Збереження і резервування інформації

Завдання резервування

При експлуатації комп'ютера з різних причин можлива псування абовтрата інформації на магнітних носіях (вінчестері або дискетах). Цеможе статися через фізичної псування магнітного диска, неправильноїкоригування або випадкового знищення файлів, руйнування інформаціїкомп'ютерними вірусами і т.д. Для того щоб зменшити або взагалізапобігти втрати в таких ситуаціях, слід мати копії використовуванихфайлів і періодично оновлювати копії змінних робочих файлів.

Розглянемо способи резервування та збереження інформації длярозробників, що займаються САПР, обробкою цифрового звуку, зображень,тобто пов'язаних з великим об'ємом використаної та оброблюваноїінформації.

Використовувати дискети з метою збереження інформації (як це робитьсязвичайно) дуже не раціонально і, більше того, дуже не зручно, у зв'язку з їїбільшим обсягом. Тому доцільно застосовувати накопичувачі, що забезпечуютьпорівняно невеликий час доступу і володіють великою ємністю.
Використовуємо для цих цілей лазерні диски та, що з'явилися недавно (длярядового користувача) накопичувачі на магнітооптичних і магнітних дисках.

Лазерні диски

Перші лазерні (оптичні) диски з'явилися в 1972 році іпродемонстрували великі можливості зі зберігання інформації. Обсягищо зберігається на них інформації дозволяють використовувати їх для зберігання величезнихмасивів даних (таких як бази даних, енциклопедії, колекції відео тааудіо даних). Один оптичний диск, діаметром 12см володіє ємністю до
680 Мбайт! Такий обсяг збережених даних, з часом доступу до диску близько
200мс, швидкістю читання близько 1200 кілобайт за секунду (для 8-мишвидкісних накопичувачів) і, що не менш важливо, низька собівартість такихдисків (порядку декількох доларів) зробили їх дуже швидкопоширеними хранителями інформації. Легка заміна цих дисківдозволяє носити із собою усі матеріали, необхідні для роботи, в будь-якомуобсязі. Оптичні диски мають дуже високу надійність і довговічність,що дозволяє використовувати їх для архівного зберігання інформації. Алетрудомістка процедура запису й неможливість перезапису обмежуєзастосування оптичних дисків, як пристрої для резервного зберіганняінформації. Але, тим не менше, якщо розробник використовує великий обсягпостійних (не змінних) даних, наприклад, бази даних, різнібібліотеки, то він може їх записати на диск і використовувати його, а незаймати місце на вінчестері під дану інформацію. Таким чином,оптичні диски використовують як сховище великих обсягів інформації.

Для підключення накопичувача звичайно застосовується інтерфейс IDE, який такж використовується для підключення до комп'ютера вінчестерів. У комплект входитьінсталяційна програма. Вона змінює конфігураційні файли системи так,щоб з файлу CONFIG.SYS завантажувався драйвер, який служить "перекладачем"при взаємодії дисковода і ПК, а з файлу AUTOEXEC.BAT запускаласяпрограма MSCDEX.EXE, що завершує процес інсталяції накопичувача. Цедозволяє настроїти систему таким чином, щоб накопичувач система
"Бачила" як ще один диск. Таким чином, підключення,настройка і використання накопичувача на лазерних дисках не представляєвеликої складності.

Останнім часом з'явилося безліч варіантів перезаписуваних оптичнихдисків. Фірми виробники пропонують різні технічні рішення даноїпроблеми. Наприклад, пропонувалися пристрої, здатні записуватиінформацію на диски прямо на робочому місці користувача, алеперезапис такої інформації залишалася під питанням.

Магнитооптичні диски

Найбільш життєздатними оптичними дисками, що мають властивостіперезапису, на сьогоднішній день є магнітооптичні (МО) диски.
Вперше МО диски з'явилися в 1988 році і поєднали в собі компактністьдискети та накопичувача Bernoulli Box, швидкість середнього жорсткого диска,надійність стандартного Компакт Диска і ємність порівнянну з DAT стрічками. Алеширокому розповсюдженню МО дисків заважає порівняно дорога вартість іконкуренція сучасних жорстких дисків. В порівнянні з сучаснимижорсткими дисками, вони більш повільні і поступаються їм за максимальними обсягамизбереженої інформації. Це робить неможливим застосування МО дисків замістьтрадиційних вінчестерів. При цьому МО диски мають великі перспективи яквторинні накопичувачі, що застосовуються для резервного зберігання інформації.

МО накопичувач побудований на поєднанні магнітного й оптичного принципузберігання інформації. Записування інформації проводиться за допомогою променялазера і магнітного поля, а зчитування за допомогою одного тільки лазера. Упроцесі запису на МО диск лазерний промінь нагріває певні точки надиску, і під впливом температури опірність змініполярності, для нагрітої точки, різко падає, що дозволяє магнітному полюзмінити полярність точки. Після закінчення нагрівання опірність зновузбільшується, але полярність нагрітої точки залишається відповідно домагнітним полем застосованим до неї в момент нагрівання. У наявних насьогоднішній день МО накопичувачах для запису інформації застосовуються двациклу: цикл стирання і цикл запису. У процесі стирання магнітне полемає однакову полярність, відповідну двійковим нулях. Лазерний проміньнагріває послідовно весь стирані ділянку і таким чином записуєна диск послідовність нулів. У циклі запису полярність магнітного поляміняється на протилежну, що відповідає двійковій одиниці. У цьомуциклі лазерний промінь включається тільки на тих ділянках, які повиннімістити двійкові одиниці, і залишаючи ділянки з двійковими нулями беззмін. В процесі читання з МО диска використовується ефект Керра,що полягає у зміні площини поляризації відбитого лазерного променя,в залежності від напрямку магнітного поля відображає елементу.
Відображає елементом в даному випадку є намагнічена при записіточка на поверхні диска, що відповідає одному біту збереженоїінформації. При зчитуванні використовується лазерний промінь невеликийінтенсивності, що не приводить до нагрівання зчитує ділянки, таким чином,при зчитуванні зберігається інформація не руйнується. Такий спосіб на відмінувід звичайного, який застосовується в оптичних дисках, не деформує поверхнюдиска і дозволяє повторний запис без додаткового обладнання. Цейспосіб також має перевагу перед традиційною магнітною записом уплані надійності. Так як перемагнічування ділянок диска можливо тількипід дією високої температури, то ймовірність випадковогоперемагнічування дуже низька, на відміну від традиційної магнітного запису,до втрати якої можуть призвести випадкові магнітні поля.

Механізми МО накопичувачів будуються на базі механізмів звичайних дисководів зневеликими конструктивними вдосконаленнями. Як інтерфейс МОнакопичувачі оснащуються SCSI адаптерами (16 або 8 бітними). Разом знакопичувачем поставляються драйвера диска і утиліти форматування низькогорівня. Багато постачальників також оснащують свої вироби спеціальнимипрограмами для резервного копіювання. В даний час існуютьбільше форматів для форматування МО дисків CCS (безперервнекомбіноване спостереження) та SS (шаблонне спостереження). Перший з форматівдозволений стандартом ANSI, а другий також і ISO. В даний час формат
CCS більш популярний і має більше поширення. Стандартами визначенодва розміри сектора 512 і 1024 байт. Деякі виробники змогли зробитичитання секторів будь-якого розміру, але їх меншість. Більшістьвиробників підтримують розмір сектора дорівнює 512 байт.

Область застосування МО дисків визначається його високими характеристикамипо надійності, об'єму і змінюваності. МО диск можна використовувати для завдань,вимагають великого дискового об'єму, це такі завдання, як САПР, обробказображень, звуку. Однак невелика швидкість доступу до даних, не даєможливості застосовувати МО диски для завдань критичних до часу. Тому МОдиски звичайно застосовуються для зберігання на них тимчасової або резервноїінформації. Для МО дисків дуже вигідним використанням є резервнекопіювання жорстких дисків або баз даних. На відміну від традиційнозастосовуваних для цих цілей стримерів, при зберіганні резервної інформації на
МО дисках, істотно збільшується швидкість відновлення даних післязбою. Це пояснюється тим, що МО диски є пристроями здовільним доступом, що дозволяє швидко відновлювати дані, вяких виявився збій. Крім цього при такому способі відновлення немаєнеобхідності повністю зупиняти систему до повного відновленняданих. Ці переваги в поєднанні з високою надійністю зберіганняінформації роблять застосування МО дисків при резервному копіюванні вигідним,хоча й більш дорогим у порівнянні з стримера. Застосування МО дисків,також доцільно при роботі з приватною інформацією великих обсягів.
Легка змінюваність дисків дозволяє використовувати їх тільки під час роботи,не піклуючись про охорону комп'ютера в неробочий час, дані можуть зберігатисяв окремому, місці, що охороняється. Це ж властивість робить МО диски незаміннимив ситуації, коли необхідно перевозити великі обсяги з місця на місце,наприклад, з роботи додому і навпаки.

У таблиці наведено порівняльну характеристику застосовності МО дисківдля різних класів.

Змінні магнітні диски

У березні 1995р фірма Iomega випустила накопичувач Zip ціною $ 200, назмінних дисках якого міститься до 100 Мбайт інформації і коштують вониблизько $ 20. Накопичувач Zip став самим недорогим засобом для переміщенняданих і збільшення обсягу інформації, що зберігається. Іноді його навіть називаютьнакопичувачем на гнучких дисках наступного покоління. Накопичувач Zip працюєна 3,5-дюймових змінних магнітних картриджах і поєднує швидкодіювінчестера із зручністю дискети (обсяг диска - 100 Мбайт, швидкість обертання
- Близько 3000 об./хв, час доступу - не більше 30 мс). Дисковод може бутипідключений до комп'ютера через інтерфейс SCSI або паралельний порт, причому востанньому випадку залишається додатковий "транзитний" вихід для принтера. Знакопичувачем поставляється власне програмне забезпечення Zip Tools длярезервного копіювання даних і каталогізації дисків. Пристрій однаководобре працює в різних ОС, будь то DOS, Windows або OS/2. Масанакопичувача 450г.

Накопичувачі Jaz - це нове втілення ідеї змінного магнітного диска іефективний спосіб необмеженого нарощування дискового простору ПК.
Підключивши накопичувач Jaz до SCSI-адаптера, можна отримати ще один змінний
"Жорсткий диск" об'ємом 1 Гбайт. Накопичувач Jaz використовує магнітніносії та працює за тим же принципом, що й жорсткий диск. Час доступудо даних (17 мс) і час пошуку (12 мс) пристрою Jaz порівнянні заналогічними характеристиками сучасних вінчестерів. На копіювання 1
Гбайта інформації потрібно близько п'яти хвилин, тому дисковод дуже зручнийдля архівації даних. Один картридж Jaz дозволяє зберігати івідтворювати, наприклад, двогодинний відеофільм (у форматі MPEG-1),восьмигодинний звукозапис високої якості або 150 кольорових фотографій вформаті PhotoCD. Подібно накопичувача Zip, пристрій Jaz поставляється звласним програмним забезпеченням Jaz Tools, яке є сумісним з
Windows, Windows 95, OS/2 і дозволяє оптимально використовувати дисковийпростір, створювати і каталогізувати многогігобайтовие архіви надекількох дисках.

Використання програм архівації

Розглянуті вище засоби створення резервних копій даних припускаютьпряме копіювання інформації на носії. При цьому архівні копії займаютьстільки ж місця, скільки займають вихідні файли. Це нормально, якщоносій має великий обсяг і не потрібно економити місце. Але якщотаких накопичувачів немає і бажано заощадити місце, займане архівом, томожна скористатися стандартним способом - тримати архіви на гнучкихмагнітних дисках (дискетах). У цьому випадку зручно скористатися длястворення архівних копій спеціальними програмами для архівації файлів. Ціпрограми дозволяє не тільки заощадити місце на архівних дискетах, а йоб'єднувати групи спільно використовуваних файлів в один архівний файл, щодозволяє набагато легше розбиратися в архіві файлів.

Архівний файл являє собою набір з одного або декількох файлів,поміщених в стислому вигляді в єдиний файл, з якого їх можна занеобхідності отримати в первинному вигляді. Архівний файл міститьзміст, що дозволяє дізнатися, які файли містяться в архіві, а такожкод циклічного для кожного файлу, що дозволяє перевірити цілісністьархіву.

Існує багато програм-архіваторів, що мають різні показники поступеня і часу стиснення, ці показники можуть бути різними для різнихфайлів (текстових, графічних, виконуваних і т.д.), тобто один архіватордобре стискає текстовий файл, а інша - що виконується. Серед найбільшвідомих і часто використовуваних програм виділяються наступні: ARJ, PKZIP,
RAR, LHA, HA і ін

Динамічне стиск даних

Існує програми, в яких стиснення даних реалізовано на рівнідрайверів. Замість того, щоб стискати файли окремо або групами,програма стискає цілком весь диск. Програма "на льоту" упаковуєдані, що записуються на диск, і автоматично розпаковує зчитуються здиска. У результаті робота програми для користувача непомітна: післявстановлення програми не доводиться вибирати які саме файли потрібностискати. При цьому спостерігається невелике уповільнення роботи при читанні ізапису даних на стиснений диск, але воно не сильно відчувається.

Існують дві відомі програми, які виконують даний спосіб упаковки,це DoubleSpace і Stacker. DoubleSpace входить в постачання MS DOS, починаючи зшостої версії, а Stacker поставляється окремо.

Дані компакт-дисків може створювати на носіях порівняно великого об'єму,наприклад, на магнітооптичних дисках або на дисках типу Zip, Jaz. Надискетах краще все ж таки користуватися звичайними архіваторами.

Висновки

Розглянуті способи і засоби резервування та збереження данихдозволяють швидко створювати архівні копії робочих файлів і надійно захищатиінформацію від знищення або псування в різних непередбачених ситуаціях.

Список використаної літератури

1. Журнал "PC Magazine" (Russian Edition) N2 1991
2. Журнал "Мир ПК" N5-6 1995
3. Журнал "Мир ПК" N12 1995
4. Журнал "Мир ПК" N1 1996