨析技术, 对电脑犯罪行为进行法医式的解剖, 搜寻确认罪犯及其犯罪证据, 并据此提起诉讼。它作为计算机领域和法学领域的一门交叉科学正逐渐成为人们关注的焦点。

计算机取证, 是指对依靠计算机实施的犯罪行为利用计算机软硬件技术, 按照符合法律规范的方式进行证据获取、保存、分析和出示的过程, 是将存于计算机及相关外围设备中的电子数据转换固定为实质的证据, 以及鉴定这些电子证据属性的过程。目前计算机取证中使用的取证软件功能主要集中在对磁盘的分析上, 如磁盘镜像拷贝、被删除数据恢复和查找等工具软件的开发研制, 几乎形成了计算机取证分析软件仅仅等同于磁盘分析软件的错觉[6]。而对计算机中证据的相关性的分析不够, 对证据挖掘及证据链的建立不足。对计算机上曾使用设备的痕迹分析, 能够在某些方面为办案人员找到新的证据线索, 提供新的获取电子证据的方式。USB存储设备的痕迹就是其中之一。

当一个USB闪存设备被插入的计算机中时, 一系列注册表键值和系统日志文件都自动更新其记录来反映这次USB设备的连接。在不同的计算机操作系统中, 这些USB设备留在注册表和日志文件中的标识符是独一无二的, 具有唯一认定性。USB闪存设备设备断开与计算机的连接后, 这些信息保存在注册表和日志中, 仍然可以被获得。计算机取证调查人员能够利用这些痕迹来确定何种USB设备何时曾经在该计算机上使用过以及被分配的驱动器卷标详细等信息, 从而为计算机取证中电子证据的获得提供新的思路。

2. Windows平台下使用痕迹

2.1 USB设备描述符

由于USB设备种类众多, 统一标准被制定用于使操作系统分辨出各种不同的USB设备。USB设计论坛设备工作组[2]介绍了不同种类设备的分类标准, 并对每种设备分配了标识符ID。与音频设备 (0x01) 或打印设备 (0x07) 不同, 大容量存储设备所对应的分类标识符ID为0x08。当USB设备连接到主机时, 标准的USB传输过程包括3个阶段:与主机的通信;发送数据;确认获得数据。该过程与计算机网络中"三次握手"协议相类似。所有的USB数据包中都包含一系列用于表示特定含义的字段。这些字段包括USB地址和查错等重要信息。

设备描述符存在于所有的USB设备中, 以十六进制形式存放数据, 其中包含该设备的细节信息。当USB设备连接到主机端口时, Windows操作系统读取合适的驱动程序并获得该设备的描述符。然后操作系统使用描述符创建该设备的唯一对应的配置, 并读取usbstor.inf文件中的device ID加载合适的驱动程序。如果USB控制器能够枚举出这些设备, 系统会自动加载USB存储端口驱动。

对于usbstor.inf中列出的大容量存储设备的USB Device ID由USB设备描述符构成。在Windows XP系统中, 一个完整的USB硬件ID由如下格式构成:

USBVID_v (4) &PID_d (4) REV_r (4)

根据微软公司说明, v (4) 是4个数字的销售商代码, 由USB协会分配给各销售商。d (4) 是4个数字的产品代码, 由销售商分配给其生产的产品。r (4) 是修正码。例如:USBVID_0204&PI D_6025REV_0100中0204表示销售商代码, 6025表示产品代码, 0100表示修正码。这三个代码构成设备范例ID (Device Instance ID) , 用来唯一的表示一个设备。

而操作系统在实际中还根据USB设备范例ID来唯一的标识设备, 其构成格式如下:

USBVID_v (4) &PID_d (4) i Serial Number。利用软件UVCview或USBDeview可详细查看USB设备描述符。在"控制面板"-"系统"-"硬件"-"设备管理器"-"通用串行总线控制器"-"USB Mass Storage Device属性"-"详细"标签页中, 可以看到该设备的设备范例ID (Device Instance ID) , 如图1所示。"071134004DF2E503"即为U盘的i Serial Number的值, 具有唯一性。"控制面板"-"系统"-"硬件"-"设备管理器"-"磁盘驱动器"标签页中, 同样可以查看曾经或正在使用的USB设备的序列号。

2.2 注册表中的USB设备信息

注册表中含有成千上万个键和子键, 但只有少数键与USB设备有关。根键HKEY_LOCAL_MACHINE存放所有硬件、软件和设备信息, 其中就包含USB设备的详细情况。

HKEY_LOCAL_MACHINESystemCurrent Control SetEnumUSB

HKEY_LOCAL_MACHINESystemCurrent Control SetEnumUSBSTOR

这两个注册表键值中含有分配给USB设备的标识。如图2所示。其中注册表键值USB的子键"Vid_0204&Pid_6025"与图1中的USB设备属性中的设备范例ID相一致。该子键的子键和USBSTOR中的子键"071134004DF2E503"则表示该设备的序列号i Serial Number。

利用这两个注册表键值就可以认定某个USB存储设备曾经在该计算机上使用过。当USB存储设备在其他计算机上使用时, 其他计算机系统中生成的注册表键值保持不变。这样就可以根据某个USB设备的序列号分析出曾在哪些计算机中交换数据, 为进一步完善电子证据链。

HKEY_LOCAL_MACHINESYSTEMMounted Devices

该注册表键值表示曾分配给USB存储设备的卷标。其子键的项值有两种形式:"??Volume{GUID}"和"Dos Devicedirve letter", 以二进制形式存放数据。在查看项值的35h偏移处, 与USBSTOR中子键的项"Parent IDPrefix"一致时, 表示该USB设备分配的卷标。在本例中, "Dos DevicesI:"中偏移35h的值为".7.&3.0.0.9.5.f.f.&.1"。该值与序列号为"071134004DF2E503"中的项"Parent IDPrefix"的值"7&30095ff&1"一致, 则表示序列号为"071134004DF2E503"曾分配为盘符I:。

2.3 日志文件setupapi.log

USB存储设备除了在系统注册表下留有痕迹外, 在系统%SYSTEMROOT%目录下也存在日志setupapi.log, 用于记录USB设备详细的使用情况。下面是从setupapi.log中截取的一部分日志内容。

从中上面的部分日志记录中可以看出USB设备连接到计算机系统的时间为2009年3月17日23:14:59, 设备的标识符为"USBVID_0204&PID_602571134004DF2E503"。

3、结束语

USB设备中的设备标识符i Serial Number具有唯一标识一个USB设备的功能。一个USB设备曾被连接计算机之后, 计算机系统中注册表和日志文件均存在与i Serial Number相关联的信息, 这些信息具有持久性和唯一认定性。对计算机上曾使用USB存储设备的痕迹分析, 能够在某些方面为办案人员找到新的证据线索, 提供新的获取电子证据的方式。

参考文献

[1].Mee, V et al.The Windows Registry as a Forensic Artefact:illustratingevidence collection for Internet usage.Digital Investigation 3, (3) 166-173, 2006.

[2].N/A.USB Class Codes.http://www.usb.org/developers/defined_class.2006.

[3].Carvey Harlan, Altheide Cory.Tracking USB Storage:Analysis of win-dows artifacts generated by USB storage devices.Digital Investigation 2, (2) 94-100, 2005.

[4].Wong, W W.Forensic Analysis of the Windows Registry.http://www.forensicfocus.com/downloads/forensicanalysis-windows-registry.pdf.

[5].N/A.Troubleshooting Device Installation with the SetupAPI Log File.http://www.microsoft.com/whdc/driver/install/setupapilog.mspx. (2003)

计算机硬件组成设备维护 篇5

计算机硬件维护，并不是对计算机出现的较大故障进行维修，而是以预防为主，在日常生活中养成良好的使用习惯，以此来保证计算机的性能、使用处于一种相对平稳的状态，达到延长计算机使用寿命、提高使用效率的目的。

计算机硬件设备如同人的身体，尤其要注重平时的保养，一旦硬件出现问题，通常都是比较严重的问题，处理起来会相当棘手。

因此，对于计算机硬件设备的维护要坚持预防为主、防治结合的基本原则。

具体操作上，可以从以下两个方面入手：

1)养成良好的计算机使用习惯。

开关机是计算机使用过程中，每次都涉及到的操作。

切记计算机开机前要先开电源，在接通电源一段时间待电压稳定后再开机启动系统，长时间的规范操作能有效延长计算机电源等硬件设备的使用寿命。

我国国内生活用电电源电压基本都是220V，但计算机设备使用的电源电压一般为110V，如果在启动电源后，马上开机启动系统，很容易导致由于计算机电压突然增大，造成计算机硬件系统过早老化。

计算机关机，如果遇到计算机死机的特殊情况，应该首先考虑使用系统关机，而不是盲目的按主机系统上的开关，盲目的按启动开关很容易导致操作系统损坏。

在计算机关机完成后，最好切断电源，不但能节约用电，关键是能彻底杜绝火灾安全隐患。

2)具备一定的计算机使用常识。

当前计算机用户应用，多集中在软件的应用与维护上，多数人对软件的维护有一定的知识基础，硬件使用与维护知识相对欠缺;因此，为方便应用需要具备一定的计算机硬件维护、使用基本常识，如：计算机的最佳摆放位置为尽量靠近窗口等通风好的位置，有利于计算机硬件及时散热;如果遇到雷雨天气，应尽可能的减少计算机使用时间，以免设备因雷击产生的涌浪电、感应电传入计算机设备使用线路，造成硬件损坏。

1.2 环境清洁，及时检测

正常情况下，计算机硬件设备工作环境为18-30℃之间，工作环境长时间温过高都会造成硬件设备提前老化。

因此，计算机设备要存放于空气流通好、干燥的地方，有利于计算机设备工作温度的调节。

需要注意的是，尽量减少阳光对计算机设备的直接照身，特别是在夏季整体环境温度偏高的情况，避免因阳光直射造成计算机设备温度升高，同时计算机屏幕上的荧光物质同样害怕阳光直射。

计算机正常的环境湿度最好在40%-70%之间，环境湿度过大，很容易造成计算机设备表面结露，进而引起电路板元器件、触点等的锈蚀和发霉等问题，造成硬件设备电路故障，甚至短路;环境湿度过低，同样会引发设备故障，过度的干燥容易使设备产生静电，产生错误信息等，造成电路元器件损坏。

所以，北方干燥秋冬季节，要适时调节房内湿度;南方多雨季节，则要注意保持设备的干燥。

诸多计算机硬件设备故障的产生，都与工作使用环境密切有关。

计算机存储设备 篇6

【关键词】 计算机硬件 组成设备 维护技术

前言：人们的生活及工作中应用计算机技术后，生活方式及工作方式均发生了比较大的改变，并在一定程度上便利了人们的生活及工作。在计算机广泛应用的过程中，计算机硬件组成设备故障也成了时常发生的问题，影响了计算机的发展，因此，计算机使用及的发展的过程中，应利用有效的硬件设备维护技术来保障。

一、计算机硬件概述

计算机作为一种先进的工具，广泛的应用在社会的各个领域中，再加上网络技术的推动，使得人们的生活及工作越来越离不开计算机。而计算机硬件设备的可靠性直接影响了计算机运行的安全性，因此，需要利用相关的技术良好的维护计算机硬件组成设备。对于计算机硬件，是计算机中不可或缺的一种装置，其中组合了多种原件，比如光电元件、电子元件、机械配件等，通过各个原件作用的发挥，促使计算机正常的运转。总的来说，计算机硬件可分为5大部分，分别为输入设备、输出设备、存储器、运算器及控制器，这五个部分性能全部完好时，计算机才能实现良好的运行。

二、计算机硬件组成设备维护技术

2.1整机维护技术

维护计算机整机过程中，选择的维护区域应具备良好的通风性，而且环境比较整洁、干净，原因在于减少维护时过多的灰尘及过高的温度影响硬件设备。计算机长时间的停用后，整机的维护应在断电的状态下进行，同时，即使计算机不使用，也应定期开机运行超过2个小时，以散热的方式将设备中的潮气清除，避免突然使用时潮气损害硬件设备，以保证在需要使用时计算机能够正常的运转[1]。

2.2中央处理器维护技术

中央处理器，也就是常说的CPU，是计算机硬件组成设备中十分重要的组成部分，发挥控制作用。维护中央处理器时，其运转要保证在一定额定频率下进行是首要的工作，如果中央处理器的运转频率长期处于比较高的状态时，其使用寿命会极大的减少，而且性能也会受到比较大的影响。同时，中央处理器在工作时，应尽量保证环境的通风性，以保证顺畅的散热，避免温度过高损害中央处理器，导致其运行出现异常，通常，中央处理器温度过高时，计算机可能会表现为重启，严重时，造成中央处理器损坏[2]。基于此，维护中央处理器的过程中，除了营造良好的通风运行环境外，中央处理器风扇的性能应比较好，以风扇来降低其运行温度，风扇运行一段时间后，要对扇叶片上的灰尘进行清理，避免灰尘影响通风，损害中央处理器的运行，降低其故障发生率。

2.3电源及显示器维护技术

计算机在运行的过程中，电源是其能够启动及使用的保障，维护电源时，应对插排的质量及性能十分注意，插排的额定功率需要达到一定的要求，且由计算机单独使用此插排，避免计算机在使用中发生突然断电的问题，电源灰尘应进行定期清理，以保证电源的可靠运行，防止短路问题的产生。

人们使用计算时，主要的输出设备即为显示器，该设备要求具备良好的清洁度，因此，在维护计算机硬件组成设备时，还需要十分重视显示器的清洁工作。利用专用擦纸擦拭显示器，选择清洁剂时，应避免具有腐蚀性的，保证显示器的清洁度符合要求。此外，静电的存在也会影响显示器，维护过程中还应注意静电的去除。

2.4硬盘的维护技术

在计算机硬件系统中，比较重要的，但又比较脆弱的一个设备即为硬盘，通常，硬盘受到明显的震动后，即会造成损坏，而且是致命性的[3]。因此，使用计算机时，移动应尽量避免，防止硬盘受到震动而损坏。计算机运行时，所产生的数据会存储在计算机的硬盘中，当数据的存储量接近于或超过硬盘的容量时，会增加硬盘的运行负荷，超负荷运行的时间比较久时，不仅会影响计算机的运行速率，也会损坏硬盘，为了防止硬盘超负荷进行，在使用计算机时，应尽量的降低硬盘负荷，比如避免长时间看高清影片。

三、结论

硬件设备是计算机可靠运行的保障，因此，在其使用期间，应通过有针对性的维护技术维护相应的硬件设备，以保证硬件设备的运行性能，从而保证计算机的安全性。

参 考 文 献

[1]万志伟，朱丽萍.计算机技术在硬件设备修护的应用分析[J].数字技术与应用，2015，（04）：208.

[2]陈俊生.计算机硬件组装维护的策略研究[J].信息与电脑（理论版），2015，（10）：63-64.

计算机存储设备 篇7

1 设备维修管理系统在固定资产管理中的应用对策

该系统的构成主要包括以下几个组成部分:资产卡片管理、资产动态管理、折旧计算、统计分析、系统维护及在线帮助。每个系统发挥相应的作用,并且相互联系和作用,实现对固定资产的有效管理。资产卡片管理用于录入、修改、删除和卡片信息的查询;资产动态管理用于增减原值、部门转移、状态修正和单据查询;折旧计算掌握资产的原值与现值;统计分析主要用于部门资产状况分析,掌握固定资产基本情况;系统维护用于人员、类别、分类编码的录入、修改和删除,从而全面掌握计算机设备运行的基本情况。总之,在固定资产管理过程中,通过计算机管理系统的应用,可以系统和全面地搜集设备原始资料,掌握设备运营的基本情况,有利于快捷查询设备基本资料,对提高固定资产管理水平有积极作用。

2 设备维修管理系统在备件及仓库管理中的应用对策

在该系统的支持下,能全面认识和分析备件和仓库管理,掌握设备基本情况,为合理使用设备创造条件。第一,备件标准管理。编制和修订备件消耗定额、储备定额、备件单价。每个备件有唯一的编号,并且录入名称、图号、单价、材质、单重等信息,为查询、修改和管理工作创造便利。第二,备件综合管理。统计和计算分析备件经济技术指标,加强备件质量管理工作。此外,在管理系统支持下,还能实现对备件的计划管理、合同管理、仓库管理,编制备件使用计划,动态管理备件订货工作,并且可以在线查询、审核备件使用情况。掌握有关备件使用的合同情况,进行在线查询,全面认识和了解合同条件,还可以进行备件财务核算,对各项成本支出有全面分析和认识。通过备件仓库管理,能够确保数据资源共享,让仓库存储的数据与计算机账目一致,掌握仓库设备存储基本情况。

3 设备维修管理系统在运行和事故管理中的应用对策

该系统的主要作用是,对系统运行状态进行全面管理,预防事故出现,确保系统有效运行和发挥作用。可以掌握设备生产、停机、检修等基本情况,了解其完好率、开动率、维修费等,查询故障所在部位,并有针对性地采取控制和完善措施,及时修复故障。日常管理工作中,主要分为运行日报和运行月报,掌握设备每天的运营时间、生产产量、事故时间等,企业领导可通过计算机查询,全面掌握设备运行情况。另外,还能将设备运行状态、技术状态登录到系统中,每个月生成报表,掌握设备一个月以来的运行状况。总之,在该系统的支持下,可以减少手工数据报表录入的复杂工作,为领导和管理人员及时提供准确的数据信息,全面了解设备运行状态,有利于开展有效的决策。

4 设备维修管理系统在设备点巡检管理中的应用对策

通过设备点检制度的推行和具体应用,及时监测设备运行状态,分析故障所在部位,对可能出现的故障及时采取维修措施,落实预防性维修理念,防止故障出现,进而确保设备处于良好性能和运行状态。该系统的主要管理内容包括点巡检标准管理、计划管理、实绩管理、状态管理,制定点巡检的指标、周期、职责等。明确部位、方法、技术要求,有效指导现场点巡检各项工作,对存在的不足采取改进措施,及时修改点巡检计划,提高计划的科学性与合理性。将实测值录入计算机当中,制定设备信息、隐患一览表,明确下次点巡检的日期和要求,有效指导后续工作开展。

5 设备维修管理系统在大修工程管理中的应用对策

为提高管理水平,在整个设备运营过程中,应该落实动态管理理念,促进管理水平的有效提升。第一,标准管理。主要内容为工程标准、作业标准、工种标准、大修项目标准,全面掌握项目工程数据资料,保证数据资料的完整与可靠,结合大修工程需要制定有效的管理方案。第二,计划管理。管理内容包括停机检修模型管理、大修计划申报、计划审批立项等,有利于对设备维修做好相关数据记录工作,保证数据资料可靠,提高方案维修的针对性与可靠性。第三,施工管理。包括人力资源、工程进度、施工安排、项目验收管理等内容,生成结算清单,有利于全面掌握施工基本情况,促进工程管理水平提升。第四,数据管理。大修工程完成后,登录工程标准、作业标准和人工、材料、备件等内容,根据工程实际情况修正相关数据资料,确保数据的真实、完整与有效,提高数据资料的可靠性。第五,统计分析。统计设备维修、大修数据、大修工程立项,编制季度计划和月检修计划。从而对这些数据资料有更为全面的分析和认识,全面掌握工程项目基本情况,促进管理维修水平的有效提升。

6 结语

计算机日常运营中,应结合实际需要有针对性地采取维修管理对策。把握要点和关键环节,使设备维修计算机管理系统得到有效利用,实现对故障的排除和处理,提高设备管理水平,为计算机有效运作和作用发挥创造条件。

参考文献

[1]周泽桐.计算机日常维护及常用方法探讨[J].电脑编程技巧与维护,2016(1).

计算机数据存储备份技术探析 篇8

1 计算机数据存储系统种类

DAS ( 直接依附 ) 、NAS ( 网络依附 存储系统 ) 与SAN(存储区域网络 ) 三者是目前普遍应用的数据存储技术。

DAS技术以服务器为中心, 其存储设备直接与服务器或者客户器后端相连接, 存储备份也依靠服务器与客户机控制完成,其本身只是单纯的存储备份载体, 并未有专门操作系统, 需要服务器或者客户机上由第三方软件进行专门操控, 在服务器提供其他服务或者用户数量增加时, 运行响应速度不可避免会变慢, 因此在随着前兆以太网的普及应用, 其制约发展瓶颈越来越典型, 在应用与推广方面变得困难重重, 应用范围缩小。

NAS技术以网络为中心面向文件提供存储服务 , 其存储设备是单独作为文件服务器与网络相连, 数据的存储应用部分并不在同一服务器, 所以设备数据其实都存储在NAS设备中, 通过网络LAN接口与文件系统服务器相连接, 这种性质决定了NAS的网络独立性, 即使遇到用户数量增加或者运行服务过多等情况也不至于像DAS技术一样导致服务器过载,影响运行响应速度, 所以NAS存储备份模式下网络运行性能还是较为可靠的。

SAN简单来说是依靠光纤通道的高传输速度以及大容量 ,从而将服务器和存储设备有效地连接在一起, 形成网络结构,二者通过高带宽FC交换机连接, 可随时完成工作站在局域网中的访问, 不通过服务器也能够成功实现存储设备存储数据之间的相互交换, 减少了数据交换与传输带来的网络冲突与堵塞, 减少了服务器运行荷载压力, 可显著提升系统整体运行的灵活性与伸缩性, 这也是为何现今SAN技术备受期待的原因所在, 是目前计算机存储备份领域最引人注目的技术之一[1]。SAN技术的优势在于可更加快捷、简便地完成数据资源的存储应用, 还可对这些庞大的数据资源实施集中管理, 直接提升了应用与管理的便利性, 因而具有较好的应用与发展前景。SAN技术以光纤为接口决定了其拥有其他技术不可比拟的高传输速度, 高性能、高扩展性的光纤网络、光纤交换机与存储阵列可提供更大的服务器扩展空间与吞吐量。在存储管理方面, SAN技术直接提供了存储、备份系统与系统相连接的架构, 数据在以太网络上流通直接提升了网络运行性能, 用户可以获得一个与服务器分开的存储管理理念, 文件的存储、备份、恢复与安全管理都将变得更加可 靠与简便 ,依靠网络方式连接的不同存储池在数据交换、共享方面具有更多优势, 用户访问数据的安全性与完全性得到了可靠保障。SAN技术的另一优势在于简易扩容与高效容错性能 , 只需要加入新的SAN设备做简单设置即可实现在线扩容配置, 及时存储设备有损坏丢失情况也不会影响整体数据的完整性与安全性, 通过更换损坏硬盘即可做数据容灾与备份, 而无需重启磁盘阵列那么麻烦, 数据灾备方面具有天然优势。

2 计算机数据备份系统种类

2.1 冷备份

冷备份是一种技术结构简单、成本较低的备份方式, 主要以打孔器、磁带机等进行定期存数备份, 处理后的数据被分别备份以实现灾备。从这种描述就可看出冷备份技术含量低、易于实现且应用成本低, 但是其也存在着巨大的 不足 ,一是备份数据转移较为麻烦, 且一旦被破坏, 恢复时间 慢 ,一旦备份介质出现问题很有可能永远无法恢复, 因此多数适用于经费或者周期紧张时段的数据备份, 多数也只适合一些中小企业和个人系统应用。

2.2 热备份

热备份是目前所有备份技术中效果最好、恢复最快的一种备份方式, 这种备份技术需要设置专门的灾备设备与技术中心, 通过光纤通道与需备份服务器之间实现连接, 在专门软件辅助下实时对备份服务器进行监控与自动探测, 在灾备系统安装完成后不需要人工操作即可完成灾备工作, 在监控服务器出现故障与问题时自动进行备份, 完成数据转移操作,祈祷防患于未然的作用。但是暖备份这种技术目前还有较多不足, 比如专用灾备设备价格昂贵、安装复杂, 需要配备专门的管理设备与软件, 且只能实现点对点传输, 扩容性、容错性与扩展性较差, 初期安装技术难度和施工难度较高, 且对设备厂商依赖程度较高, 因此适用范围较窄。目前热备份技术主要针对一些对数据存储高安全性、高可靠性、实时性要求较多的时候才予以使用, 或者超大规模的应用系统与企业计算机数据服务中心才予以采用。

2.3 暖备份

对于暖备份来讲, 不管是成本还是技术难度, 两者均处于冷备份和热备份之间, 属于这两者之间的一个折中。但是目前在实际应用中, 这一方案则是应用最为广泛的, 主要用途为数据库复制、硬盘远程影像设置以及灾备中心等等, 可以对存储数据的完全备份有效实现[2]。

硬盘远程镜像与主服务器相比, 设置出一个与之相比较差的另外一个服务器, 将其与众多磁盘阵列硬盘结 合应用 ,从而将数据存储工作有效实现, 关于数据的传输和备份则可以通过光纤通道及RAID技术完成, 相对来讲不管是成本还是技术难度均比较低。这一技术虽然技术难度并不高, 然而依旧需要花费大量费用在光纤铺设上, 还要受到距离 的影响 ,重点是这一技术并没有应用同步复制技术, 因此很难实现数据的同步存储, 但是并不会对正常使用产生较大影响[3]。和硬盘镜像技术相比, 数据库复制技术与之有一定相似, 但是在存储方式上具有一定差异, 但是数据库复制技术能够对存储不同步问题有效处理, 并且在对数据库软件强大功能的应用之下, 还能够有效地实现邮寄备份, 和RAID技术相比具有更高科学性和可靠性。因此在优缺点对比上, 两项技术并没有太大差异, 应用优势主要也就集中在数据同步存储上, 但是同时也因为数据库存在的差异, 目前也就只能单纯地实现同厂商之间的数据传输, 无法实现跨库操作, 并且在应用中兼容性比较差, 依旧可以将其认为是一种解决灾备问题的有效方式之一。设置灾备中心这里的概念与热备份中所提到的灾备中心有一定差别, 暖备份的灾备中心主要实在企业公司或者机关所在地构建较大数据备份中心, 基于这一中心将整体结构内全部数据存储及灾备管理工作全部完成。

3 结语

云计算时代的存储技术——云存储 篇9

云其实是网络、互联网的一种比喻说法。过去在图中往往用云来表示电信网, 后来也用来表示互联网和底层基础设施的抽象。云计算分狭义云计算和广义云计算。狭义云计算指IT基础设施的交付和使用模式, 指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源;广义云计算指服务的交付和使用模式, 指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。如果仅下一个定义, 人们仍然无法理解到底什么是云计算, 我们举一个很浅显的例子。传统模式下, 企业建立一套IT系统不仅仅需要购买硬件等基础设施, 还有买软件的许可证, 需要专门的人员维护。当企业的规模扩大时还要继续升级各种软硬件设施以满足需要。对于企业来说, 计算机等硬件和软件本身并非他们真正需要的, 它们仅仅是完成工作、提供效率的工具而已。对个人来说, 我们想正常使用电脑需要安装许多软件, 而许多软件是收费的, 对不经常使用该软件的用户来说购买是非常不划算的。如果能够提供我们需要的所有软件供我们租用, 我们只需要在用时付少量“租金”即可“租用”到这些软件服务, 为我们节省许多购买软硬件的资金。我们每天都要用电, 但我们不是每家自备发电机, 它由电厂集中提供;我们每天都要用自来水, 但我们不是每家都有井, 它由自来水厂集中提供。这种模式极大得节约了资源, 方便了我们的生活。面对计算机给我们带来的困扰, 我们可不可以像使用水和电一样使用计算机资源?这些想法最终导致了云计算的产生。云计算的最终目标是将计算、服务和应用作为一种公共设施提供给公众, 使人们能够像使用水、电、煤气和电话那样使用计算机资源。云计算模式即为电厂集中供电模式。在云计算模式下, 用户的计算机会变的十分简单, 或许不大的内存、不需要硬盘和各种应用软件, 就可以满足我们的需求, 因为用户的计算机除了通过浏览器给“云”发送指令和接受数据外基本上什么都不用做便可以使用云服务提供商的计算资源、存储空间和各种应用软件。这就像连接“显示器”和“主机”的电线无限长, 从而可以把显示器放在使用者的面前, 而主机放在远到甚至计算机使用者本人也不知道的地方。云计算把连接“显示器”和“主机”的电线变成了网络, 把“主机”变成云服务提供商的服务器集群。在云计算环境下, 用户的使用观念也会发生彻底的变化:从“购买产品”到“购买服务”转变, 因为他们直接面对的将不再是复杂的硬件和软件, 而是最终的服务。用户不需要拥有看得见、摸得着的硬件设施, 也不需要为机房支付设备供电、空调制冷、专人维护等等费用, 并且不需要等待漫长的供货周期、项目实施等冗长的时间, 只需要把钱汇给云计算服务提供商, 我们将会马上得到需要的服务。这就是云计算, 在这样的模式下, 云存储又是怎么一回事, 它与云计算有怎样的联系呢?

2 云存储概念

云存储是在云计算 (cloud computing) 概念上延伸和发展出来的一个新的概念, 是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能, 将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作, 共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。当云计算系统运算和处理的核心是大量数据的存储和管理时, 云计算系统中就需要配置大量的存储设备, 那么云计算系统就转变成为一个云存储系统, 所以云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。简单来说, 云存储就是将储存资源放到网络上供人存取的一种新兴方案。使用者可以在任何时间、任何地方, 透过任何可连网的装置方便地存取数据。然而在方便使用的同时, 我们不得不重视存储的安全性, 存储必须具有良好的兼容性, 以及它在扩展性与性能聚合方面等诸多因素。首先, 作为存储最重要的就是安全性, 尤其是在云时代, 数据中心存储着众多用户的数据, 如果存储系统出现问题, 其所带来的影响远超分散存储的时代, 因此存储系统的安全性就显得愈发重要。其次, 在云数据中心所使用的存储必须具有良好的兼容性。在云时代, 计算资源都被收归到数据中心之中, 再连同配套的存储空间一起分发给用户, 因此站在用户的角度上是不需要关心兼容性的问题的, 但是站在数据中心的角度, 兼容性却是一个非常重要的问题。众多的用户带来了各种各样的需求, Windows、Linux、Unix、Mac OS, 存储需要面对各种不同的操作系统, 如果给每种操作系统更够配备专门的存储的话, 无疑与云计算的精神背道而驰, 因此, 云计算环境中, 首先要解决的就是兼容性问题。再次, 存储容量的扩展能力。由于要面对数量众多的用户, 存储系统需要存储的文件将呈指数级增长态势, 这就要求存储系统的容量扩展能够跟得上数据量的增长, 做到无限扩容, 同时在扩展过程中最好还要做到简便易行, 不能影响到数据中心的整体运行, 如果容量的扩展需要复杂的操作, 甚至停机, 这无疑会极大地降低数据中心的运营效率。最后, 云时代的存储系统需要的不仅仅是容量的提升, 对于性能的要求同样迫切, 与以往只面向有限的用户不同, 在云时代, 存储系统将面向更为广阔的用户群体, 用户数量级的增加使得存储系统也必须在吞吐性能上有飞速的提升, 只有这样才能对请求作出快速的反应, 这就要求存储系统能够随着容量的增加而拥有线性增长的吞吐性能, 这显然是传统的存储架构无法达成的目标, 传统的存储系统由于没有采用分布式的文件系统, 无法将所有访问压力平均分配到多个存储节点, 因而在存储系统与计算系统之间存在着明显的传输瓶颈, 由此而带来单点故障等多种后续问题, 而集群存储正是解决这一问题, 满足新时代要求的千金良方。

3 云存储技术与传统存储技术

传统的存储技术是把所有数据都当作对企业同等重要和同等有用来进行处理, 所有的数据集成到单一的存储体系之中, 以满足业务持续性需求。但是在面临大数据难题时显得捉襟见肘:1) 成本激增。在大型项目中, 前端图像信息采集点过多, 单台服务器承载量有限, 就造成需要配置几十台, 甚至上百台服务器的状况。这就必然导致建设成本、管理成本、维护成本、能耗成本的急剧增加;2) 磁盘碎片问题。由于视频监控系统往往采用回滚写入方式, 这种无序的频繁读写操作, 导致了磁盘碎片的大量产生。随着使用时间的增加, 将严重的影响整体存储系统的读写性能, 甚至导致存储系统被锁定为只读, 而无法写入新的视频数据;3) 性能问题。由于数据量的激增, 数据的索引效率也变得越来越为人们关注。而动辄上TB的数据。甚至是几百TB的数据, 在索引时往往需要花上几分钟的时间。

作为最新的存储技术, 与传统存储相比, 云存储具有以下优点:1) 管理方便。其实这一项也可以归纳为成本上的优势。因为将大部分数据迁移到云存储上去后, 所有的升级维护任务都是由云存储服务提供商来完成, 节约了企业存储系统管理员上的成本压力。还有就是云存储服务强大的可扩展性, 当企业用户发展壮大后, 突然发现自己先前的存储空间不足, 就必须要考虑增加存储服务器来满足现有的存储需求。而云存储服务则可以很方便的在原有基础上扩展服务空间, 满足需求;2) 成本低。就目前来说, 企业在数据存储上所付出的成本是相当大的, 而且这个成本还在随着数据的暴增而不断增加。为了减少这一成本压力, 许多企业将大部分数据转移到云存储上, 让云存储服务提供商来为他们解决数据存储的问题。这样就能花很少的价钱获得最优的数据存储服务;3) 量身定制。这个主要是针对于私有云。云服务提供商专门为单一的企业客户提供一个量身定制的云存储服务方案, 或者可以是企业自己的IT机构来部署一套私有云服务架构。私有云不但能为企业用户提供最优质的贴身服务, 而且还能在一定程度上降低安全风险。

传统的存储模式已经不再适应当代数据暴增的现实问题, 如何让新兴的云存储发挥它应有的能力, 在解决安全、兼容等问题上, 我们还需要不断的努力, 就目前而言, 云计算时代已经到来, 作为其核心的云存储必将成为未来存储技术的必然趋势。

摘要：随着信息化以及计算机网络技术的高速发展, 从计算机应用由于资源匮乏而不得不采取的计算资源大集中模式到如今IT技术高度发展而带来的云计算时代。数据信息量的不断增加, 给传统的存储技术带来了新的挑战, 如何让数据存储适应新技术的发展无疑是我们在发展的道路上必须弄清楚的一个重要问题。本文由浅入深, 首先从云计算、云存储的概念谈起, 进而分析在云计算时代云存储技术的实际作用。通过对传统存储技术与云存储技术的对比, 体现云存储技术是未来数据存储的必然趋势。

关键词：网络,云计算,数据存储,云存储

参考文献

[1]高岚岚.云计算与网格计算的深入比较研究[J].海峡科学, 2009 (2) .

[2]卢大勇, 陆琪, 姚继锋.伯克利云计算白皮书 (节选) [J].高性能计算发展与应用, 2009 (1) .

[3]李德毅, 孟海军.隶属云和隶属云发生器[J].计算机研究与发展, 2009.

[4]中国云计算网.什么是云计算, 2009.

[5]维基百科.Cloud computing, 2009.

[6]Amazon Amazon elastic compute cloud (Amazon EC2) 2009.

计算机硬件设备的维护技术研究 篇10

1 计算机硬件的概述

首先, 计算机硬件的内涵, 计算机的硬件主要是由计算机中的各种光电元件和各种电子以及机械配件等原件组合而成的装置, 这些原件的相互配合组成了计算机这个有机整体;其次, 计算机硬件的组成部分计算机的硬件主要是由输入设备、输出设备、存储器、运算器、控制器这五部分构成的, 这五个部分都是缺一不可的, 只有它们共同运行才能构成计算机这个有机整体。

2 计算机硬件的发展态势

2.1 计算机的输出和输入设备的发展

由于上世纪中叶的时候刚刚出现的计算机界面上只是一些乏味和繁杂的数据, 让人们觉得很枯燥, 而且当时以计算机的硬件设备为主导, 输出和输入设备则发展较慢, 更新的速度也较慢, 而现代的数据技术的不断发展, 使得计算机的输出和输入设备逐渐向智能化和高效化的方向发展, 而且计算机的界面和外观设计也更趋于多样化和人性化, 而且计算机的硬件上的设计也在向科技化的方向发展, 如在计算机的设计上通过高科技材料和技术的应用, 更加注重节约成本, 在一定程度上为计算机的硬件的发展开辟了道路。

2.2 计算机存储器的发展

人们在工作和生活中创造和应用的数据数量的不断扩大, 而且传播的速度也越来越快, 人们对存储器的要求也越来越高, 而且存储的硬件设备的好坏直接关系到数据的安全性。因此未来的计算机存储器主要应该考虑的问题是存储的安全性和可靠性, 以及存储传输的速度和外观设计。在未来的存储器的发展应该向小巧、智能、可扩展的方向推进。相对于以往的易失性存储器, 现代的非易失性存储器的外观较为很小, 而且时尚, 容易携带, 存储数据速度较快, 而且成本较低, 消耗的能量较小, 符合现在的发展形势的要求。

2.3 中央处理器的发展

根据目前市场和中央处理器的发展态势分析, 未来的中央处理器应该向多核的方向发展, 使得计算机的功能更加强大, 而且处理数据的速度也会不断地加快, 我们深信未来的发展前景会更加广阔。中央处理器应该是向更加人性化的方向发展。

3 计算机硬件常出现的问题

(1) 对软件问题进行检修。在计算机出现故障之后, 应该注意软件出现的问题进行维护和管理, 在排除了计算机系统中毒或者是文件异常丢失、系统注册表受到损坏硬盘主引导记录损坏的情况之后, 再来检查是否为硬件设备的问题。

(2) 对计算机进行及时的监控。首先观察计算机所出现故障时显示器显示内容同正常情况下相比, 是否出现异常;其次, 电脑内外所表现出来的一系列的物理情形特征等;再次是观察计算机的环境, 包括所在位置以及环境温度和湿度, 最后应该注意电脑的软硬件配置和系统资源的使用情况等。

(3) 排除外部设备的问题。计算机外设故障出现的部件主要有显示器、UPS电源、打印机等。显示器的问题多数是由于长时间开机, 散热不均匀, 致使显示主板元件被烧坏, 也使其他显示元件受到不同程度地损坏;鼠标键盘故障主要因为过多使用造成UPS故障常见的是无法给电脑正常供电, 主要是红灯长亮, 蜂鸣器长鸣或电压不稳, 造成UPS损坏打印机故障主要是因长时间使用造成的打印头耗损或墨粉不足等原因引起的。

4 计算机硬件管理维护的对策

(1) 中央处理器的维护。在计算机硬件安全维护中最为关键的部分是中央处理器, 这一系统的好坏可以保证计算机系统的正常运行。当中央处理器接收到完全加密的系统程序指令后, 立即进行解密处理, 按照解密后的指令要求执行相应的任务。另一方面中央处理器不会将解密之后的系统程序的密码和命令泄露, 同时还可以防止外界人员入侵计算机内的机密文件或者恶意篡改程序内的文件和数据, 所以必须要用中央处理器将处理过的数据信息在录入和存储之前进行加密。

(2) 内存区域的维护。计算机硬件的内存区域也是计算机安全设备的一个主要组成部分, 在该区域内能够形成与外界安全隔离、存储敏感数据的内存区域地带, 更能快捷高效的对用户的个人隐私和数据进行加密保护, 而且存储在这个被隔离内存区域的数据信息只能够被所属的程序访问, 其他外界的应用程序没有权限访问他的数据, 计算机其他外界设备都没有办法从这个区域内调出数据, 因此更加能够保障计算机应用程序的安全高效的运行。

(3) 计算机硬件外围设备维护创新。计算机硬件外部设备的维护应该主要放在计算机显示器的维护和管理上, 这样可以很好的避免显示器的使用功能遭到损害。需要注意的是不要随意地打开和关闭计算机, 经常用专用的清洁剂和抹布进行清洁处理。对于电脑上的灰尘, 应该使用专用的工具进行清理。使用鼠标时避免用力点击鼠标, 免损坏鼠标的弹性开关。

(4) 计算机CPU维护和管理。在进行CPU的维护过程中, 还应该注意对于CI刀的通风散热装置做好灰尘清洁工作, 避免造成通风散热故障。最后还要保证CI刀的运行频率, 从而确保CI刀的工作运行频率正常, 避免折损CI刀的使用寿命和计算机系统的正常使用。

5 结语

随着社会的持续发展, 人们对计算机使用的频率也在不断的增大, 因此计算机硬件维护和管理的好坏直接影响着计算机的正常使用, 关系到数据和存储文件的安全, 我们要想提高计算机的使用效率, 就必须在日常及时发现使用中的问题, 及时将其排除, 从而让电脑的优势充分的发挥出来。

参考文献

[1]周伟, 李旭良, 李欣.网络环境下计算机硬件安全保障及维护策略研究[J].计算机光盘软件与应用, 2013 (12) :36-37.

[2]李斌.计算机硬件的发展及相关问题研究[J].计算机光盘软件与应用, 2013 (14) :302-303.

云计算与云设备 篇11

今年年初，在美国拉斯维加斯举办的国际消费电子展(CES2011)中，紧跟2010年最大热门产品iPad，各厂商均展出了自己的平板电脑。DELL、HP、索尼、东芝等纷纷登场，展出机型多达30余个。“平板电脑元年”也意味着云设备时代的开幕。

云计算与互联网一样，将长期引领技术的创新。从数据通信诞生的互联网目前已经成为通信行业的平台，为广播、出版、音乐等媒体行业带来了巨大改变。作为继互联网后的又一潮流，云计算将引领未来十年的技术创新。那么，云计算自身也将从数据中心向云网络、云设备延伸，最后进入云服务时代。

过去4年，美国企业在云计算业务上一直引领着世界。但是，在移动宽带与家电相融合的“云设备”到来之际，各国企业站在了同一起跑线上。

(一)过去4年美国企业引领世界云计算发展

2007年开始，IBM、Amazon、Google等倡导云计算的目的是“计算机技术创新”，当时流行的云计算定义如下：

软件安装与更新、数据备份、安全管理等复杂计算机操作交给云数据中心的专业人士，用户可以通过互联网在想用的时候用到这些数据与软件。云计算将你从计算机魔咒中解放出来……

实际上，从过去3、4年的发展趋势来看，云计算技术的创新主要集中在数据中心与网络应用。这也是云计算最初阶段的特征。

在数据中心，虚拟化技术与高效运行工具不断进化。所谓的虚拟化是指，将大型服务器与存储设备根据需要分割成一定数量的小型服务器或存储器，并加以利用。基于虚拟化技术，通过网络，用户可以在需要的时候，按照需要的数量使用IT资源。举例来说，传统企业计算机系统相当于套餐，菜量与价位是固定的，即使不饿，也必须购买固定的菜量。而云计算就像点餐，需要的时候，吃相应的量，付相应的费用。

应用方面，被称为SaaS、PaaS的云计算应用不断发展。这样一来，即便是数据存储于非常遥远的数据中心，用户与企业也可以访问平台，同时操作应用软件或开发管理应用。

(二)今年是云网络时代的萌芽期

由于WiMAX与LTE等高速移动网络建设已经正式启动，所以可以说，从今年开始，云计算步入了云网络时代。

今年年初Verizon公司董事长兼CEO伊万·塞登伯格(Ivan Seidenberg)将去年年底在38个城市启动的移动宽带LTE定位为该公司的重要战略。未来3年，该公司将在美国全境部属LTE网络。那样一来，美国各地将实现兆位级移动宽带的部署。

该公司的竞争对手AT&T也将在今年年底开展LTE商用测试，计划明年开始正式投入建设。同时，美国第三大移动运营商Sprint也与WiMAX运营商Clearwire合作推出了高速移动服务。

但是，由于LTE和WiMAX都需要巨额投资，仅仅依赖传统的手机业务，企业是难以回收巨额投资的。因此，美国运营商期望将平板电脑、笔记本电脑、电视、监控摄像头、汽车和自动售货机等所有机器都与LTE或WiMAX网络联结起来。

例如，Verizon今年在旧金山设立应用创新中心、在马萨诸塞州沃尔瑟姆设立LTE创新中心。前者旨在促进应用开发，后者旨在促进LTE设备开发。同时，新泽西州巴斯金里奇设立了LTE风险投资基金，也对移动宽带创业进行扶持。

而AT&T除了推进创新中心的建设外，还致力于开发面向个别行业的移动应用。例如，该公司在2010年秋设立了医疗保健(ForHealth)部门，与医院和大学共同开发无线监视患者足底压力的“Smart Slipper”。这是一款根据压力识别步行状态的仪器。只要患者一跌倒就会通知医护人员。

可以说，美国结合LTE与WiMAX建设，对云计算的应用与云设备开发投入了大量资金、人力和物力。

云设备开创云服务

随着WiMAX与LTE等高速移动网络建设的建设，占据云设备的重要部分的M2M方面也将得到充分的发展。

(一)M2M通信是什么？

例如，Telular公司提供的TankLink是一个基于M2M的储油罐监控服务。可以定期的、远程核对设置于野外的油罐的剩余油量，进行高效的补给与防范泄露。各油罐中所设置的传感器附带有移动调制解调器，能够将数据发送到TankLink公司的服务器中。用户通过该公司的网站可以随时确认剩余油量。这一类型的M2M称为“传感器/监控网络”。在水电煤气的远程抄表、ATM取款机的显示器等领域中广被使用。以往的DSL、光纤等有线网络虽然还被使用，但是布线施工、维护不便，传感网络开始向无线数据网络过渡。

而物流管理、资产管理所使用的“资产追踪”也是重要的M2M应用。美国国防部作为部队供给系统的一部分，很多处用到了资产追踪。这是一种将带有GPS功能的无线调制解调器张贴在集装箱上管理物流的系统，通过与RFID的结合使用，进行物资配送的具体管理。两伊战争期间，能够在每天早晨向前线士兵提供新鲜牛奶，就是来自这一追踪系统。这其实并不是高端系统，许多大型物流企业也广泛地采用着资产追踪。

一直以来，传感网络、资产追踪大多仅限于工业用途(B2B)。这是因为移动调制解调器与通信费用较高的原因。例如， FEMA(联邦应急管理局)使用的M2M调制解调器每台为700美元左右。同时，远程抄表等监控服务每个月租费为30美元左右。另外，需要将其中的2美元至6美元作为网络使用费支付给移动运营商，总的来说如果不是大型工业企业用户，成本就并不合算。相对于普通手机费用，目前M2M的成本要高出很多。

(二)面向消费者的M2M设备

目前一些备受关注的M2M云设备主要面向普通消费者。

开创这一潮流的先锋是2007年11月大型网上商店Amazon公司推出的电子书阅读器“Kindle”。该终端内，内置移动调制解调器，可以在任意场所购买并下载电子书，通信费用包括电子书的购买费用之中。

但是，Kindle之后没有出现更受欢迎的商品。这是因为移动网络设备的发展陷入到了智能手机快速普及下移动数据网络流量激增、传输能力紧张的“无线危机”。因此，没有分配流量使用能力的各个移动运营商在面向消费者提供得服务中，不能很好地支持M2M设备。

但是，最近状况发生了改变。例如，美国最大移动运营商Verizon从2008年开始了旨在促进移动M2M设备开发的“开放接入项目”。同时，该公司同步建设LTE网络，今年将在旧金山市开设应用创新中心、在沃尔瑟姆市(马萨诸塞州)开设LTE创新中心、在Basking Ridge(新泽西州)开设4G风险投资基金。这些旨在促进LTE设备开发举措中，M2M受到了特别的重视。

这一趋势下，2011年1月拉斯维加斯举办的CES(国际家电展)上，Verizon发布了多个面向LTE的设备，其中也有很多M2M。

而美国第二大移动运营商AT&T联手Alcatel-Lucent、Amdocs、Ericsson，在美国加州Palo Alto市、德克萨斯州Plano市、以色列等三个地方开设了创新中心。该中心目的也是促进M2M设备开发。

(三)全世界有500亿台云设备

为何主要移动运营商大力发展“面向消费者的M2M设备”呢？那是因为他们正在建设WiMAX或LTE等新一代移动数据网(4G)。

手机从1G的模拟信号到2G的数字、继而到3G的语音＋数据服务(智能手机)，不断地进行了技术的创新。但是，从目前的通信网来看，视频、图片、软件、文本等流量占大部分，语音只不过是一小部分。而且，不仅仅是平板电脑、上网本等计算机，未来，电视、收音机、机顶盒、数码相机、视频播放器、电子书阅读器、电子教材、数字标牌、洗衣机、清洗机等所有设备将具备网络功能。大型通信设备厂商爱立信资料显示，“2025年全世界将有500多亿台终端联结入网络”的时代快来了。

但是，目前的移动网络的结构上最适合语音通话，不适合占大部分的数据通信。因此，新一代网络4G目标是完全的移动宽带(All IP化)。也就是，从1G到3G都是“手机”，4G将变为放弃电话，纯粹的移动数据通信网。当然，4G网络也可以进行语音通话，那只不过是数据通信的一小部分。

这样的4G网络对于移动运营商来说，意味着向云设备时代转变。3G向4G过渡期将要用时5年。其间，移动运营商的核心收益来源如果没能将通话服务资费向移动宽带使用费转移的话，未来将无法生存。为此，他们需要尽快实现几十亿、上百亿的移动宽带设备时代。

(四)信息家电与云计算数据中心

从终端角度来看，服务器与内容(例如网站)是一体的；而从服务器角度来看的话，可以看见大量终端挂在网络上。于是，几千、几万个终端能够将各种信息发送到服务器。电视连接互联网的话，数以万计的智能电视将居住于网络。只有准备适合各个大量挂着的终端的应用与内容，使终端之间的相互关系智能化才是云设计的本质。

同时，云设备必然会出现新的服务。云设备上，不仅僅是单纯为了销售终端，还要设计成可接受云计算数据中心持续支持，根据用户偏好，提供最佳使用的方式。因此，未来在云设备的设计过程中，不仅仅是要考虑自己公司的产品设计，还要考虑如果其它公司的产品也可以经由云计算数据中心提供高级服务，就能够结合开展新的服务。

计算机硬盘组织和存储结构研究 篇12

从1957年IBM公司研制成功第一台真正意义上的硬盘存储器到现在, 在这短短的几十年时间里, 硬盘逐渐成为电脑不可缺少的外部存储设备, 被广泛应用。硬盘的容量成千上万倍地增长, 从当初的数十MB发展到现在的数百GB, 甚至达TB量级。硬盘容量的大幅度增加, 其寻址模式也随之不断变化。最早采用的是C/H/S (Cylinder/Head/Sector) 寻址模式, 它依据磁头数 (Heads) 、柱面数 (Cylinders) 和扇区数 (Sectors) 构成的绝对地址来寻址的, 也称为物理磁盘地址。通常DOS将“柱面/磁头/扇区”这样表示法称为“绝对扇区”表示法, 但DOS不能直接使用绝对扇区进行磁盘上的信息管理, 而是用所谓“相对扇区”或“DOS扇区”——即按扇区号, 磁头号, 柱面号 (磁道号) 增长的顺序连续地分配DOS扇区号。

在早期的硬盘中, 由于每个磁道的扇区数相等, 外磁道的记录密度远低于内磁道, 因此造成很多磁盘空间的浪费。为了解决这一问题, 人们改用等密度结构, 即外圈磁道的扇区比内圈磁道多。此种结构的硬盘不再具有实际的3D参数, 寻址方式也改为以扇区为单位的线性寻址, 这种寻址模式便是LBA (Logic Block Address, 逻辑块地址) 。在这种模式下, 硬盘的物理地址与逻辑地址的转换问题有一定必要性和复杂性, 本文对此进行讨论, 希望对感兴趣的读者有所帮助。

二、硬盘的物理地址与逻辑地址的互相转换过程

所谓逻辑扇区是物理扇区的一组连续数字的编号, 操作系统采用的一种扇区编号方式, 其编号是从0开始到某个最大值方式排列, 并连成一条线。使用逻辑扇区主要有以下两个优点:第一, 逻辑扇区的概念使硬盘的读写操作脱离了柱面、磁头和扇区的硬件参数;第二, 在硬盘中每一定数目的扇区组成了数据文件的最小单位——簇, 在对一个具体的簇进行读写操作时, 操作系统划分一个一维的逻辑扇区号要比使用三维物理扇区号简单得多, 如果一个簇的扇区跨越在两个盘片, 则使用“柱面、磁头和扇区”的表示方法就更加复杂了。那么硬盘的物理地址和逻辑地址是如何转换的呢?下面具体介绍其相互转换方法。

1. 硬盘物理地址转换为逻辑地址

首先来了解一下从C/H/S到LBA线性地址的转换规则。为了与使用C/H/S寻址的老软件兼容, 于是在硬盘控制器内部安装了一个地址翻译器, 它负责将C/H/S参数翻译成LBA地址。同时, 由于系统在写入数据时是按照从柱面到柱面的方式, 当上一个柱面写满数据后才移动磁头到下一个柱面, 而且是从柱面的第一个磁头的第一个扇区开始写入, 从而使磁盘性能最优。那么在对物理扇区进行线性编址时, 也是按照这种方式进行。即把第一柱面 (0柱) 第一磁头 (0面) 的第一扇区 (1扇区) 编为逻辑“0”扇区, 把第一柱面 (0柱) 第一磁头 (0) 面的第二扇区 (2扇区) 编为逻辑“1”扇区, 直至第一柱面 (0柱) 第一磁头 (0面) 的第63扇区 (63扇区) 编为逻辑“62”扇区, 然后将磁头转到第一柱面 (0柱) 第二磁头 (1面) 的第一扇区 (1扇区) , 接着上面其对应的逻辑编号为第“63”扇区, 0柱面所有扇区编号完毕后才转到1柱面的0磁头1扇区, 依次向下进行, 直到将所有的扇区都编上号。我们需要注意的是, 物理扇区C/H/S中的扇区编号是从“1”至“63”, 而逻辑扇区LBA方式下扇区是从“0”开始编号, 所有扇区编号按顺序进行。

在此转换过程中, 我们必须要知道的物理量有:

C1—起始扇区的柱面号

H1—起始扇区的磁头号

S1—起始扇区的扇区号

NS—每磁道的扇区数

NH—硬盘每柱面磁道数

C、H、S表示硬盘当前的柱面号、磁头号和扇区号, 则计算柱面C、磁头H、扇区S对应的相对逻辑扇区号RS的公式为:

逻辑扇区RS=NH×NS× (C-C1) +NS× (H-H1) + (S-S1) , 为验证此公式, 下面我们来举个例子。

实例:已知有一个4磁头 (硬盘每柱面的磁道数为4) , 每磁道有17个扇区的硬盘, 其中有一个逻辑硬盘D:, 它的第一个扇区在硬盘的柱面号为120, 磁头号为1, 扇区号为1的位置, 则计算柱面号为160, 磁头号为3, 扇区号为6的逻辑扇区号RS是多少?

分析:根据前面的说明, 已知条件有:C1=120, H1=1, S1=1, NS=17, NH=4, C=160, H=3, S=6, 则代入上面公式可得到逻辑扇区号RS=4×17× (160-120) +17× (3-1) + (6-1) =2759, 即硬盘柱面号为160, 磁头号为3, 扇区号为6的逻辑扇区号为2759。

2. 硬盘逻辑地址转换为物理地址

在对硬盘进行故障维护或者进行相关软件开发时, 不仅需要将硬盘的物理地址转换成逻辑地址, 有时还需要知道逻辑地址转换为物理地整理提供址的方法。

根据计算机中符号的常用法则, 我们用“div”表示除法运算, 用“mod”表示取余数运算, 其他参数如C、H、S依然表示硬盘当前的柱面、磁头和扇区号, C1、H1、S1、NS和NH含义也和上面一致。在已知硬盘逻辑地址即逻辑扇区号LS的情况下, 求硬盘对应的物理地址的柱面号C、磁头号H和扇区号S的方法如下:

C= ( (Ls div NS) div NH) +C1

H= ( (Ls div NS) mod NH) +H1

S= (Ls mod NH) +S1

实例:设硬盘的磁头号为4, 每磁道17个扇区, 其中逻辑硬盘D的第一个扇区在硬盘的柱面120、磁头1、扇区1上, 求逻辑D盘上逻辑扇区为2757编号对应的物理地址是多少?

分析:根据上面的已知条件, 我们可知C1=120, H1=1, S1=1, NS=17, NH=4, Ls=2757, 则将这些数据代入上面的公式可得:

C= ( (2757 div 17) div 4) +120=160

H= ( (2757 div 17) mod 4) +1=3

S= (2757 mod 17) +1=4

即逻辑扇区号Ls为2757的硬盘对应的物理地址为柱面号是160、磁头号是3和扇区号为4。

以上是本人的一些教学经验总结, 有可能还存在一些不完善的地方。我深知, 关于硬盘的这一块知识还有很多有待于我们去进一步地探索和积累, 所以希望大家对于以上的内容提出宝贵的意见, 以更好地促进我们的教学。

参考文献

[1]张钟澍.大容量硬盘修复技术及数据管理.电子科技大学出版社, 2008.

[2]范国渠.计算机组装与维护.北京:北京交通大学出版社, 2008.

[3]杜树杰.计算机组装与维护.北京:中国铁道出版社.www.51lunwen.com, 2009.