計算機軟件系統的保護及恢復技術研究

佟宏博，張洪雷，宋德強

（盤錦職業技術學院，遼寧盤錦，124010）

0 引言

計算機軟件系統在數據處理中發揮著至關重要的作用，尤其是在當前數據信息呈現出海量化的趨勢下，對于軟件系統的運行性能要求更高。網絡具有開放性的特征，在系統運行中往往會受到多種威脅，包括了黑客攻擊和網絡病毒等，導致軟件系統的功能受損，嚴重時會造成整個計算機系統的癱瘓，給用戶造成巨大損失。而軟件系統的良好運行效果，可以從根本上確保應用系統功能得到充分發揮，以滿足人們對計算機的多元化和個性化使用需求。保護及恢復技術具有專業性的特點，應該根據軟件系統的運行特點進行不斷創新，以降低系統運行風險。

1 計算機軟件系統概述

計算機軟件(Software，也稱軟件)是指計算機系統中的程序及其文檔，程序是計算任務的處理對象和處理規則的描述；文檔是為了便于了解程序所需的闡明性資料，計算機軟件系統如圖1所示。軟件系統和硬件系統共同組成計算機系統，其中計算機軟件系統又可以分為應用軟件和系統軟件兩大類，裸機運行是指計算機中沒有安裝任何軟件時的運行狀態，可以應用自帶語言源程序。應用軟件的類型和功能都十分豐富，不同應用軟件可以滿足用戶的不同需求，解決用戶在計算機應用中的各種問題，會應用到不同領域的專業知識。以系統軟件為依托，保障應用軟件的良好功能特點，常見的應用軟件包括了設計類軟件和管理類軟件等等[1]。

圖1 計算機軟件系統

2 系統保護卡的基本原理

系統保護卡的保護功能更加可靠，在計算機軟件系統中的應用效果較好，但與西方發達國家相比，我國在系統保護卡上的研究仍有上升空間。20世紀90年代左右，基于DOS系統的保護卡和軟件逐漸得到應用，以重定向DOS的寫中斷來造成硬盤的寫操作變為假寫，從對計算機軟件系統進行保護，這是初期保護系統的主要運行原理。然而，在實踐應用中也會面臨較多的問題，比如產品的兼容性難以滿足系統運行需求，只能依靠DOS系統發揮保護功能；系統的運行速度也會受到一定程度的影響，用戶在使用硬件資源時也會受到限制；磁盤可以通過高級工具軟件進行格式化操作，因此降低了軟件系統的安全性；數據遭到破壞后，難以運用相應的恢復技術使其得到快速恢復[2]。近年來，關于系統保護卡的研究也在不斷增多，在性能上得到全面優化，能夠使其安全性、兼容性和穩定性等得到優化，具備保護功能和網絡恢復功能，因此加快了系統保護卡的推廣應用。芯片是系統保護卡的重要組成，容量較小，一般不超過4MB，包括了PCI和ISA兩大類，在計算機插槽類型上存在一定差異性。自動中斷號和分配地址是PCI的基本功能，消除了硬件沖突的問題，相較于ISA而言更具優勢，減輕了人力勞動負擔。多功能類系統保護卡和單功能類系統保護卡是當前常見的兩種形式，前者是帶有BOOTROM芯片的網卡，通過網絡管理程序、系統保護程序和克隆程序等實施保護[3]。計算機重啟后，修改內容會被清除，硬盤則得到恢復。

3 計算機軟件系統保護及恢復技術

3.1 應用Ghost軟件

Ghost軟件在計算機軟件系統中得到廣泛應用，是實現系統保護及恢復的重要途徑，切實增強了系統運行的安全性及可靠性，相較于其他系統恢復軟件而言，該軟件的保護功能更加優越，屬于硬盤復制備份工具。Ghost軟件在運行中面向的對象為計算機硬盤或是某一分區，通過壓縮的方式對信息進行集中處理并在分區中以映像文件的形式進行保存。根據用戶的使用需求，可以實現映像文件的快速還原，保障軟件系統的正常運行[4]。除了能夠實現自動分區外，Ghost軟件也具備格式化功能和容量調整功能。復制相應的映像文件時，會格式化整個磁盤且完成自動分區處理，在動態擴展中滿足了目標硬盤的使用及運行需求。如果源磁盤在容量上與目標磁盤接近，那么其容量自動調整功能則可以得到有效發揮，使其大小和位置更加合理。不同命令行參數的應用，也能夠降低維護人員負擔，有利于實現系統的快速維護。FAT32、FAT16和NETS等文件系統得到廣泛應用，可以實現在一張DOS引導盤上運行。在組建新機房或重新規劃機房系統及應用軟件時,必須重新安裝系統和應用軟件。在這種大規模整理計算機房,而機型又相同的情況下,可以充分利用網絡的優勢，使幾臺甚至幾十、上百臺計算機同時進行GHOST備份恢復。操作時,首先裝好一臺機器，然后將這臺機器的整個硬盤做成一個映像文件，讓服務器以廣播的形式發送數據，其他計算機只需接收就可以恢復系統。Ghost軟件的應用界面如圖2所示。

圖2 Ghost軟件

3.2 單機系統的備份及恢復

分區克隆是Ghost軟件的基本功能之一，可以滿足單機系統的備份及恢復需求。分區中包含操作系統和應用軟件，借助于Ghost軟件可以實現壓縮，使其以映像文件的形式存在，并在其他分區當中實現有效保存[5]。在計算機系統運行過程中，如果相關程序無法使用，則可以在C盤當中恢復映像文件，解決程序運行故障。相較于軟件和系統的重裝而言，映像文件恢復的方式更加便捷和快速，但是在應用中也應該注重其安全性問題。通常映像文件較多，利用軟盤通常難以裝下，在其他計算機中保存也會造成麻煩，因此可以通過硬盤保護卡的設置來解決此類問題，能夠增強運行安全性，有效防御網絡病毒。

3.3 多機系統的備份及恢復

多臺計算機同時存在于機房當中，由于其配置存在一定的差異性，因此在應用系統軟件時可以在一臺計算機當中完成，借助于Ghost軟件將裝有系統的分區或者硬盤壓縮成克隆文件，向其他計算機進行復制。上述備份和恢復方法，能夠大大提升工工作效率，而且減輕了運維人員的工作量。此外，系統保護卡的使用，可以通過增強保護功能和計算機硬件的匹配度來改善其運行效果，系統運行特點存在差異性，因此可以使用多種類型的保護卡完成全面保護，滿足不同硬件配置計算機的運行需求。利用TCP/IP對等連接,可將系統正常的一臺計算機(主機)的所有信息完全復制到另一臺計算機(從機)。具體操作如下：首先制作CHOST引導盤,即執行"Norton GHOST Boot Wizard”,在彈出的界面中選擇中間的“Peer-to-Peer Network Boot Disk",然后根據機型選擇網卡類型、啟動盤所需的DOS版本、程序“CHOSTpe.exe"的位置、網絡設定中IP地址、軟驅盤符與啟動盤的數目等,系統將軟盤格式化后往軟盤內按照以上設定復制文件,完成后啟動盤就已做好。

4 結語

計算機軟件系統保護及恢復技術的應用，可以有效保障應用軟件和系統軟件的良好運行狀態，改善用戶的使用體驗，防止系統遭受嚴重破壞而給用戶造成損失。當前計算機軟件系統的保護主要分為硬保護和軟保護兩大類，在應用保護及恢復技術時應該根據當前系統運行特點進行不斷創新，以適應計算機系統發展的需求。在實踐工作當中，系統保護卡的功能逐步優化，在維護系統安全方面發揮著關鍵作用。此外，Ghost軟件的應用可以增強系統保護及恢復的便捷性及可靠性，在單機系統和多機系統備份與恢復中的應用價值都較高。