硬盘还原卡工作原理和实验室优化功能的分析

杨茂凯

（南京工业职业技术学院，江苏 南京 210000）

关键字：硬盘还原卡；工作原理；优化设计；断点续传；差异拷贝

0 引言

在高职院校中，开展计算机基础知识教学的主要场地就是公共计算机实验室。它不仅是提高学生计算机基础知识学习能力的一个重要场所，也是培养学生对计算机基础知识进行深入研究与探索的实验基地。所以，公共计算机实验室所承载的教学认为非常重大，且关系到全校师生的计算机基础应用知识的学习与探索。其主要任务在于：可以为全校师生提供学习计算机知识的换金，而且可以为师生提供上机体验与服务。其中主要包含的教学内容有：基础知识的培养、基础知识的考核、基础知识的统计与测评，以及供给学生休闲娱乐的空间和专业领域课题研究的平台。但是，在实际应用过程中，公共计算机实验室需要进行经常性的维护，且维护时间较差，维护工作繁琐。甚至一些时候会因为维护周期太久而拖延学生的学习时间，造成教学工作无法正常开展。另外，因为教学系统和教学软件需要定期升级，所以在对其升级的时候只能通过加班加点的方式来完成，面对成百上千台计算机，其升级的工程不亚于对实验室从建的工程。而且，有时还涉及到数据的更新、补丁的下载、病毒的查杀等。凡此种种，都需要对所有计算机的数据进行拷贝处理。而且根本无法确保能够一次性拷贝成功，同时对于计算机的安全也造成了潜在的风险。在此，通过还原卡的断点续传功能，以及差异拷贝方法可以有效解决这一问题，并且可以降低科研事故以及教学事故的发生概率，提高维护工作的开展进度，促进整体教学的质量[1-3]。

1 计算机硬盘还原卡的工作原理

在计算机中加装蓝光还原卡能够让硬盘在损坏之后实现自动恢复，但是前提是在非物理损坏的情况下。其主体构件单元为EPROM芯片，并安插于硬盘的主引导扇区内进行工作与运行。而计算机硬盘还原卡的核心则是EPROM芯片的内存程序，在该核心当中，有着以下几大特点：第一是可实现启动的功能。并且可以独立完成系统的操作与运行，从而实现系统的引导。该功能可以用来还原虚拟功能，而在还原虚拟技术中，主要又分为以下几个关键环节：可以有效拦截一切ntl3H当中，对计算机硬盘的0柱面、0磁头以及1扇区的相关操作。第二是可以实现读写操作，而且可以将一切关于0柱面、0磁头以及1扇区的操作转化为虚拟程序进行还原备份。通过该方法，可以有效促进虚拟代码的还原与保护，而且可以确保在还原和备份的过程中不会受到外来病毒的攻击与破坏。同时，基于此，还可以防止在进行还原和操作的过程中出现代码被认为破译的情况。即便是通过扇区编辑工具对主导区进行分析，其现实中所呈现的内容其实是经过备份之后传递给主导区的内容，并不是真正意义上的主导区内容。在计算机的硬盘分类中，主要区分为操作系统引导扇区、主引导扇区以及FAT和DIR以及DATA扇区等。其不同的扇区所负责的工作与运行内容也不尽相同。如，FAT扇区主要负责文件的分配，属于寻址系统。而DIR扇区则是目录区域，负责记录文件的单元。在对还原卡进行应用的时候，因为仅对备份内容作出了操作，其硬盘并没有被修改，所以在系统重启之后便可还原到初始状态下[4-5]。

2 计算机硬盘还原卡的优化功能简介

2.1 断点续传

正常情况下，在高职院校的计算机实验室中，每学期都会对其进行以此系统的重建与维护处理。以此来确保学生的学习内容更新以及教师的教学素材替换。在当前，绝大部分学校在对其进行操作的时候，都会利用网络拷贝的方式组织实施。在此，利用蓝光变量卡可使其速度提升到每分钟500M以上，同时应用该方法还能打破一网段250台计算机的上限控制，使其能够实现翻倍的网段扩增。为便于管理，学校计算机的用电较为集中，所在在对其进行维护的时候会释放出较大的功率，从而导致电负荷的压力增加。在此状态下，常会出现断电的现象。一旦断电，若应用以往的还原卡，变只能重新拷贝。但是，在之前的还原卡上，对其进行FAT信息保存的设计，可以使其实现临时储存的功能。及时在拷贝过程中发生断电的情况，也不会影响到拷贝的进度。只需要再次重启之后重新连接，便可以继续拷贝剩余数据内容。另外，在拷贝过程中，部分电脑会出现暂时性故障，从而导致整个拷贝速度下降，在利用蓝光还原卡时，可以有效防止这一情况的发生，而且可以准确锁定故障计算机的位置，这样便有利于维护工作的高效开展。最后，由于拷贝的IP都是重复的，为实现对IP的自动修改，可应用蓝光还原卡对其进行自动干预，以此确保IP的重新编辑，以及故障计算机的位置预留，实现整个计算机实验室IP的顺序编配[6-8]。

2.2 差异拷贝

2.2.1 选择便利且智能判断

对差异拷贝技术进行使用，可以有效代替传统的网络拷贝模式，而且还改变了临时增量拷贝操作的功能，使其在唯一的差异性功能下进行拷贝作业。在此期间，可随时进行拷贝，而且拷贝全程均为差异拷贝。由于先前的功能较多，而且使用较为繁琐，所以在拷贝过程中很容易出现无效数据，为避免这一情况对系统造成的影响，降低拷贝的实践，通过全新的还原卡可对其实现深度操作，并且能够有效判断FAT32，NTFS多种格式的数据信息。传统的还原卡并不支持unix，所以在拷贝过程中只能选择一台计算机对其进行安装，随后在其它计算机上进行虚拟登录，这样呈现出来的教学效果质量非常差，而且很难满足学生的需求。

2.2.2 分区设计的拷贝单位

在差异拷贝过程中，所使用的技术主要是分区拷贝，在此环境下，可实现自由选取拷贝分区，并且可以结合不同的系统进行不同方式的操作。同时，所拷贝的内容也是样机和接收端的差异数据。其速度非常快，而且在维护过程中可以节约大量的时间，根本不必停课维护，或者是专门维护。在之前，进行拷贝的时候经常会遇到拷贝失败的现象，而且需要不断的重新拷贝，特别是在面对学生考试的时候，需要对其进行大量的数据保存，但是在考试完毕之后，又需要有专业人员对数据进行清除，而且在清除的过程中还需要花费大量的时间，耗费大量的精力。在这一问题的困扰下，研究人员对其作出了深度的分析与探索，随后对其进行了单独分区的制作，基于此，在差异拷贝的技术支撑下，源于其数据变化内容的范围不会无限度扩大，所以其整个效率便得到了较大的提升。甚至可以在课件几分钟之内就可以将之有效完成[9]。

2.2.3 杜绝缺陷的优化技术

通过差异拷贝的方式，可以有效防止增量基准点不同，就无法进行增量拷贝的这一问题发生。在不考虑这一问题的情况下，可实现任意时间的数据处理，并且可以在任意状态下对计算机的数据变化进行拷贝。这样，就可以放心大胆的进行系统操作，处理数据信息，从而不必担心功能失效以及拷贝失败的问题。比如，可以在发送端载入一个滤镜插件，然后当接收段的数据出现变化之后，依然可以完成剩余的数据拷贝工作，并且不需要考虑基准点对于数据拷贝以及计算机硬盘和系统的影响。

2.3 硬盘IDE通道保护技术

当前，有很多病毒的传播就是在计算机的硬盘还原卡上设计而成的。比如，破坏力比较大的机器狗就是其中的一个木马程序。其实，这就是一种基于木马程序中存在的下载器。如果对其进行下载，便会自动接入到网络当中自行下载病毒并且传播病毒。这会严重的危及到账号的安全以及个人信息的安全。在类似的病毒开始运行之后，一般都会出现一种“PCIHDD，SYS”的驱动文件。该驱动文件和计算机系统中的硬盘还原卡驱动会进行计算机控制权的抢夺，并且会自动替换userinit.exe文件，从而使其能够在开机的过程中自动启动并运行。由此可见，病毒穿过保护卡的主要成因是磁盘过滤驱动的保护能力太低，若病毒对硬盘进行直接改写，保护卡根本无法发挥有效的抵御作用。当前，绝大多数的保护卡并没有实现技术上的突破与创新，而且基本都是以补丁的形式对其进行“哪坏补哪”的操作。以此实现在不断地研究的研究过程中探索出新的病毒样本，以此对补丁进行全新的设计与开发，起到彻底防御的效果，使其作用大大提高。在经过优化的还原卡中，所采用的是暂存区智能延展的技术，在提前预设的空间不足时，可实现硬盘剩余空间的调动，并且可将之作为临时空间进行应用，从而保证在拷贝和数据的处理过程中不会出现死机和蓝屏的现象[10]。

3 结语

硬盘还原卡得到了许多使用者的认同，也必将以其经济性、即插即用、不占硬盘空间、能有效保护硬盘数据等优点受到越来越多用户特别是高校、企事业单位的青睐。但是我们必须看到目前所使用的很多品牌的硬盘还原卡， 主要功能也相似，附带功能也越来越多，可碰到不同芯片的主板时，对硬件的兼容性会有所差别。另外，硬盘还原卡对软件的兼容性也各有差别。同时，现在网络上出现许多入侵破解还原卡的方法，对许多用户来说也是不小的挑战，如何有效防范硬盘还原卡的固有漏洞和其他兼容性，传输效率问题，拓展并提升硬盘还原卡的性能，也是摆在设计者和使用人员面前一个新的课题。