計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的保護(hù)及恢復(fù)技術(shù)研究

摘要：近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)的廣泛普及，其現(xiàn)已成為人們?nèi)粘９ぷ骱蜕钪胁豢苫蛉钡墓ぞ咧?。?jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)作為整個(gè)計(jì)算機(jī)中的核心部分，它的安全性十分重要。為此必須對(duì)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)采取相應(yīng)的保護(hù)及恢復(fù)技術(shù)，以確保計(jì)算機(jī)的正常運(yùn)行?；诖它c(diǎn)，本文就計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的保護(hù)及恢復(fù)技術(shù)進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；軟件系統(tǒng)；保護(hù)及恢復(fù)技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP309 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 (2012) 09-0000-02

一、計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)及其保護(hù)與恢復(fù)技術(shù)的現(xiàn)狀分析

（一）計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)是與硬件系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的概念，具體是指具有重復(fù)使用以及多用戶使用價(jià)值的一種程序。只要是能夠在計(jì)算機(jī)上正常運(yùn)行的程序都可以看作是系統(tǒng)軟件。一般沒(méi)有安裝任何軟件的計(jì)算機(jī)被稱之為裸機(jī)，在這樣的計(jì)算機(jī)上通常只能夠運(yùn)行機(jī)器本身自帶的語(yǔ)言源程序。計(jì)算機(jī)上的軟件系統(tǒng)大致可分為兩類，一類是應(yīng)用軟件，另一類是系統(tǒng)軟件。

1.應(yīng)用軟件。這類軟件主要是為用戶解決某些特定問(wèn)題而開(kāi)發(fā)出來(lái)的程序，其通常會(huì)涉及到相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域中的一些知識(shí)，并且需要在系統(tǒng)軟件的支持下才能夠正常運(yùn)行。如，財(cái)務(wù)管理軟件、工程設(shè)計(jì)類軟件等等。

2.系統(tǒng)軟件。此類軟件屬于管理、維護(hù)以及監(jiān)督計(jì)算機(jī)資源的軟件。其主要作用是能夠縮短用戶準(zhǔn)備程序的時(shí)間，并擴(kuò)大計(jì)算機(jī)中處理程序的能力，進(jìn)而達(dá)到提高其使用效力的目的。正是因?yàn)橄到y(tǒng)軟件的存在，才使計(jì)算機(jī)上各種設(shè)備的作用得以充分發(fā)揮。系統(tǒng)軟件主要包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、語(yǔ)言處理程序、系統(tǒng)服務(wù)程序以及網(wǎng)絡(luò)軟件等等。其中操作系統(tǒng)屬于整個(gè)系統(tǒng)軟件的核心部分，它是高級(jí)管理程序，其主要起著計(jì)算機(jī)與用戶之間的橋梁作用，如果沒(méi)有操作系統(tǒng)，那么用戶便無(wú)法對(duì)各種軟件及程序進(jìn)行應(yīng)用。

（二）保護(hù)與恢復(fù)技術(shù)的現(xiàn)狀

對(duì)于計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的保護(hù)應(yīng)當(dāng)考慮兩方面的問(wèn)題，一方面是要避免對(duì)軟件系統(tǒng)的非授權(quán)修改，另一方面是要少限制用戶對(duì)各類資源的使用。而大部分的計(jì)算機(jī)和普通服務(wù)器在硬件的設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)這兩方面的問(wèn)題幾乎都未做考慮，只是采取了一些較為簡(jiǎn)單的保護(hù)措施，如利用CMOS限制用戶對(duì)軟盤進(jìn)行修還等等，然而，僅憑借這樣的措施來(lái)保護(hù)軟件系統(tǒng)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。同時(shí)當(dāng)前常用的操作系統(tǒng)也都缺乏軟件系統(tǒng)的保護(hù)功能，對(duì)于一些多用戶操作系統(tǒng)來(lái)講，其可以采取設(shè)置訪問(wèn)權(quán)限的方式限制用戶對(duì)硬盤資源的使用，但是卻不能起到阻止惡意破壞的情況發(fā)生，這是因?yàn)?，重裝系統(tǒng)和硬盤分區(qū)刪除等操作是不受訪問(wèn)權(quán)限限制的。為此，對(duì)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的保護(hù)必須采取其他的方法?，F(xiàn)階段，較為常用方法有兩種，一種是硬保護(hù)，即采用系統(tǒng)保護(hù)卡對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，另一種是軟保護(hù)，具體是通過(guò)系統(tǒng)保護(hù)軟件對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。系統(tǒng)保護(hù)卡通常是在操作系統(tǒng)和硬件層之間進(jìn)行工作，正因如此其具有較高的安全性。而系統(tǒng)保護(hù)軟件則是在操作系統(tǒng)與應(yīng)用軟件之間進(jìn)行工作，換言之，只要能夠有效地阻止計(jì)算機(jī)通過(guò)硬盤啟動(dòng)，便可以使保護(hù)軟化失去保護(hù)作用，故此其安全性較之系統(tǒng)保護(hù)卡要差很多。系統(tǒng)保護(hù)軟件與計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序間的沖突是一個(gè)比較突出的問(wèn)題。根據(jù)對(duì)市場(chǎng)調(diào)查的結(jié)果顯示，系統(tǒng)保護(hù)卡的銷售情況要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于系統(tǒng)保護(hù)軟件的銷量，系統(tǒng)保護(hù)軟件常被用于軟件系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單的臺(tái)式機(jī)或是筆記本電腦。

軟件系統(tǒng)的恢復(fù)與保護(hù)是相輔相成、相互關(guān)聯(lián)的，沒(méi)有任何一種保護(hù)措施是絕對(duì)安全可靠的，為此，在對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)的同時(shí)，必須采取相應(yīng)的備份及恢復(fù)技術(shù)，這樣才能使軟件系統(tǒng)更加安全。目前，常用的軟件系統(tǒng)保護(hù)及恢復(fù)技術(shù)是硬盤克隆技術(shù)。該技術(shù)在備份數(shù)據(jù)時(shí)不同于一般的備份工具，其不僅能夠?qū)ξ募?nèi)容進(jìn)行記錄，而且還能夠?qū)τ脖P主引導(dǎo)、文件分配以及分區(qū)表等信息進(jìn)行記錄。因此，該技術(shù)適用于軟件系統(tǒng)被完全破壞時(shí)的恢復(fù)?？寺≤浖趯?duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行備份和恢復(fù)時(shí)，可按照逐區(qū)的方式進(jìn)行，該方式能夠有效地避免因文件系統(tǒng)格式不一致導(dǎo)致的不兼容問(wèn)題。

二、系統(tǒng)保護(hù)卡的工作原理

在介紹系統(tǒng)保護(hù)卡的工作原理之前，先了解一下系統(tǒng)保護(hù)卡的種類及其特點(diǎn)。我國(guó)對(duì)于計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)保護(hù)技術(shù)的研究起步較晚，直至上世紀(jì)90年代初期才開(kāi)發(fā)出一些基于DOS系統(tǒng)的保護(hù)卡和軟件，雖然這些產(chǎn)品都各具特點(diǎn)，但它們的基本原理卻大致相同，全部都是通過(guò)重定向DOS的寫中斷，造成硬盤的寫操作變?yōu)榧賹?，以此?lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的保護(hù)。

由于早期的技術(shù)不夠先進(jìn)，使得這些產(chǎn)品都具有一定的缺陷，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面上：其一，兼容性較差，并且僅適用DOS系統(tǒng)；其二，會(huì)造成系統(tǒng)運(yùn)行速度下降，同時(shí)還對(duì)限制用戶對(duì)硬件資源的使用；其三，無(wú)法防止高級(jí)工具軟件對(duì)磁盤進(jìn)行格式化，安全性相對(duì)較低，這是此類產(chǎn)品的最大缺陷之一；其四，沒(méi)有充分考慮數(shù)據(jù)破壞后的恢復(fù)問(wèn)題。隨著近年來(lái)科技水平的不斷提高，我國(guó)幾家知名的IT企業(yè)紛紛研制出了新型的系統(tǒng)保護(hù)卡，這一代的產(chǎn)品在兼容性、安全性、穩(wěn)定性以及各方面功能上都較之早期的產(chǎn)品有了十分明顯的提高。一些產(chǎn)品除具備保護(hù)功能之外，還兼具網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)功能，正因如此，這類產(chǎn)品迅速獲得推廣使用。系統(tǒng)保護(hù)卡實(shí)質(zhì)上就是一塊安裝在ISA或是PCI上的微型設(shè)備，它的核心部件是一塊小型芯片，該芯片的容量通常在1～4MB之間。根據(jù)計(jì)算機(jī)插槽類型的不同，可將系統(tǒng)保護(hù)卡分為ISA和PCI兩種。由于PCI設(shè)備本身具有自動(dòng)中斷號(hào)及分配地址的功能，所以不會(huì)發(fā)生硬件沖突的情況，而ISA類的系統(tǒng)保護(hù)卡則有可能與其它設(shè)備發(fā)生地址沖突，一旦出現(xiàn)此類現(xiàn)象必須由人工操作進(jìn)行修改。為此，ISA類卡現(xiàn)已基本被PCI類卡所取代。根據(jù)系統(tǒng)保護(hù)卡的功能又可將其分為單一功能和多功能兩類。多功能類系統(tǒng)保護(hù)卡實(shí)質(zhì)上就是一塊帶有BOOTROM芯片的網(wǎng)卡，它的芯片出具備網(wǎng)絡(luò)引導(dǎo)程序之外，還具有系統(tǒng)保護(hù)程序，還有一些集成了網(wǎng)絡(luò)管理程序和克隆程序，這類系統(tǒng)保護(hù)卡現(xiàn)已成為市場(chǎng)中的主流產(chǎn)品，受到用戶的追捧。

雖然保護(hù)卡的生產(chǎn)廠家較多，但他們采用的卻都是假寫原理，該原理主要是指計(jì)算機(jī)通電后，先進(jìn)行硬件初始化及BIOS自檢，隨后再對(duì)保護(hù)卡中芯片的程序進(jìn)行加載，最后才是啟動(dòng)操作系統(tǒng)，在此之前，計(jì)算機(jī)已經(jīng)進(jìn)入被保護(hù)狀態(tài)。計(jì)算機(jī)在首次啟用保護(hù)功能前，保護(hù)卡需要對(duì)硬盤中原有的數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描，并將標(biāo)志信息存于虛擬硬盤當(dāng)中，當(dāng)保護(hù)生效以后，用戶再對(duì)硬盤中的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改便不會(huì)被執(zhí)行，保護(hù)軟件將會(huì)把全部的修改映射到虛擬硬盤當(dāng)中。當(dāng)計(jì)算機(jī)重啟后，這部分修改內(nèi)容便會(huì)被清除，硬盤又恢復(fù)為原始狀態(tài)。

三、計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的保護(hù)及恢復(fù)技術(shù)

目前，較為常用的系統(tǒng)保護(hù)及恢復(fù)技術(shù)為克隆技術(shù)，下面對(duì)Ghost軟件進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

（一）Ghost軟件的功能和特點(diǎn)

目前，市面上用于系統(tǒng)恢復(fù)的軟件工具種類繁多，其中以Ghost軟件的功能最為強(qiáng)大。該軟件屬于硬盤復(fù)制備份工具的一種。它能夠?qū)⒂脖P中的某一個(gè)分區(qū)或是整個(gè)硬盤當(dāng)成一個(gè)對(duì)象進(jìn)行操作。同時(shí)可將信息壓縮成映像文件并存儲(chǔ)在硬盤的某個(gè)分區(qū)中，在有需要時(shí)，還可將該文件還原到相應(yīng)的硬盤房中，進(jìn)而使系統(tǒng)迅速恢復(fù)正常。該軟件具有如下特點(diǎn)：

1.自動(dòng)分區(qū)、格式化以及容量調(diào)整。當(dāng)Ghost軟件對(duì)某一個(gè)磁盤映像進(jìn)行復(fù)制時(shí)，便會(huì)自動(dòng)對(duì)該磁盤進(jìn)行格式化，并進(jìn)行自動(dòng)分區(qū)，同時(shí)按照目標(biāo)磁盤的具體情況實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)擴(kuò)展或是對(duì)DOS分區(qū)進(jìn)行壓縮。當(dāng)目標(biāo)磁盤與源磁盤的大小基本一致時(shí)，還能夠?qū)δ繕?biāo)分區(qū)的位置及大小進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。

2.支持多個(gè)命令行參數(shù)，能夠?qū)⒕S護(hù)人員的工作量降至最低。

3.支持多種文件系統(tǒng)，如FAT16、FAT32以及NETS等，并且能夠從一張DOS引導(dǎo)盤上運(yùn)行。

（二）單機(jī)系統(tǒng)的備份和恢復(fù)方法

運(yùn)用Ghost軟件對(duì)單機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)時(shí)，通常可采用軟件本身的分區(qū)克隆功能。具體來(lái)講就是用Ghost把裝有應(yīng)用軟件以及操作系統(tǒng)的分區(qū)，壓縮成一個(gè)映像文件，然后將該文件保存于本機(jī)的其它分區(qū)中，如果系統(tǒng)中的某些程序無(wú)法正常使用時(shí)，僅需要將該映像文件恢復(fù)到C盤即可。該操作一般主需要幾分鐘便可完成，較之重裝系統(tǒng)和重裝軟件快捷很多。有個(gè)問(wèn)題需要注意，即映像文件本身的安全性。由于該文件較大，一般的軟盤無(wú)法裝下，若是放在其他計(jì)算機(jī)上又容易發(fā)生混淆，對(duì)于此類問(wèn)題的解決方法是在本機(jī)上加裝硬盤保護(hù)卡，這樣不僅能夠保護(hù)系統(tǒng)安全，還可以避免病毒入侵。

（三）多機(jī)系統(tǒng)的備份及恢復(fù)方法

通常情況下，一個(gè)計(jì)算機(jī)機(jī)房?jī)?nèi)會(huì)有多臺(tái)計(jì)算機(jī)，而這些計(jì)算機(jī)的配置都完全相同，若是安裝系統(tǒng)軟件的話，只需要在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上進(jìn)行，然后通過(guò)Ghost軟件將裝有系統(tǒng)的分區(qū)或是硬盤壓縮成克隆文件，再將該文件克隆到每一臺(tái)計(jì)算機(jī)上即可。這樣不僅能夠減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，而且還能夠有效地提高工作效率。

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