楊茂凱

（南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南京 210000）

關(guān)鍵字：硬盤還原卡；工作原理；優(yōu)化設(shè)計(jì)；斷點(diǎn)續(xù)傳；差異拷貝

0 引言

在高職院校中，開展計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)的主要場(chǎng)地就是公共計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室。它不僅是提高學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)能力的一個(gè)重要場(chǎng)所，也是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行深入研究與探索的實(shí)驗(yàn)基地。所以，公共計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室所承載的教學(xué)認(rèn)為非常重大，且關(guān)系到全校師生的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)應(yīng)用知識(shí)的學(xué)習(xí)與探索。其主要任務(wù)在于：可以為全校師生提供學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識(shí)的換金，而且可以為師生提供上機(jī)體驗(yàn)與服務(wù)。其中主要包含的教學(xué)內(nèi)容有：基礎(chǔ)知識(shí)的培養(yǎng)、基礎(chǔ)知識(shí)的考核、基礎(chǔ)知識(shí)的統(tǒng)計(jì)與測(cè)評(píng)，以及供給學(xué)生休閑娛樂(lè)的空間和專業(yè)領(lǐng)域課題研究的平臺(tái)。但是，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，公共計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室需要進(jìn)行經(jīng)常性的維護(hù)，且維護(hù)時(shí)間較差，維護(hù)工作繁瑣。甚至一些時(shí)候會(huì)因?yàn)榫S護(hù)周期太久而拖延學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間，造成教學(xué)工作無(wú)法正常開展。另外，因?yàn)榻虒W(xué)系統(tǒng)和教學(xué)軟件需要定期升級(jí)，所以在對(duì)其升級(jí)的時(shí)候只能通過(guò)加班加點(diǎn)的方式來(lái)完成，面對(duì)成百上千臺(tái)計(jì)算機(jī)，其升級(jí)的工程不亞于對(duì)實(shí)驗(yàn)室從建的工程。而且，有時(shí)還涉及到數(shù)據(jù)的更新、補(bǔ)丁的下載、病毒的查殺等。凡此種種，都需要對(duì)所有計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行拷貝處理。而且根本無(wú)法確保能夠一次性拷貝成功，同時(shí)對(duì)于計(jì)算機(jī)的安全也造成了潛在的風(fēng)險(xiǎn)。在此，通過(guò)還原卡的斷點(diǎn)續(xù)傳功能，以及差異拷貝方法可以有效解決這一問(wèn)題，并且可以降低科研事故以及教學(xué)事故的發(fā)生概率，提高維護(hù)工作的開展進(jìn)度，促進(jìn)整體教學(xué)的質(zhì)量[1-3]。

1 計(jì)算機(jī)硬盤還原卡的工作原理

在計(jì)算機(jī)中加裝藍(lán)光還原卡能夠讓硬盤在損壞之后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)恢復(fù)，但是前提是在非物理?yè)p壞的情況下。其主體構(gòu)件單元為EPROM芯片，并安插于硬盤的主引導(dǎo)扇區(qū)內(nèi)進(jìn)行工作與運(yùn)行。而計(jì)算機(jī)硬盤還原卡的核心則是EPROM芯片的內(nèi)存程序，在該核心當(dāng)中，有著以下幾大特點(diǎn)：第一是可實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)的功能。并且可以獨(dú)立完成系統(tǒng)的操作與運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的引導(dǎo)。該功能可以用來(lái)還原虛擬功能，而在還原虛擬技術(shù)中，主要又分為以下幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)：可以有效攔截一切ntl3H當(dāng)中，對(duì)計(jì)算機(jī)硬盤的0柱面、0磁頭以及1扇區(qū)的相關(guān)操作。第二是可以實(shí)現(xiàn)讀寫操作，而且可以將一切關(guān)于0柱面、0磁頭以及1扇區(qū)的操作轉(zhuǎn)化為虛擬程序進(jìn)行還原備份。通過(guò)該方法，可以有效促進(jìn)虛擬代碼的還原與保護(hù)，而且可以確保在還原和備份的過(guò)程中不會(huì)受到外來(lái)病毒的攻擊與破壞。同時(shí)，基于此，還可以防止在進(jìn)行還原和操作的過(guò)程中出現(xiàn)代碼被認(rèn)為破譯的情況。即便是通過(guò)扇區(qū)編輯工具對(duì)主導(dǎo)區(qū)進(jìn)行分析，其現(xiàn)實(shí)中所呈現(xiàn)的內(nèi)容其實(shí)是經(jīng)過(guò)備份之后傳遞給主導(dǎo)區(qū)的內(nèi)容，并不是真正意義上的主導(dǎo)區(qū)內(nèi)容。在計(jì)算機(jī)的硬盤分類中，主要區(qū)分為操作系統(tǒng)引導(dǎo)扇區(qū)、主引導(dǎo)扇區(qū)以及FAT和DIR以及DATA扇區(qū)等。其不同的扇區(qū)所負(fù)責(zé)的工作與運(yùn)行內(nèi)容也不盡相同。如，F(xiàn)AT扇區(qū)主要負(fù)責(zé)文件的分配，屬于尋址系統(tǒng)。而DIR扇區(qū)則是目錄區(qū)域，負(fù)責(zé)記錄文件的單元。在對(duì)還原卡進(jìn)行應(yīng)用的時(shí)候，因?yàn)閮H對(duì)備份內(nèi)容作出了操作，其硬盤并沒(méi)有被修改，所以在系統(tǒng)重啟之后便可還原到初始狀態(tài)下[4-5]。

2 計(jì)算機(jī)硬盤還原卡的優(yōu)化功能簡(jiǎn)介

2.1 斷點(diǎn)續(xù)傳

正常情況下，在高職院校的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中，每學(xué)期都會(huì)對(duì)其進(jìn)行以此系統(tǒng)的重建與維護(hù)處理。以此來(lái)確保學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容更新以及教師的教學(xué)素材替換。在當(dāng)前，絕大部分學(xué)校在對(duì)其進(jìn)行操作的時(shí)候，都會(huì)利用網(wǎng)絡(luò)拷貝的方式組織實(shí)施。在此，利用藍(lán)光變量卡可使其速度提升到每分鐘500M以上，同時(shí)應(yīng)用該方法還能打破一網(wǎng)段250臺(tái)計(jì)算機(jī)的上限控制，使其能夠?qū)崿F(xiàn)翻倍的網(wǎng)段擴(kuò)增。為便于管理，學(xué)校計(jì)算機(jī)的用電較為集中，所在在對(duì)其進(jìn)行維護(hù)的時(shí)候會(huì)釋放出較大的功率，從而導(dǎo)致電負(fù)荷的壓力增加。在此狀態(tài)下，常會(huì)出現(xiàn)斷電的現(xiàn)象。一旦斷電，若應(yīng)用以往的還原卡，變只能重新拷貝。但是，在之前的還原卡上，對(duì)其進(jìn)行FAT信息保存的設(shè)計(jì)，可以使其實(shí)現(xiàn)臨時(shí)儲(chǔ)存的功能。及時(shí)在拷貝過(guò)程中發(fā)生斷電的情況，也不會(huì)影響到拷貝的進(jìn)度。只需要再次重啟之后重新連接，便可以繼續(xù)拷貝剩余數(shù)據(jù)內(nèi)容。另外，在拷貝過(guò)程中，部分電腦會(huì)出現(xiàn)暫時(shí)性故障，從而導(dǎo)致整個(gè)拷貝速度下降，在利用藍(lán)光還原卡時(shí)，可以有效防止這一情況的發(fā)生，而且可以準(zhǔn)確鎖定故障計(jì)算機(jī)的位置，這樣便有利于維護(hù)工作的高效開展。最后，由于拷貝的IP都是重復(fù)的，為實(shí)現(xiàn)對(duì)IP的自動(dòng)修改，可應(yīng)用藍(lán)光還原卡對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)干預(yù)，以此確保IP的重新編輯，以及故障計(jì)算機(jī)的位置預(yù)留，實(shí)現(xiàn)整個(gè)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室IP的順序編配[6-8]。

2.2 差異拷貝

2.2.1 選擇便利且智能判斷

對(duì)差異拷貝技術(shù)進(jìn)行使用，可以有效代替?zhèn)鹘y(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拷貝模式，而且還改變了臨時(shí)增量拷貝操作的功能，使其在唯一的差異性功能下進(jìn)行拷貝作業(yè)。在此期間，可隨時(shí)進(jìn)行拷貝，而且拷貝全程均為差異拷貝。由于先前的功能較多，而且使用較為繁瑣，所以在拷貝過(guò)程中很容易出現(xiàn)無(wú)效數(shù)據(jù)，為避免這一情況對(duì)系統(tǒng)造成的影響，降低拷貝的實(shí)踐，通過(guò)全新的還原卡可對(duì)其實(shí)現(xiàn)深度操作，并且能夠有效判斷FAT32，NTFS多種格式的數(shù)據(jù)信息。傳統(tǒng)的還原卡并不支持unix，所以在拷貝過(guò)程中只能選擇一臺(tái)計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行安裝，隨后在其它計(jì)算機(jī)上進(jìn)行虛擬登錄，這樣呈現(xiàn)出來(lái)的教學(xué)效果質(zhì)量非常差，而且很難滿足學(xué)生的需求。

2.2.2 分區(qū)設(shè)計(jì)的拷貝單位

在差異拷貝過(guò)程中，所使用的技術(shù)主要是分區(qū)拷貝，在此環(huán)境下，可實(shí)現(xiàn)自由選取拷貝分區(qū)，并且可以結(jié)合不同的系統(tǒng)進(jìn)行不同方式的操作。同時(shí)，所拷貝的內(nèi)容也是樣機(jī)和接收端的差異數(shù)據(jù)。其速度非?？欤以诰S護(hù)過(guò)程中可以節(jié)約大量的時(shí)間，根本不必停課維護(hù)，或者是專門維護(hù)。在之前，進(jìn)行拷貝的時(shí)候經(jīng)常會(huì)遇到拷貝失敗的現(xiàn)象，而且需要不斷的重新拷貝，特別是在面對(duì)學(xué)生考試的時(shí)候，需要對(duì)其進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)保存，但是在考試完畢之后，又需要有專業(yè)人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清除，而且在清除的過(guò)程中還需要花費(fèi)大量的時(shí)間，耗費(fèi)大量的精力。在這一問(wèn)題的困擾下，研究人員對(duì)其作出了深度的分析與探索，隨后對(duì)其進(jìn)行了單獨(dú)分區(qū)的制作，基于此，在差異拷貝的技術(shù)支撐下，源于其數(shù)據(jù)變化內(nèi)容的范圍不會(huì)無(wú)限度擴(kuò)大，所以其整個(gè)效率便得到了較大的提升。甚至可以在課件幾分鐘之內(nèi)就可以將之有效完成[9]。

2.2.3 杜絕缺陷的優(yōu)化技術(shù)

通過(guò)差異拷貝的方式，可以有效防止增量基準(zhǔn)點(diǎn)不同，就無(wú)法進(jìn)行增量拷貝的這一問(wèn)題發(fā)生。在不考慮這一問(wèn)題的情況下，可實(shí)現(xiàn)任意時(shí)間的數(shù)據(jù)處理，并且可以在任意狀態(tài)下對(duì)計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)變化進(jìn)行拷貝。這樣，就可以放心大膽的進(jìn)行系統(tǒng)操作，處理數(shù)據(jù)信息，從而不必?fù)?dān)心功能失效以及拷貝失敗的問(wèn)題。比如，可以在發(fā)送端載入一個(gè)濾鏡插件，然后當(dāng)接收段的數(shù)據(jù)出現(xiàn)變化之后，依然可以完成剩余的數(shù)據(jù)拷貝工作，并且不需要考慮基準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)于數(shù)據(jù)拷貝以及計(jì)算機(jī)硬盤和系統(tǒng)的影響。

2.3 硬盤IDE通道保護(hù)技術(shù)

當(dāng)前，有很多病毒的傳播就是在計(jì)算機(jī)的硬盤還原卡上設(shè)計(jì)而成的。比如，破壞力比較大的機(jī)器狗就是其中的一個(gè)木馬程序。其實(shí)，這就是一種基于木馬程序中存在的下載器。如果對(duì)其進(jìn)行下載，便會(huì)自動(dòng)接入到網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中自行下載病毒并且傳播病毒。這會(huì)嚴(yán)重的危及到賬號(hào)的安全以及個(gè)人信息的安全。在類似的病毒開始運(yùn)行之后，一般都會(huì)出現(xiàn)一種“PCIHDD，SYS”的驅(qū)動(dòng)文件。該驅(qū)動(dòng)文件和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的硬盤還原卡驅(qū)動(dòng)會(huì)進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制權(quán)的搶奪，并且會(huì)自動(dòng)替換userinit.exe文件，從而使其能夠在開機(jī)的過(guò)程中自動(dòng)啟動(dòng)并運(yùn)行。由此可見，病毒穿過(guò)保護(hù)卡的主要成因是磁盤過(guò)濾驅(qū)動(dòng)的保護(hù)能力太低，若病毒對(duì)硬盤進(jìn)行直接改寫，保護(hù)卡根本無(wú)法發(fā)揮有效的抵御作用。當(dāng)前，絕大多數(shù)的保護(hù)卡并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的突破與創(chuàng)新，而且基本都是以補(bǔ)丁的形式對(duì)其進(jìn)行“哪壞補(bǔ)哪”的操作。以此實(shí)現(xiàn)在不斷地研究的研究過(guò)程中探索出新的病毒樣本，以此對(duì)補(bǔ)丁進(jìn)行全新的設(shè)計(jì)與開發(fā)，起到徹底防御的效果，使其作用大大提高。在經(jīng)過(guò)優(yōu)化的還原卡中，所采用的是暫存區(qū)智能延展的技術(shù)，在提前預(yù)設(shè)的空間不足時(shí)，可實(shí)現(xiàn)硬盤剩余空間的調(diào)動(dòng)，并且可將之作為臨時(shí)空間進(jìn)行應(yīng)用，從而保證在拷貝和數(shù)據(jù)的處理過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)死機(jī)和藍(lán)屏的現(xiàn)象[10]。

3 結(jié)語(yǔ)

硬盤還原卡得到了許多使用者的認(rèn)同，也必將以其經(jīng)濟(jì)性、即插即用、不占硬盤空間、能有效保護(hù)硬盤數(shù)據(jù)等優(yōu)點(diǎn)受到越來(lái)越多用戶特別是高校、企事業(yè)單位的青睞。但是我們必須看到目前所使用的很多品牌的硬盤還原卡， 主要功能也相似，附帶功能也越來(lái)越多，可碰到不同芯片的主板時(shí)，對(duì)硬件的兼容性會(huì)有所差別。另外，硬盤還原卡對(duì)軟件的兼容性也各有差別。同時(shí)，現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)許多入侵破解還原卡的方法，對(duì)許多用戶來(lái)說(shuō)也是不小的挑戰(zhàn)，如何有效防范硬盤還原卡的固有漏洞和其他兼容性，傳輸效率問(wèn)題，拓展并提升硬盤還原卡的性能，也是擺在設(shè)計(jì)者和使用人員面前一個(gè)新的課題。