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如何保养硬盘内的资料，绝招大整合
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如何保养硬盘资料大整合？
下面是我从网络上总结的一些精华：
1. 读写忌断电
现时硬盘的转速大都是7200转，在进行读写时，整个盘片处于高速旋转状态中，如果忽然切断电源，将使得磁头与盘片猛烈磨擦，
从而导致硬盘出现坏道甚至损坏。所以在关机时，一定要注意机箱面板上的硬盘指示灯是否没有闪烁，即硬盘已经完成读写操作之后才可以按照正
常的程序关闭电脑。
2. 防止受震动
硬盘是十分精密的存储设备，进行读写操作时，磁头在盘片表面的浮动高度只有几微米；即使在不工作的时候，磁头与盘片也是接
触的。硬盘在工作时，一旦发生较大的震动，就容易造成磁头与资料区相撞击，导致盘片资料区损坏或刮伤磁盘，丢失硬盘内所储存的文件数据。
因此，在工作时或关机后主轴电机尚未停顿之前，千万不要搬动电脑或移动硬盘，以免磁头与盘片产生撞击而擦伤盘片表面的磁层。 此外，在硬盘
的安装、拆卸过程中也要加倍小心，防止过分摇晃或与机箱铁板剧烈碰撞。
3. 远离磁场
磁场是损毁硬盘数据的隐形杀手，因此要尽可能地使硬盘不靠近强磁场，如音箱、手机、电台等，以免硬盘里所记录的资料因磁化而
受到破坏。
4. 减少硬盘的频繁操作
&如果长时间运行一个程序（如大型软件或玩游戏），这时就要注意了，这样磁头会长时间频繁读写同一个硬盘位置（即程序所在
的扇区），而使硬盘产生坏道。 另外，如果长时间使用一个操作，也会使文件所在的硬盘扇区（不可移动）处于长期读取状态，从而加快
该扇区的损坏速度。当然，最好是安装有两个或以上的操作系统交替使用，以避免对硬盘某个扇区做长期的读写操作。
5. 恰当的使用时间
在一天中，最好不要让硬盘的工作时间超过10个小时，而且不要连续工作超过8个小时，应该在使用一段时间之后就关闭电脑，
让硬盘有足够的休息时间
6. 定期整理碎片
硬盘工作时会频繁地进行读写操作，同时程序的增加、删除也会产生大量的不连续的磁盘空间与磁盘碎片。当不连续磁盘空间与
磁盘碎片数量不断增多时，就会影响到硬盘的读取效能。如果数据的增删操作较为频繁或经常更换软件，则应该每隔一定的时间（如一个月）就运
行Windows系统自带的磁盘碎片整理工具，进行磁盘碎片和不连续空间的重组工作，将硬盘的性能发挥至最佳。
7. 增加内存与良好供电
如果经常使用一些内存需求很大的软件（如图像处理、模型设计等软件），就应该增加内存，来减少大量的文件交换时在
硬盘上进行的读写操作，从而延长硬盘的使用寿命。
8.编码错误的DVDRip
　　现在网上由DVD转录压缩的DVDRip格式的影片相当受欢迎。
　　这种格式的影片清晰度和DVD相差无几，但下载一部影片只有700MB~1.3GB大小，因此很多用户喜欢将DVDRip格式的影片下载到硬盘上慢慢欣赏
。不过，播放这种格式的影片对系统有较高的要求：除了CPU、显卡要求足够强劲以保证播放流畅外，硬盘负荷也非常大&&因为播放DVDRip就是一
个不断解码解压缩，再输送到显示系统的过程。笔者发现，在遇到有编码错误的DVDRip文件时，Windows会出现磁盘占用率非常高的现象：系统不断
想要把编码转换为视频信号，但编码错误的文件索引和相应的信号段是不匹配的&&此时，硬盘灯会不断地闪烁，整个系统对用户的大家好作响应
极慢，用户点击菜单但几乎没有反应。如果编码错误较多，系统有时候甚至会死机。很多用户在此时非常不耐烦，直接按下机箱上的RESET键甚至是
直接关闭计算机电源，在硬盘磁头没有正常复位的情况下，这种大家好作相当危险！
　　提示：Windows XP的用户需要特别注意，当我们在Windows XP中自动预览一些体积较大的ASF、WMV等文件时，虽然没有进行正式播放，但也会
出现计算机速度突然变慢、硬盘灯不断闪烁等现象，其罪魁祸首仍然是视频文件错误编码！
9. Bittorrent下载
　　Bittorrent下载是宽带时代新兴的P2P交换文件模式，各用户之间共享资源，互相当种子和中继站，俗称BT下载。由于每个用户的下载和上传几
乎是同时进行，因此下载的速度非常快。不过，它会将下载的数据直接写进硬盘(不像FlashGet等下载工具可以调整缓存，到指定的数据量后才写入
硬盘)，因此对硬盘的占用率比FTP下载要大得多！
　　此外，BT下载事先要申请硬盘空间，在下载较大的文件的时候，一般会有2~3分钟时间整个系统优先权全部被申请空间的任务占用，其他任务反
应极慢。有些人为了充分利用带宽，还会同时进行几个BT下载任务，此时就非常容易出现由于磁盘占用率过高而导致的死机故障。
　　因此，除非你的电脑硬件配置相当高(尤其是内存，至少要在256MB以上)，否则在BT下载作出改进以前，如果要进行长时间、多任务的下载应用
，最好还是采用传统的FTP软件。
10. PQMAGIC转换的危险
　　PQMAGIC是大名鼎鼎的分区魔术师，能在不破坏数据的情况下自由调整分区大小及格式。不过，PQMAGIC刚刚推出的时候，一般用户的硬盘也就
2GB左右，而现在60~80GB的硬盘已是随处可见，PQMAGIC早就力不从心了：调整带数据的、5GB以上的分区，通常都需要1小时以上！
　　除了容量因素影响外，PQMAGIC调整硬盘分区时，大量的时间都花在校验数据和检测硬盘上，可以看出，在这种情况下&无损分区&是很难保证
的：由于转换的速度很慢，耗时过长，转换调整过程中，很容易因为计算机断电、死机等因素造成数据丢失。这种损失通常是一个或数个分区丢失
，或是容量变得异常，严重时甚至会导致整个硬盘的数据无法读取。
11.硬盘保护软件造成的异常
　　容易造成硬盘异常的，还有硬盘保护软件。比如&还原精灵&，由于很多人不注意在重装系统或是重新分区前将它正常卸载，往往会发生系统
无法完全安装等情况。此时再想安装并卸载&还原精灵&，却又提示软件已经安装，无法继续，陷入死循环中。这种故障是由于&还原精灵&接管
了INT13中断，在大家好作系统之前就控制了硬盘的引导，用FDISK/MBR指令也无法解决。本来这只是软件的故障，但很多人经验不足，出了问题会
找各种分区工具&试验&，甚至轻率地低级格式化，在这样的折腾之下，硬盘很可能提前夭折！
12.频繁地整理磁盘碎片
　　磁盘碎片整理和系统还原本来是Windows提供的正常功能，不过如果你频繁地做这些大家好作，对硬盘是有害无利的。磁盘整理要对硬盘进行底
层分析，判断哪些数据可以移动、哪些数据不可以移动，再对文件进行分类排序。在正式安排好硬盘数据结构前，它会不断随机读取写入数据到其
他簇，排好顺序后再把数据移回适当位置，这些大家好作都会占用大量的 CPU和磁盘资源。其实，对现在的大硬盘而言，文档和邮件占用的空间比
例非常小，多数人买大硬盘是用来装电影和音乐的，这些分区根本无需频繁整理&&因为播放多媒体文件的效果和磁盘结构根本没有关系，播放速
度是由显卡和CPU决定的。
13. Windows XP的自动重启
　　Windows XP的自动重启功能可以自动关闭无响应的进程，自动退出非法大家好作的程序，从而减少用户的大家好作步骤。不过，这个功能也有
一个很大的问题：它会在自动重新启动前关闭硬盘电源，在重新启动机器的时候再打开硬盘电源！这样一来，硬盘在不到10秒的时间间隔内，受到
电流两次冲击。
14. 保持电脑周边环境的干燥
笔者在冬季买了台空气加湿器，用了一段时间，硬盘就挂了，之前并不知道是什么原因，在返厂维修拆下硬盘才恍然大悟，电路板上的线路和元件严重受潮、腐蚀。
15、禁用Windows7 Defender
　　Windows Defender 是 Windows 附带的一种反间谍软件，当它打开时会自动运行。使用反间谍软件可帮助保护您的计算机免受间谍软件和其他
可能不需要的软件的侵扰。当连接到 Internet 时间谍软件可能会在您不知道的情况下安装到您的计算机上，并且当您使用 CD、DVD 或其他可移动
媒体安装某些程序时，间谍软件可能会感染您的计算机。间谍软件并非仅在安装后才能运行，它还会被编程为在意外时间运行。
　　其实我们平时都安装了很多杀毒软件和安全工具，这个已经不必要了，禁用即可。
17、禁用Windows7文件索引功能
　　在Windows7中有一个&文件索引&功能，目的就是让用户能够快速找到硬盘上的文件，但是他平时没事也会自作主张的检索一下硬盘，让硬盘
不好好休息。禁用的方法很简单，鼠标邮件单机系统盘符，选择&属性&，去掉&除了文件属性外，还允许索引此驱动器上文件的内容(I)&前面的
18、禁用Windows7 Volume Shadow Copy
　　Volume Shadow Copy是管理并执行用于备份和其它目的的卷影复制的。其实是没什么用处，一般可以禁用。但是如果此服务被终止，备份将没
有卷影复制，并且备份会失败。如果此服务被禁用，任何依赖它的服务将无法启动。Win+R打开services.msc ，找到Volume Shadow Copy，设置为
禁用或者手动都行。
19、禁用Windows7 SuperFetch
　　SuperFetch在Vista就开始有了，其主要的功能是：当系统不忙时，SuperFetch进程会分配更多的内存给使用最频繁的进程作为缓存，用来提高
运行的速度。当系统繁忙时，保留给缓存的内存就会相应减小。而SuperFetch就是Windows 7内存占用率高的主要原因。不过禁用他可能会让一些软
件使用起来有些停滞感，不过的确能够让硬盘减少转动，达到休息和降温的目的。还是看个人喜好了。
20、关闭计划磁盘整理
　　关闭所有分区的磁盘清理计划任务，在盘符上点属性，找到磁盘整理，把&计划磁盘整理&的钩去掉。这个大家应该都知道。
21、Windows7下 关闭或者卸载Windows Search
　　使用Windows Search 4.0可以对计算机执行快速搜索。Windows Search 4.0帮助您查找和预览计算机上的文档、电子邮件、音乐文件、照片和
其他项目。默认情况下，Windows 7 附带的一些程序和功能处于打开状态，其中包括 Windows Search。如果不使用 Windows Search ，则可以将其
　　关闭 Windows Search 会将其从 Windows 中删除，但不会减少 Windows 占用的硬盘空间量。Windows Search 仍将存储在硬盘中，因此，您可
以根据需要将它重新打开。
22、关机后30秒内部要立刻再次启动电脑，这样会对硬盘和电脑器件造成伤害。
23、硬盘在工作时不能突然关机
　当硬盘开始工作时，一般都处于高速旋转之中，如果我们中途突然关闭电源，可能会导致磁头与盘片猛烈磨擦而损坏硬盘，因此要避免突然关机
。关机时一定要注意面板上的硬盘指示灯是否还在闪烁，只有在其指示灯停止闪烁、硬盘读写结束后方可关闭计算机的电源开关。
24、防止灰尘进入
　灰尘对硬盘的损害是非常大的，这是因为在灰尘严重的环境下，硬盘很容易吸引空气中的灰尘颗粒，使其长期积累在硬盘的内部电路元器件上，
会影响电子元器件的热量散发，使得电路元器件的温度上升，产生漏电或烧坏元件。
另外灰尘也可能吸收水分，腐蚀硬盘内部的电子线路，造成一些莫名其妙的问题，所以灰尘体积虽小，但对硬盘的危害不可低估。因此必须保持环
境卫生，减少空气中的潮湿度和含尘量。切记：一般计算机用户不能自行拆开硬盘盖，否则空气中的灰尘进入硬盘内，在磁头进行读、写操作时划
伤盘片或磁头。
25、要防止温度过高
　温度对硬盘的寿命也是有影响的。硬盘工作时会产生一定热量，使用中存在散热问题。温度以20～25℃为宜，过高或过低都会使晶体振荡器的时
钟主频发生改变。温度还会造成硬盘电路元器件失灵，磁介质也会因热胀效应而造成记录错误。温度过低，空气中的水分会被凝结在集成电路元器
件上，造成短路；
　湿度过高时，电子元器件表面可能会吸附一层水膜，氧化、腐蚀电子线路，以致接触不良，甚至短路，还会使磁介质的磁力发生变化，造成数据
的读写错误；湿度过低，容易积累大量的因机器转动而产生的静电荷，从而烧坏CMOS电路，吸附灰尘而损坏磁头、划伤磁盘片。机房内的湿度以45
～65%为宜。注意使空气保持干燥或经常给系统加电，靠自身发热将机内水汽蒸发掉。另外，尽量不要使硬盘靠近强磁场，如音箱、喇叭、电机、电
台、手机等，以免硬盘所记录的数据因磁化而损坏。
26、用手拿硬盘时要小心
　在日常的电脑维护工作中，用手拿硬盘是再频繁不过的事了。也许这最常见的事情，最不能引起我们的注意。其实，用手拿硬盘还是有学问的，
稍有不慎也会使硬盘&报废&的，因此我们在用手拿硬盘时一定要做到以下两点：
①要轻拿轻放，不要磕碰或者与其他坚硬物体相撞；
②不能用手随便地触摸硬盘背面的电路板。这是因为在气候干燥时，人体通常带有静电，在这种情况下用手触摸硬盘背面的电路板，则人体静电就
可能伤害到硬盘上的电子元器件，导致硬盘无法正常运行。
　因此，我们在用手拿硬盘时应该抓住硬盘两侧，并避免与其背面的电路板直接接触。有些类型的硬盘会在其外部包上一层护膜，它除具备防震功
能外，更把电路板保护其中，这样我们就可以不用担心什么静电了。
27、尽量不要使用硬盘压缩技术
　我们以前在硬盘空间不大时，总是想方设法节省硬盘空间，例如常见的措施是通过Doublespace、Drvspace命令来压缩硬盘空间。但当压缩卷文件
逐渐增大时，这种方法就有一个很明显的缺点，那就是硬盘的读写数据大大减慢了。随着硬盘技术的飞速发展，磁盘的容量也是节节攀高，目前市
场上流行的硬盘空间都在20G左右，现在很难再出现以前那种硬盘空间不够用的情况了，所以我们也没有必要再使用硬盘压缩技术了。
28、在工作中不能移动硬盘
　硬盘是一种高精设备，工作时磁头在盘片表面的浮动高度只有几微米。当硬盘处于读写状态时，一旦发生较大的震动，就可能造成磁头与盘片的
撞击，导致损坏。所以不要搬动运行中的微机。在硬盘的安装、拆卸过程中应多加小心，硬盘移动、运输时严禁磕碰，最好用泡沫或海绵包装保护
一下，尽量减少震动。
29、使用塑料或橡皮来消除硬盘噪音
　在硬盘转速相对较高的情况下，如果硬盘被固定在金属托架上或者放置不当时，一旦接通电源，硬盘就有可能出现比较强烈的震动，时间一长，
就有可能损坏硬盘的磁头或者划伤硬盘的磁道。为了消除噪音，我们可以利用硬盘上靠近四个角的安装螺钉孔，用弹力大、质地好的橡皮筋将硬盘
悬吊在机箱内；如果硬盘是水平放置的，我们也可以利用弹性和尺寸适当的橡皮垫或橡皮柱垫在硬盘下面，以便达到减震的目的。这里要注意的是
，我们选用橡皮筋悬吊时，应选取质量好、弹力大且有丝线包裹的那种，最好选用服装上使用的有编织物包裹的橡皮筋，以免橡皮筋失效后发生意
外。适度拉紧橡皮筋，并注意安装过程中不要使橡皮筋受伤。
30、用户不能自行拆开硬盘盖
　　此外硬盘的制造和装配过程是在绝对无尘的环境下进行，切记：一般计算机用户不能自行拆开硬盘 盖，否则空气中的灰尘进入硬盘内，高速
低飞的磁头组件旋转带动的灰尘或污物都可能使磁头或盘 片损坏，导致数据丢失，即使仍可继续使用，硬盘寿命也会大大缩短，甚至会使整块硬
31、硬盘杀手之一：电脑桌
电脑工作台（即电脑桌）是大家比较容易忽视的东西，现在市场上有很多廉价的电脑桌，是用质量很差的三合板做成的，电脑放在这样的工作台上
面，稳定性比较差。大家知道，硬盘在工作时是处于高速旋转状态的，而用户在操作电脑的过程中，难免会与电脑桌发生一些磕磕碰碰，如果电脑
桌缺乏一定的稳定性，就会造成电脑使用时出现摇晃现象，这种情况很可能会造成工作中硬盘磁头与盘面碰撞，从而造成硬盘损坏。
保养措施：选择稳固性较好的电脑桌。
32、硬盘杀手之二：硬盘散热风扇
现在市场上有很多专门为硬盘设计的散热风扇，利用四颗螺栓直接固定在硬盘上，用风扇对硬盘进行散热。如果单单只是考虑散热效果，这种硬盘
风扇的散热效果还是不错的，但问题是由于这种风扇是直接固定在硬盘上的，风扇的振动会直接传递到硬盘上，特别是一些低档的硬盘风扇，风扇
的振动相当明显，长期使用以后，必然会对硬盘寿命造成影响。
保养措施：停止使用这种硬盘散热风扇。这里笔者介绍一种简单有效的硬盘散热法，供大家参考：找一个CPU用的散热风扇，用橡皮筋悬吊在硬盘架
上，和硬盘保持一定的距离，这样风扇所产生的振动可以被橡皮筋所吸收，而又可以对硬盘进行散热。当然，不是每台电脑都适合用这种办法的，
具体问题具体处理吧。
33、硬盘杀手之三：光驱
光驱（包括CD-ROM、CD-RW、DVD-ROM、Combo等）在使用时发出的噪音也是很大的，目前主流CD-ROM光驱的读盘速度已经达到了50倍速以上，当光盘
在光驱中以每分钟近6000转的速度高速旋转时，光驱本身会产生明显的振动，严重时还会带动机箱的共振，而这种振动最终都会影响到硬盘的工作
。另外高速光驱的发热量也是很大的，很多时候我们从光驱中取出的光盘都会发烫，如果光驱和硬盘的距离很近，从光驱中释放出来的热量就会在
硬盘上积累，从而使硬盘的温度更高。
保养措施：在安装光驱时，最好在光驱与5英寸驱动器架之间垫上一些橡胶皮（比如自行车用的内胎），这样可以吸收光驱所产生的振动。并且尽可
能将光驱和硬盘保持一定的距离，以免光驱发出的热量影响硬盘的工作。
34、硬盘杀手之四：灰尘
灰尘对硬盘的损害也是很明显的，在灰尘严重的环境下，硬盘的电路板上很容易积累灰尘，这些灰尘会影响电路板上芯片的热量散发，使电路板上
的元器件温度上升，从而可能造成芯片过热而烧毁。另外灰尘很容易吸收水分，很可能造成电路部分短路。
保养措施：用户应该养成定时清扫硬盘上灰尘的习惯，特别是安装了散热风扇的硬盘，最少每半年就要清扫一次，以防止灰尘在硬盘上堆积。
35、硬盘杀手之五：静电
很多朋友在用手拿硬盘时，没有采取任何防护手段。值得注意的是，在气候干燥的时候，人的手可上能会积累上万伏的静电，在这种情况下如果我
们用手直接接触硬盘背面的电路板，手上的静电有可能会击穿电路板上的芯片，导致硬盘出现故障。
保养措施：当我们在用手拿硬盘时，最好先用手摸一下金属导体，将身体上的静电完全释放掉。并且手指应该抓住硬盘的两侧，避免手指与硬盘背
面的电路板直接接触，这样可以最大程度避免硬盘受到静电的伤害。
36、硬盘杀手之六：休眠
现在的主板都支持硬盘休眠功能，即如果硬盘在规定时间内没有进行读写操作，系统会自动将硬盘关闭。这个功能的本意是节省电能并延长硬盘寿
命，但是由于现在的操作系统和应用软件对硬盘的读写操作都比较频繁，如果设置的休眠时间过短，就会造成硬盘经常性地停转和重新旋转，这样
反而会缩短硬盘寿命。
保养措施：一般情况下建议将硬盘的休眠时间设置为30分钟以上，或关闭硬盘休眠功能。
杀手之七：低级格式化
当硬盘出现坏道以后，很多朋友都有低级格式化硬盘的习惯，认为低格硬盘可以修复硬盘的坏道，其实低格对硬盘的损坏是很大的，由于目前硬盘
的容量都较大，进行一次低格操作需要花很长时间，而长时间对硬盘的格式化操作反而可能使硬盘的坏道扩散，如果操作不当，还可能使硬盘某些
参数丢失（比如输入了错误的硬盘交叉因子参数），造成硬盘无法使用。
保养措施：一般情况下最好不要对硬盘进行低格操作，如果硬盘出现严重错误时，可以考虑对硬盘进行专门的清零工作，以清除硬盘上的所有数据
，其效果基本上可以等同于低级格式化硬盘，但是所花费的时间要少得多，对硬盘的损坏也小得多。
37、硬盘杀手之八：电源
一个质量不好的电源，可以在一瞬间让一块硬盘报废，一个高质量的电源，可以保护硬盘不受电压波动的干扰，特别是在硬盘进行读写操作时。所
以笔者建议大家在购买电源时，千万不要图便宜，否则就是为硬盘安装了一个定时BoB!!!。
保养措施：购买经过3C认证的正规主机电源，如果电脑所处环境的电网电压波动比较大，最好购买带有稳压功能的电源，或配备UPS，同时不要将电
脑与空调等设备共用一根供电线路，以保证电脑供电的稳定性。
38、硬盘杀手之九：磁场
硬盘是一种依靠磁介质来记录数据的设备，所以要尽量远离环境中的其它磁场，以避免数据丢失。在电脑中，有一个比较容易被大家忽视的磁场，
就是机箱里的PC喇叭，在很多机箱里，这个喇叭和硬盘的位置相当靠近，如果喇叭的磁性较强，有可能会影响硬盘数据的长期保存。
保养措施：在安装硬盘时，最好让硬盘离PC喇叭距离远一点。当然，如果有条件，大家可以把PC喇叭移动到尽可能远离硬盘的位置，同时也不要将
一些小型变压器等物体放置到电脑机箱上，这些都有可能影响到硬盘的正常工作。
以上就是可以影响到硬盘寿命的几大因素和相应的解决办法，当然，可能还有其它的一些影响硬盘寿命的因素。总之，硬盘有价，而硬盘里的数据
是无价的，大家除了平时要注意保护好硬盘外，还要定期做好硬盘里的数据的备份工作，如果你的硬盘中有重要资料的话。
39、使用带缓存功能的下载工具
因为资源下载是对硬盘数据的大量读写，这个不可避免的对硬盘造成伤害，而磁盘缓存的功能就在于此，可以尽可能的减少对硬盘的伤害，有效的
延长硬盘寿命，当然不是完全让硬盘没有伤害哦。
40、使用内存虚拟硬盘
内存虚拟硬盘（ramdisk）是指通过软件技术，将物理内存进行分割，将一部分内存通过虚拟技术转变为硬盘以较大幅度提升计算机数据读取速度和
保护硬盘。
&1、对于计算机系统来说，内存的读取速度大约是硬盘的20倍，使用内存虚拟硬盘能够快速有效地提高数据访问速度。
&2、传统的机械硬盘经过长期的读写会出现坏道，而在使用过程中，IE缓存文件和系统缓存文件需要大量重复的读写数据，长时间使用会造成硬盘
损坏。而内存并不存在此类隐患。
&3、目前，由于软件的兼容性影响，32位系统依旧是未来一段时间的主流，而对于32位系统来说最大有效内存容量为3.25G，超出则无效。内存技术
的发展使得现在大量用户内存超过3.25G上限，造成了资源浪费，而使用RAMDISK能够合理的使用这一部分内存容量。
&4、将系统多余的内存虚拟成硬盘，然后将IE缓存文件和系统缓存文件设置到这个内存虚拟硬盘上，可以大大的减少硬盘频繁的读写，从而有效的
延长了硬盘的寿命。
41、定期的对硬盘健康进行检测
推荐使用 HDTunePro 、 CrystalDiskInfo 检测硬盘的健康情况。
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淘豆网网友近日为您收集整理了关于远种遥控销毁固态硬盘的文档，希望对您的工作和学习有所帮助。以下是文档介绍：远种遥控销毁固态硬盘 244. .远程遥控销毁固态硬盘摘要:本设计提出了一种基于固态硬盘的防失密遥控销毁系统的实现方案。设计将SSD可快速擦除数据技术、Flash脉冲击穿技术和GSM远程遥控技术紧密结合,保证当用户发现笔记本电脑丢失或失控后可主动通过短信或电话方式发起销毁操作。由于销毁采用Flash数据擦除与Flash销毁相结合的方式,从而可以保证用户敏感数据销毁后的不可恢复。另外,在设计中还加入了防拆除检测电路、销毁进程断电继续管理电路等,从而为用户的敏感数据提供了一道安全屏障。关键词:遥控销毁、固态硬盘(SSD)、Flash、GSMRemote Destruction SSDAbstract: An implementation of an promised solid state drive was introduced in the design. Theadvanced technology of rapid destruction of data, the technology of breakdown the Flash with high-voltage pulsean(来源：淘豆网[/p-2179195.html])d the technology of GSM bined together. As a result, users can operate through a mand (cellphone text message or other remote control signal transmitter) to destroy all data on hard disks, as long as theuser to confirm the hard disk is out of control. In the process of destroying the data stored in SSD, the method oferasing data and destroying the flash are both executed, so the data can’t be recovered. Besides, the anti-removaldetection circuit and(来源：淘豆网[/p-2179195.html]) power adjourned circuit of data destroying are included in the design. We can confirm thatthe SSD can protect users’ important data.Keywords: Remote destruction, SSD, Flash, GSM1 引言便携式电脑在方便了生活、工作的同时,却也将电脑丢失后引发的信息安全问题彰显出来,而且日益突出。尤其是对军工、政府部门和企业来说,信息一旦丢失,代价往往无法估量。波耐蒙研究所(Ponemon Institute)最近在一份报道中称公司丢失或被盗电脑的平均成本是49,246美元。目前用户在加强电脑硬件防盗措施的同时,主要是通过对数据加密的方式来防止敏感数据的外泄。但加密与解密是共存的,任何加密算法都有一定的相对性和时效性。电脑丢失以后,无法确认加密数据是否已经外泄,更无法主动发起硬盘数据销毁。如今市场上有一些利用GPS技术来实现硬盘定位销毁(来源：淘豆网[/p-2179195.html])的产品,但是民用GPS本身就存在不准确的问题,同时对于那些经常http://comm./ADI_UDChttp://comm./ADI_UDC245. .需要电脑位置移动的用户来说就十分的不方便。而利用无线收发来发起销毁则受到无线收发的距离限制。本设计提出了一种防失密固态硬盘的实现方案,以有效地保护涉密硬盘防止他人的非法访问、拆除。即使发生了计算机丢失的情况,用户也可以通过特定的手机号码按照约定好的通信密码,发送短信或是打进电话来销毁硬盘。而通过任何一种方式销毁硬盘后,硬盘中绑定的GSM模块都会发回一条短信息来指示硬盘数据销毁是否已经成功。如果在销毁的过程中发生异常导致销毁失败,硬盘下次上电时,硬盘销毁继续进行。在本设计方案中硬盘数据的销毁采用对固态硬盘Flash存储介质进行底层数据擦除与Flash硬件摧毁相结合的方式,从而确保进行数据销毁后的电子数据的不可恢复性。其中Flash存储介质底层数据擦除是通过对存储用户数据的用户块、缓存块、失效块进行擦除而实现的,数据擦除速度为2.5GB/S。而F(来源：淘豆网[/p-2179195.html])lash硬件摧毁是通过产生持续的高压脉冲串将Flash的数据I/O端口击穿而实现的。设计中利用GSM手机网络作为用户绑定硬盘的桥梁。GSM信号并不受距离的限制,而且利用普通用户手机即可操作销毁硬盘。而如果开通了GSM运营商所提供的服务,用户可以方便的获知硬盘的位置变动信息。在信息爆炸时代,数据安全已经成为政府机构、企业、个人都面临的严峻问题。本设计结合SSD技术与GSM远程控制技术所提出的远程遥控销毁固态硬盘为保护用户的重要数据提供了较好的解决方案。可以预见该解决方案在保护数据安全的大趋势下将具有较大的市场价值。2 系统设计方案如图1所示,本设计远程销毁固态硬盘主要包括两大功能模块:SSD功能模块和数据安全附属电路模块。SSD功能模块主要包括硬盘控制器模块、存储介质模块、电源模块、硬盘SATA接口。数据安全附属电路模块主要包括主控MCU模块、Li电池管理电路模块、硬盘拔插检测电路模块、GSM收发电路模块等。SSD功能模块中由硬盘控制器、FLASH存储介质模块、电源模块和硬盘SATA接口构成传统(来源：淘豆网[/p-2179195.html])意义上的固态硬盘,其主要完成与计算机间的数据传输,并且根据主控MCU发出的相关指令做出相应的动作。其中硬盘主控制器模块为固态硬盘(SSD)的控制中心,其主要充当计算机与存储介质图1 系统组成框图http://comm./ADI_UDChttp://comm./ADI_UDC246. .FLASH的连接中介。当其与FLASH进行交互时,硬盘控制器主要充当FLASH读写控制器的作用,负责FLASH的地址定义和管理、与FLASH进行数据传输时的时序控制以及写FLASH时的一些磨损均衡算法管理;而当固态硬盘与计算机进行交互时则充当SATA控制器的作用。存储介质模块指的是由8片NAND FLASH构成的4个FLASH 存储通道。通过4个FLASH通道的并行读写以提高总的数据吞吐率。具体过程参见本文3.2节详述。关于SATA协议这里不再赘述。在数据安全附属电路模块中,主控MCU则控制硬盘拔插检测电路模块、GSM收发电路模块、Li电池管理电路等模块完成为实现数据安全保密所需要的GSM通信、硬盘拔插检测以及L(来源：淘豆网[/p-2179195.html])i电池管理等附属功能。同时主控MCU将根据解析所接受到的短信或电话的结果向硬盘控制器发出销毁指令。其中主控MCU主要负责GSM收发模块的时序逻辑控制,短信与电话指令的解析与发送,Li电池管理电路与硬盘拔插检测电路的控制与动作判定。同时主控MCU与硬盘控制器配合完成销毁进程的发起与销毁成功与否的确认。主控MCU电路、Li电池管理电路和硬盘拔插检测电路等硬件电路部分将在本文第三章详述。在SSD功能模块和数据安全附属电路模块的配合下,本设计实现的功能如下:●高速稳定的数据传输,其中持续读的速度为167MB/S,持续写的速度为91MB/S。●极快的数据擦除速度:2.5GB/S● GSM通信绑定。远程遥控销毁固态硬盘与主控手机实现一对一的绑定设置,对硬盘中数据安全措施相关参数的设置只能通过主控手机单一发起以保证参数设置的安全性。●开机锁定硬盘读写。每次硬盘上电时,只有硬盘的数据安全附属电路模块自主上电,而SSD功能模块需要主控手机发送上电指令才能解锁读写,否则硬盘数据无法读取,从而为敏感数据提供第一层安(来源：淘豆网[/p-2179195.html])全屏障。●关机智能销毁判定。关机状态下,在硬盘内置Li电池的驱动下,数据安全附属电路模块将会定时启动,并记录定时启动的次数。当自动启动的次数超过了设定的安全门限,主控MCU中的逻辑将判定硬盘长时间处于失控状态,并自动启动销毁逻辑。●远程遥控销毁。当判定此时硬盘已处于丢失或失控状态,可通过主控手机向硬盘中绑定的GSM收发电路模块发送已经约定好格式的销毁指令。硬盘解析接收到的指令后将启动数据销毁进程,销毁过程中即使发生了硬盘掉电,在内置Li电池的驱动下数据销毁依然能够继续进行直至数据销毁成功完成。即使Li电池电路发生工作异常导致一次销毁操作失败,在下次硬盘上电时,主控MCU将控制继续发起销毁直到销毁成功。数据销毁成功后,硬盘将会向主控手机发回一条信息确认数据销毁完成。●防硬盘拆除销毁。为防止可能存在的将硬盘从计算机中拆除以窃取敏感信息的行为,设计中加入了防拆除检测电路。一旦硬盘非法从计算机中拆除,在内置Li电池的驱动下,主控MCU将控制发起数据销毁。而主控手机可事先发送指令关闭这一功能,以便进行必(来源：淘豆网[/p-2179195.html])要地正常硬盘维护工作。3 重要电路模块设计http://comm./ADI_UDChttp://comm./ADI_UDC247. .3.1 硬盘控制器硬盘控制器为远程销毁固态硬盘的控制核心,其性能直接关系到整个系统的性能和稳定性。限于时间和系统复杂性,本设计并没有自己设计硬盘控制器,而是选用了JMicron公司的SSD控制器芯片JMF602。其内部功能框图如图2所示:如图2所示,在JMF602芯片内部64位的Memory DMA Controller用来完成Flash序列的数据传输过程,4-channel BCH Flash Controller和4-channel MMC Flash Controller用来解析命令控制数据读写,MCU处理器单元则完成各种运算和中断处理,SATA Controller则完成最后的数据与外部接口的传输。而在本远程销毁固态硬盘系统中,硬盘控制器JMF602完成的主要工作如下:●控制硬盘SATA接口与PC之间的数据传输。●组织管理硬盘的存储资源。●控制硬盘存储模(来源：淘豆网[/p-2179195.html])块的读写均衡:Flash存储介质的擦写寿命是有限的,如果总是对某一个存储区域进行擦写就会造成Flash的存储坏块,从而减低硬盘的寿命,故硬盘主控制器将对整个Flash存储区域进行统一管理,并进行存储均衡控制。●接收GSM模块发出的销毁命令指示,并与GSM收发模块配合一同完成硬盘数据销毁,并发回数据是否销毁成功的确认信息。3.2 存储介质模块3.2.1 存储介质选择目前SSD的存储介质主要分为两大类即闪存和DRAM。考虑到价格、功耗及掉电非易失性的应用,目前固态存储一般均是采用闪存型存储介质,即NAND FLASH或NOR FLASH组成存储系统。NOR Flash的特点是芯片内执行,这样应用程序可以直接在FLASH内运行,而不必将代码读到系统RAM中。同时NOR FLASH的传输效率很高,其在1~4MB小容量的应用时具有很高的成本效益,但是很低的写入和擦写速度大大影响了它的性能。而NAND FLASH的结构使其能够提供极高的存储单元密度,并且写入和擦写的速度也很快。在固态存储这样需要高存储密度(来源：淘豆网[/p-2179195.html])和高读写速度的应用场合,NAND FLASH的优势是明显的。故目前主流SSD厂商提供的产品中几乎全部是使用NAND FLASH。本设计使用SAMSUNG公司的NAND FLASH芯片K9HCG08,图2 SSD控制器JMF602内部功能框图http://comm./ADI_UDChttp://comm./ADI_UDC248. .关于FLASH芯片的具体参数这里不再赘述。3.2.2 多通道FLASH组织架构与硬盘控制器JMF602相配合,本应用中将8片FLASH组成4个FLASH通道,每个通道2片FLASH。通过4个FLASH通道进行并行数据读写能够有效提高总的数据吞吐率。其原理如下。通常NAND Flash的读、写、擦除操作均分为2个阶段:设置阶段和编程阶段。设置阶段包括指令的设置和数据传输,即将指令地址和数据按顺序写入适当的闪存寄存器;编程阶段指等待数据在闪存上的操作过程。读、写、擦除操作的控制时序如图3所示:而设计中采用的多路并行结构,多路NAND Flash的每一个芯片都能独立进行读写擦操作,当一个芯片在进行操作而处于繁忙状态时,系统可以选择下一个芯片做下一个读写擦除操作,如图4所示。通过多路并行I/O来忽略Flash芯片读写擦除操作时的编程延迟,即CPU下达写或擦除指令后不必等待F1ash芯片编程结束而在另一个芯片上启动下一步的读写操作。利用多路并行结构能够应对突发大数据量的写操作,减少系统编程等待时间以提高系统的读写响应速度。3.2.3 基于FLASH的数据销毁为提高数据安全性,本设计借助NAND FLASH的底层物理结构设计了两种数据销毁方式,即软销毁和硬销毁。(1)软销毁当GSM模块收到销毁短信,由控制核心MCU ADuC816进行短信内容解析,并根据解析的结果发出销毁引导脉冲。硬盘主控制器接收到此引导脉冲后,控制对Flash存储芯片进行并行数据擦除,对数据存储介质Flash的底层分别进行分析,在分析其结构的基础上再进行底层的擦除,从而确保进行数据擦除后的电子数据的不可恢复性,而不是简单的删除和格式化。如图5所示,由于Flash执行数据擦除时是通过在Flash存储单元控制栅上施加0V电压,而在其衬底上图3 NAND Flash的控制时序图4 多路并行结构中NAND Flash的控制时序http://comm./ADI_UDChttp://comm./ADI_UDC249. .施加19~21V高电压从而使Flash存储单元浮栅中保存的电荷通过F-N隧道效应释放掉,从而达到数据擦除的目的。而通过这种方式进行数据擦除后可以确保进行数据擦除后的电子数据的不可恢复性。数据销毁进程一旦开始,即不可停止。即使硬盘掉电,硬盘控制器将启动硬盘内部锂电池维持销毁进程继续,直到存储单元所有数据被销毁。即使在硬盘断电并且锂电池电路供电异常的极端情况下,在MCU ADuC816的控制下,销毁进程依然能够在下次上电时继续未完成之销毁进程,直到销毁成功并由硬盘中绑定的GSM收发电路向主控手机发回销毁成功确认短信。这种销毁技术对硬盘物理和电气特性不会造成任何影响,硬盘经初始化可以被再次使用。(2)硬销毁本设计中对存储数据的硬销毁实际上是基于NAND Flash的电气特性,由于NAND Flash 是以三端器件作为存储单元,分别为源极、漏极和栅极,与场效应管的工作原理相同,主要是利用电场的效应来控制源极与漏极之间的通断。因此,根据DOD、NAS等关于磁盘的数据销毁标准,并针对NAND Flash的上述结构特性,可采用过流或过压击穿Flash内部的集成FET的方法,实现彻底销毁电子硬盘存储数据,并且不可复用。根据NAND Flash厂家提供的数据手册,Flash存储介质所能承受的最大供电电压&+5V。但各Flash存储芯片都在芯片内部做了过压保护,所以通过向Flash芯片的电压管脚输入一个持续的高电压并不能将Flash击穿。本设计中通过逆变升压将SATA(PATA)接口提供的+5V电压升压产生20V的高压脉冲串,将此高压脉冲串接至NAND Flash芯片的I/O管脚,以达到击穿Flash I/O的目的。具体详见电源模块中的逆变升压电路介绍。3.3 电源模块在本设计中,电源模块主要分为DC电源管理电路和高压脉冲产生电路。3.3.1 电源模块结构框如图6所示,由SATA接插件传进硬盘的SATA_5V首先分为三个支路,其中支路1通过ADI公司的Li电池充电管理芯片ADP2291向硬盘内置Li电池充电。Li电池输出的4.2V电压通过一个肖特基二极管LTC4411与支路2直接通过LTC4411的SATA_5V交汇在一起。实际上当硬盘上电时,由于支路2的SATA_5V&4.2V,借助于肖特基二极管的开关作用,实际上支路1的肖特基二极管是没有打开的,因而不会耗费Li电池的电量。而当硬盘掉电时,支路2电压为0,支路1肖特基二极管自动打开,以继续提供DC电源。设计中考虑到Li电池的输出电压有限,因而肖特基二图5 NAND FLASH存储单元擦除示意图http://comm./ADI_UDChttp://comm./ADI_UDC250. .极管选用了LTC4411,其前向导通电压仅为28mV,减小损耗。支路3为高压脉冲产生电路,主要通过ADP1611将SATA_5V逆变升压至硬销毁NAND FLASH存储介质所需要的20V电压,而通过主控MCU对ADP1611的使能控制继而产生20V的高压脉冲。由于设计中选用的GSM通信模块MC55i在通信过程中瞬间最大电流可达1.8A(max),因而利用单独的一片ADP2107向GSM模块MC55i提供3.3V电压,而利用两外两片ADP2107分别提供FLASH和控制器JMF602所需要的3.3V和1.8V电压,以充分保障各器件的功耗需要。3.3.2 DC电源重要器件介绍(1) ADP2107ADP2107为一款低静态电流、同步、降压DC-DC转换器。其创新特点在于对于中高负载电流,其采用电流模式、恒频脉冲宽度调制(PWM)控制方案,以获得出色的稳定性和瞬态响应性能。而对于低负载电流情况,其自动采用脉冲频率调制(PFM)控制方案,通过降低开关频率实现省电。本设计中,在硬盘掉电的情况下需要利用内置Li电池供电,因而ADP2107可以在高负载电流和低负载电流工作模式下进行自动切换的应用优势就更加明显。同时考虑到ADP2107高达2A的输出电流和97%的峰值转换效率,本设计中亦利用ADP2107来产生各器件所需要的3.3V、1.8V等直流电平。产生不同的输出电平只需对芯片进行简单的外围电阻配置即可,不再赘述。(2) ADP2291ADP2291是一款恒流/恒压线性充电器,其适合单体锂离子电池。而其特有的内部控制的多级充电周期可以有效延长电池使用寿命,安全地优化电池充电时间。其具有连续补充充电模图6 电源模块结构框图图7 ADP2107典型应用电路http://comm./ADI_UDChttp://comm./ADI_UDC251. .式,适用于深度放电的电池以及快速充电模式。ADPV输出电压控制充电的完成,如果电池电压降低,其会自动给电池重新充电。在本系统中,Li电池是置于硬盘内部,故设计中需要充分考虑设计电路的规模。如图8所示,设计中选用了ADP2291最简单的配置模式,充电电流固定为750mA,而充电时间由外置充电电容决定。另外在ADP2291内置LED驱动器的支持下,设计中加入了一个LED来指示充电的状态。由于ADP2291本身具有自动反向隔离特性,因而在本设计中并没有加入额外的阻塞二极管。(3) ADP1611ADP1611是一款升压DC-DC开关转换器,集成了一个1.2A, 0.23 的电源开关,能够提供高达20V的数据电压。而ADP1611仅有的1.1mm的高度特别适合于本固态硬盘的应用背景。ADP1611以PWM电流模式工作,效率高达90%,并且可以软启动以防止启动时的输入涌入电流。本设计中,利用接插件传进来的SATA_5V逆变升压至20V,并通过主控MCU对ADP1611的使能脚SD的控制使输出的20V电压呈高压脉冲串,并将高压脉冲串接至FLASH的I/O管脚以便从硬件上销毁FLASH。ADP1611逆变升压的输出电压值只需通过简单配置SW和FB管脚间电阻的比例即可实现。3.4 主控MCU在本远程销毁固态硬盘中,主控MCU主要负责GSM收发模块的时序逻辑控制,短信与电话指令的解析与发送,Li电池管理电路与硬盘拔插检测电路的控制与动作判定。同时主控MCU图8 ADP2291应用电路图9 ADP1611应用电路http://comm./ADI_UDChttp://comm./ADI_UDC252. .与硬盘控制器配合完成销毁进程的发起与销毁成功与否的确认。考虑为实现上述设计目的,在本系统中选用ADI公司的微控制器ADuC816来作为主控MCU。ADuC816为一款内核为8051架构的微控制器,其片上资源包括:● 8Kbytes Flash/EE Program Memory● 640bytes Flash/EE DATA Memory● 256bytes DATA M● 8051架构,最高可支持12.58MHz主频● 3个16bit可编程计时器● 26根可编程I/O●片上UART,SPI总线资源●片上硬件看门狗电路和电源监视器关于ADuC816的硬件电路连接这里不再赘述,而ADuC816中运行的程序将在本文第三章进行详细描述。3.5 硬盘拔插检测电路为防止可能存在的恶意将本远程销毁固态硬盘从计算机中拆除以窃取其中敏感信息的行为,设计中加入了硬盘拔插电路,一旦检测到恶意拔插行为将会即时启动数据销毁进程以保证敏感数据的安全性。但如果用户需要将硬盘从计算机中拆除以进行正常的维护,可以提前向硬盘中绑定的GSM模块发送预设指令,将这一功能关闭。其流程如图11所示:为实现硬盘拔插检测功能,设计中选用ADI公司的轨对轨、快速比较器ADCMP609来实现这一功能。具体如图12所示。如图12所示,在硬盘插入计算机硬盘槽后的正常情况下,由于ADCMP609的反相输入端的上拉电阻为弱上拉,同时其又与主板地进行了单点连接,因而其一直处于逻辑低状态。而同相输入端在两个分压电阻作用下维持在3V电平,故VP&VN,输出为逻辑高电平。但是当硬盘从硬盘槽中拔出时,由于不再存在单点连接的主板地(GND_DETECTION)的拉低效果,反相输图10 ADuC816内部结构框图http://comm./ADI_UDChttp://comm./ADI_UDC253. .入端VN跳变为逻辑高电平,从而使反相端电平3.3V大于同相端的3V电平,从而输出跳变为逻辑低电平。输出端连接至单片机的中断管脚,单片机检测到这一中断信号后会立即从休眠状态中启动,并开始数据销毁进程。但是如果用户在正常拆除硬盘前首先发送短信关闭了硬盘拔插检测功能,那么单片机在检测到这一中断信号时也不会做任何处理。3.6 GSM收发电路模块3.6.1 GSM模块组成结构本系统的一个最大特点远程销毁功能即是通过主控手机与硬盘内置GSM收发电路模块间的通信而实现的。在本设计中,GSM收发电路是以SIEMENS GSM模块MC55I为核心构成的。具体组成如图13所示。如图13所示,GSM模块MC55I通过SPI总线与主控MCU间通信以实现主控MCU对MC55I的图11 硬盘拔插检测工作流程图图12 硬盘拔插检测模块电路图图13 GSM收发模块结构框图2010年度ADI中国大学创新设计竞赛获奖作品论文选编http://comm./ADI_UDC播放器加载中，请稍候...
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