Ухудшение данных - Data degradation

Не путать с Программная гниль.

Ухудшение данных постепенный коррупция из компьютерные данные из-за накопления некритических отказов в устройство хранения данных. В явление также известен как распад данных, данные гниют или немного гнить.

Наглядный пример

Ниже приведены несколько цифровых изображений, показывающих ухудшение качества данных, все из которых состоят из 326 272 бит. Исходное фото отображается слева. На следующем изображении справа один бит был изменен с 0 на 1. В следующих двух изображениях два и три бита были перевернуты. На Linux систем, двоичное различие между файлами можно выявить с помощью cmp команда (например, cmp -b битрот-оригинал.jpg битрот-1бит-измененный.jpg).

  • 0 бит перевернут

  • 1 бит перевернут

  • 2 бита перевернуты

  • 3 бита перевернуты

В ОЗУ

Ухудшение данных в динамическая память с произвольным доступом (DRAM) может возникнуть, когда электрический заряд немного в DRAM рассредоточивается, возможно, изменяя программный код или сохраненные данные. DRAM может быть изменен космические лучи[1] или другие частицы высокой энергии. Такая деградация данных известна как мягкая ошибка.[2] Память ECC может использоваться для смягчения этого типа деградации данных.

На хранении

Ухудшение качества данных является результатом постепенного распада медиа хранилище в течение многих лет или дольше. Причины зависят от среды:

  • Твердотельные носители, такие как EPROM, флэш-память и другие твердотельные накопители, храните данные, используя электрические заряды, которые могут медленно уйти из-за несовершенной изоляции. Это не влияет на сам чип, поэтому его перепрограммирование примерно раз в десятилетие предотвращает распад. Для перепрограммирования требуется неповрежденная копия основных данных.
  • Магнитные носители, такие как жесткие диски, дискеты и магнитные ленты, данные могут ухудшаться, поскольку биты теряют свою магнитную ориентацию. Периодическое обновление путем перезаписи данных может решить эту проблему. В теплых / влажных условиях эти среды, особенно плохо защищенные от окружающего воздуха, подвержены физическому воздействию. разложение носителя.[3][4]
  • Оптические носители, такие как CD-R, DVD-R и BD-R, может наблюдаться ухудшение данных из-за сломать носителя. Это можно смягчить, храня диски в темном, прохладном месте с низкой влажностью. Диски «архивного качества» доступны с увеличенным сроком службы, но все же не являются постоянными. Однако, проверка целостности данных , который измеряет частоту различных типов ошибок, может предсказать распад данных на оптических носителях задолго до возникновения неисправимой потери данных.[5]
  • Бумажный носитель, такие как перфокарты и перфолента, может буквально гнить. Майлар перфолента - еще один подход, не основанный на электромагнитной стабильности.

Сбои компонентов и системы

Самый диск, дисковый контроллер а системы более высокого уровня подвержены небольшому риску неисправимого сбоя. С постоянно растущими емкостями дисков, размерами файлов и увеличением количества данных, хранящихся на диске, вероятность возникновения разрушения данных и других форм неисправленных и необнаруженных повреждение данных увеличивается.[6]

Программные системы более высокого уровня могут использоваться для снижения риска таких основных отказов за счет увеличения избыточности и реализации алгоритмов проверки целостности и самовосстановления.[7] В ZFS файловая система был разработан для решения многих из этих проблем с повреждением данных.[8] В Btrfs файловая система также включает механизмы защиты и восстановления данных,[9] так же как и ReFS.[10]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ "Невидимая нейтронная угроза | Научный журнал национальной безопасности | Лос-Аламосская национальная лаборатория". www.lanl.gov. Получено 2020-03-13.
  2. ^ О'Горман, Т. Дж .; Росс, Дж. М .; Taber, A.H .; Ziegler, J. F .; Muhlfeld, H.P .; Montrose, C.J .; Curtis, H.W .; Уолш, Дж. Л. (январь 1996 г.). «Полевые испытания мягких ошибок космических лучей в полупроводниковой памяти». Журнал исследований и разработок IBM. 40 (1): 41–50. Дои:10.1147 / rd.401.0041.
  3. ^ Дэн Рис, консерватор / Отдел охраны природы / Харперс-Ферри-центр / Служба национальных парков (июль 1993 г.). "Conserve O Gram (номер 19/8) Сохранение магнитных носителей" (PDF). nps.gov. Харперс-Ферри, Западная Вирджиния 25425: Служба национальных парков / Министерство внутренних дел (США). п. 2. На долговечность магнитных носителей наиболее серьезно влияют процессы, которые воздействуют на связующую смолу. Влага из воздуха поглощается связующим и вступает в реакцию со смолой. В результате образуются липкие остатки, которые могут откладываться на головках ленты и вызывать слипание слоев ленты. Реакция с влагой также может привести к разрывам длинных молекулярных цепей связующего. Это ослабляет физические свойства связующего и может привести к недостаточной адгезии к основе. Эти реакции значительно ускоряются в присутствии кислот. Типичными источниками являются обычные загрязняющие газы в воздухе, такие как диоксид серы (SO2) и оксиды азота (NOx), которые вступают в реакцию с влажным воздухом с образованием кислот. Хотя ингибиторы кислоты обычно встраиваются в связующий слой, со временем они могут потерять свою эффективность.CS1 maint: использует параметр авторов (ссылка на сайт) CS1 maint: location (ссылка на сайт)
  4. ^ «Консервация магнитных носителей». Национальный архив Австралии. Получено 3 ноября 2020. Высокая температура, влажность и колебания могут привести к разделению магнитного и основного слоев на катушке с лентой или к слипанию соседних петель. Высокие температуры также могут ослабить магнитный сигнал и, в конечном итоге, размагнитить магнитный слой.
  5. ^ "Глоссарий QPxTool". qpxtool.sourceforge.io. QPxTool. 2008-08-01. Получено 22 июля 2020.
  6. ^ Грей, Джим; ван Инген, Катарина (декабрь 2005 г.). «Эмпирические измерения частоты отказов дисков и ошибок» (PDF). Технический отчет Microsoft Research MSR-TR-2005-166. Получено 4 марта 2013.
  7. ^ Солтер, Джим (15 января 2014 г.). "Bitrot и атомарные коровы: внутри файловых систем следующего поколения". Ars Technica. Архивировано из оригинал 6 марта 2015 г.. Получено 15 января 2014.
  8. ^ Бонвик, Джефф. «ZFS: последнее слово в файловых системах» (PDF). Промышленная ассоциация сетей хранения данных (SNIA). Архивировано из оригинал (PDF) 21 сентября 2013 г.. Получено 4 марта 2013.
  9. ^ "btrfs Wiki: Возможности". Проект btrfs. Получено 19 сентября 2013.
  10. ^ Влодарц, Деррик. «Windows Storage Spaces и ReFS: пора ли навсегда отказаться от RAID?». Betanews. Получено 2014-02-09.