Использование самодиагностики жестких дисков при их тестировании. технология - S.M.A.R.T.


Примечание	от автора: S.M.A.R.T. (Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology) – технология самотестирования, разработанная производителями жестких дисков для обеспечения более высокой степени надежности хранения информации
	Загрузить архив:
	Файл: ref-26611.zip (269kb [zip], Скачиваний: 31) скачать

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 230106.00.00. ПЗ

ВВЕДЕНИЕ

Выпускаемые накопители информации представляют собой гамму запоминающих устройств с различным принципом действия физическими и технически эксплуатационными характеристиками. Основным свойством и назначением накопителей информации является ее хранение и воспроизведение.

Жесткий диск - магнитный диск, в котором носителями информации являются круглые алюминиевые пластины, обе поверхности которых покрыты слоем магнитного материала. Эти пластины тесно расположенырядом с блоком считывания/записи и размещаются в герметичной коробке для защиты от пыли, влаги и грязи. Принцип работы магнитных запоминающих устройств основан на способах хранения информации с использованием магнитных свойств материалов. Но жесткие диски могут со временем портиться следовательно информация находящаяся на них может потеряться и повлечь за этим большие потери времени и денег.

Структура отчета курсового проекта состоит из пяти разделов: основное теоретическое положение, постановка задачи, выбор метода решения, решение поставленной задачи и анализ итогов проделанной работы.

В разделе “Основное теоретическое положение” описываютсяS.M.A.R.T. технологии. В разделе “Постановка задачи” коротко описывается программные продукты, предназначенные для работы с жестким диском. В разделе “Выбор метода решения” сравнивается программное обеспечение, предназначенное для работы с жестким диском,методом анализа выбирается программа, которая будет рассмотрена в данном курсовом проекте. В разделе “Решение поставленной задачи” подробно описывается две абсолютно разных программы для тестирования жестких дисков и методы тестированияжестких дисков.В разделе “Анализ итогов проделанной работы” были отображены проблемы cкоторыми пришлось столкнуться в процессе выполнения данного курсового проекта.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 230106.00.00. ПЗ

1 ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1 ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ S.M.A.R.T. ТЕХНОЛОГИЙ

S.M.A.R.T. (Self-MonitoringAnalysisandReportingTechnology) – технология самотестирования разработанная производителями жестких дисков для обеспечения более высокой степени надежности хранения информации. Суть S.M.A.R.T. технологии заключается в том, что винчестер сам аппаратно отслеживает состояние своей работоспособности и способен заранее предупредить пользователя о своем предаварийном состоянии.

Впервые предложенная корпорацией Compaq технология S.M.A.R.T. в дальнейшем была поддержана в разработках крупнейшими мировыми производителями жестких дисков - Seagate Technology, IBM, Conner Peripherials, Western Digital и Quantum.

Предложенная IBM технология предсказания надежности называется PFA (Predictive Failure Analysis). Она заключается в измерении нескольких параметров, включая высоту полета головок над поверхностью дисковых пластин, чтобы предсказать приближающийся сбой. Дисковые накопители, почувствовав ухудшение (деградацию) параметров своей работы, таких как упомянутая высота полета головок, изменяют технологические параметры доступные для считывания и анализа программой SMART HDD, которая в свою очередь уведомляет пользователя о надвигающемся сбое. После получения предупреждения пользователи получают возможность предпринять действия, необходимые для обеспечения безопасности своих данных. Немногим позже корпорация Compaq сообщила о революционной разработке в области диагностики, названной IntelliSafe. Эта технология, разработанная при участии Seagate, Quantum и Conner, отслеживает множество показателей и посылает управляющей программе информацию о пороге опасности. Дисковый накопитель затем решает, насколько вероятен сбой и в свою очередь передает сообщение системе вместе с вызвавшим тревогу показателем и пороговым значением. Показатели и пороговые значения, реализованные в

IntelliSafe, варьируются для жестких дисков каждого производителя, но интерфейс и способ, которым сообщения передаются хост-системе, общие для всех. Compaq постаралась сделать IntelliSafe общедоступной, представив свои спецификации для вычислительной среды IDE/АТА (документ SFF-8035) в мае 1995 года комитету Small Form Factor Commitee. Компания Seagate быстро определила, что технология предсказания надежности сулит громадные выгоды пользователям, и исследовала возможность сделать версию, доступную другим системным ОЕМ - производителям, интеграторам и независимым производителям программного обеспечения. В разработке этой новой версии она объединилась с фирмами Conner, IBM, Quantum и Western Digital. В результате их сотрудничества и появилась технология S.M.A.R.T., в которой сочетаются концептуальные элементы IntelliSafe от Compaq и PFA от IBM. Возможности S.M.A.R.T. охватывают целые серии показателей, или атрибутов диагностики, подбираемые специально для каждой модели накопителя. Индивидуальный подход при выборе атрибутов очень важен, поскольку архитектура жестких дисков изменяется от модели к модели. Показатели и пороговые значения, которые определяют предсбойное состояние для одной модели, могут ничего не означать для другого винчестера. Другими словами, архитектура привода определяет, какие показатели надлежит измерять и при переходе какого порогового значения стоит бить тревогу. Хотя не все сбои можно предсказать, следует ожидать развития S.M.A.R.T. как технологии по мере накопления опыта в точном предсказании надежности. Постоянные изменения показателей и их значений, связанные с развитием дисковых технологий, также приводят к необходимости индивидуальной настройки и могут послужить основой для улучшения самой технологии предсказания.

1.2 ДВЕ СПЕЦИФИКАЦИИS.M.A.R.T.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 230106.00.00. ПЗ

Технология S.M.A.R.T. была подготовлена для оборудования IDE/АТА

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 230106.00.00. ПЗ

после представления спецификации SFF-8035 публично. Накопители SCSI строятся на основе разных спецификаций и стандартов, которые определяются документом X3T10/94-100 организации ANSI. Используемая компанией Seagate программа систем S.M.A.R.T. включает оба индустриальных стандарта, благодаря чему эта технология доступна для накопителей с интерфейсом как IDE/АТА, так и SCSI. Атрибуты и пороговые значения для системы предсказания надежности S.M.A.R.T. одинаковы для обоих интерфейсов, отличаются лишь предупреждения о грозящей опасности. В системах на основе IDE/АТА программное обеспечение хост-компьютера интерпретирует тревожный сигнал, полученный от накопителя в результате выполнения команды report status, описанной спецификацией S.M.A.R.T. Хост регулярно опрашивает накопитель и проверяет по этой команде состояние устройства. Если полученный при очередном обращении за статусом сигнал говорит о грозящем сбое, выдается соответствующее предупреждение пользователю или системному администратору. Благодаря этому у системного администратора появляется возможность перенести на ближайшее время запланированную процедуру резервирования данных и заменить накопитель. Такая схема допускает расширение в будущем, когда появятся сообщения, касающиеся показателей не только жестких дисков, такие как предупреждения о перегреве, нарушении функционирования приводов CD-ROM, стримеров и других устройств ввода/вывода. Хост-система способна обрабатывать атрибуты и сообщать о сбоях, пользуясь не только командой report status для жестких дисков. В общих чертах накопители SCSI со встроенным предсказанием надежности сообщают системе лишь сведения о том, нарушены условия надежной работы или нет.

Дисковые накопители должны быть способны отслеживать множество

показателей, чтобы обеспечить исчерпывающее предсказание надежности. Один из важнейших элементов в этом деле - понять, что такое сбой. Условно

сбои можно разделить на предсказуемые и непредсказуемые.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 230106.00.00. ПЗ

Непредсказуемые сбои происходят быстро, как в случае проблем с электроникой или механикой привода, таких, например, как бросок напряжения питания, который может повредить чипы или даже схему в целом. Повышение качества, совершенствование конструкции, технологии и производства могут уменьшить вероятность непредсказуемых аварий. Предсказуемые сбои характеризуются деградацией того или иного параметра с течением времени, прежде чем диск выйдет из строя. Это создает возможность выбора показателей, которые можно отслеживать, чтобы на базе их анализа предсказать сбои. Многие механические сбои обычно расцениваются как предсказуемые, такие, например, как деградация высоты полета головок, которая говорит о возможности повреждения поверхности дисков. Некоторые электронные сбои можно отследить по деградации атрибутов, прежде чем они наступят, но чаще именно механические проблемы являются постепенно нарастающими и предсказуемыми. S.M.A.R.T. предупреждает, что стоит заняться процедурой резервирования, и сохраняет в целости пользовательские данные.Механические сбои, которые в основном являются предсказуемыми, составляют около 60 процентов от всех дисковых сбоев. Это число важно, поскольку показывает большие возможности использования технологий предсказания надежности. С развитием технологии S.M.A.R.T. все большее число сбоев становится предсказуемым и попадает в поле ее ответственности, а вероятность потери данных уменьшается.

1.3 ЧТО ТАКОЕ S.M.A.R.T

S.M.A.R.T.(Технология Самодиагностики, Анализа и Отчета) позволяет отслеживать и предсказывать возникновение ошибок, связанных с функционированием HDD, следовательно появляется возможность вовремя сделать резервную копию данных, тем самым избежать морального и материального ущерба от потери информации.

S.M.A.R.T. – это набор программ, записанныхв микрокод винчестера.

Каждая фирма-производитель дисков ведет свои разработки, отсюда и разнообразие параметров для разных дисков. Однако существуют общие параметры.

1.4 АТРИБУТЫ S.M.A.R.T.

Атрибуты S.M.A.R.T. – особые характеристики, которые используются при анализе состояния и запаса производительности накопителя. Они выбираются производителем, основываясь на их способности предсказывать ухудшение рабочих характеристик накопителя или определить его дефектность.

Значения атрибутов (value) используются для представления относительной надежности отдельного эксплуатационного или эталонного атрибута. Допустимое значение атрибута лежит в диапазоне от 1 до 255. Его

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 230106.00.00. ПЗ

высокое значение говорит о том, что результат анализа данной рабочей характеристики указывает на низкую вероятность ее ухудшения или выхода накопителя из строя. Соответственно, низкое значение атрибута говорит о том, что результат анализа данной рабочей характеристики указывает на высокую вероятность ее ухудшения или выхода накопителя из строя.

Каждый атрибут имеет собственное пороговое значение (threshold), которое используется для сравнения со значением атрибута (value) и указывает на ухудшение рабочих характеристик или дефектность накопителя. Числовое значение порогового атрибута определяется производителем через конструкционные особенности накопителя и анализ результатов испытаний на надежность. Пороговое значение каждого атрибута указывает на его нижнюю допустимую границу, до которой накопитель нормально функционирует.

Краткое описание основных атрибутов:

Raw Read Error Rate - Частота появления ошибок при чтении данных с диска. Данный параметр показывает частоту появления ошибок при

операциях чтения с поверхности диска по вине аппаратной части накопителя.

Throughput Performance - Средняя производительность (пропускная способность) диска. Уменьшение значения value этого атрибута с большой вероятностью указывает на проблемы в накопителе.

Spin Up Time - Время раскрутки шпинделя. Среднее время раскрутки шпинделя диска от 0 RPM до рабочей скорости.

Start/Stop Count - Количество циклов запуск/останов шпинделя. Хранит общее количество включений/выключений диска.

Reallocated Sectors Count - Количество переназначенных секторов. Когда жесткий диск встречает ошибку чтения/записи/верификации, он пытается переместить данные в специальную резервную область (spare area) и, в случае успеха, помечает сектор как "переназначенный". Также, этот процесс называют remapping, а переназначенный сектор - remap. Благодаря этой возможности, на современных жестких дисках очень редко видны (при тестировании поверхности) так называемые bad block. Однако, при большом количестве ремапов, на графике чтения с поверхности будут заметны "провалы" - резкое падение скорости чтения (до 10% и более).

Seek Error Rate - Частота появления ошибок позиционирования МГ

(магнитной головки). В случае сбоя в механической системе позиционирования, повреждения сервометок (servo), сильного термического расширения дисков и т.п. возникают ошибки позиционирования. Чем их

больше, тем хуже состояние механики и/или поверхности жесткого диска.

Seek Time Performance - Средняя производительность операций позиционирования МГ. Данный параметр показывает среднюю скорость позиционирования привода МГ на указанный сектор. Снижение значения этого атрибута говорит о неполадках в механике привода.

Power-On Hours - Количество отработанных часов во включенном

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 230106.00.00. ПЗ

состоянии. Значение value этого атрибута показывает количество часов (минут, секунд - в зависимости от производителя), отработанных жестким

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 230106.00.00. ПЗ

диском. Снижение значения атрибута до критического уровня (threshold) указывает на выработку диском ресурса. На практике, даже падение этого атрибута до нулевого значения не всегда указывает на реальное исчерпывание ресурса и накопитель может продолжать нормально функционировать.

Spin Retry Count - Количество повторов попыток старта шпинделя диска. Данный атрибут фиксирует общее количество попыток раскрутки шпинделя и его выхода на рабочую скорость, при условии, что первая попытка была неудачной. Снижение значения этого атрибута говорит о неполадках в механике привода.

Recalibration Retries - Количество повторов попыток рекалибровки накопителя. Данный атрибут фиксирует общее количество попыток сброса состояния накопителя и установки головок на нулевую дорожку, при условии, что первая попытка была неудачной. Снижение значения этого атрибута говорит о неполадках в механике привода.

De vice Power Cycle Count - Количество полных циклов запуска/останова жесткого диска.

Soft Read Error Rate - Частота появления "программных" ошибок при

чтении данных с диска. Данный параметр показывает частоту появления ошибок при операциях чтения с поверхности диска по вине программного обеспечения, а не аппаратной части накопителя.

Load/Unload Cycle Count - Количество циклов вывода МГ в специальную парковочную зону/в рабочее положение.

Reallocation Event Count - Количество операций переназначения (ремаппинга). Показывает общее количество попыток переназначения сбойных секторов в резервную область, предпринятых накопителем. При этом, учитываются как успешные, так и неудачные операции.

Current Pending Sector Count - Текущее количество нестабильных секторов. Показывает общее количество секторов, которые накопитель в данный момент считает претендентами на переназначение в резервную область (remap). Если в дальнейшем какой-то из этих секторов будет прочитан успешно, то он исключается из списка претендентов. Если же чтение сектора будет сопровождаться ошибками, то накопитель попытается восстановить данные и перенести их в резервную область, а сам сектор пометить как переназначенный (remapped).

Uncorrectable Sector Count - Количество нескорректированных ошибок. Атрибут показывает общее количество ошибок, возникших при чтении/записи сектора, которые не удалось скорректировать. Рост значения в поле raw value этого атрибута указывает на явные дефекты поверхности и/или проблемы в работе механики накопителя.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 230106.00.00. ПЗ

UltraDMA CRC Error Count - Общее количество ошибок CRC в режиме UltraDMA, содержит количество ошибок, возникших в режиме передачи данных UltraDMA в контрольной сумме (ICRC - Interface CRC). В большинстве случаев ошибки CRC возникают при сильном завышении частоты PCI (больше номинальных 33.3 MHz), сильно перекрученом кабеле, а также - по вине драйверов ОС, которые не соблюдают требований к передачи/приему данных в режимах UltraDMA.

Write Error Rate - Частота появления ошибок при записи данных. Показывает общее количество ошибок, обнаруженных во время записи сектора. Чем ниже значение value, тем хуже состояние поверхности диска и/или механики привода.

Disk Shift - Сдвиг пакета дисков относительно оси шпинделя.

G-Sense Error Rate - Частота появления ошибок в результате ударных нагрузок. Данный атрибут хранит показания ударочувствительного сенсора - общее количество ошибок, возникших в результате полученных накопителем внешних ударных нагрузок (при падении, неправильной установке, и т.п.).

Здесь приведены атрибуты, с помощью которых можно определить надежность функционирования диска. Остальные же не представляют практической важности.

1.5 МЕТОД ТЕСТИРОВАНИЯ

Существует два способа запуска тестов S.M.A.R.T.: автономный (off-line) или монопольный (captive). Результат теста всегда сохраняется накопителем в данных S.M.A.R.T.

1. При автономном запуске накопитель сообщает о успешном завершении команды до ее фактического исполнения и только после этого выполняет тест. При этом, по интерфейсу флаг "занято" (busy) не выставляется и накопитель в любой момент готов приступить к выполнению очередной интерфейсной команды, приостанавливая работу теста. Фактически, тест выполняется в фоновом режиме.

2. При запуске теста в монопольном режиме, по интерфейсу выставляется флаг "занято" (busy) и накопитель начинает непосредственное выполнение теста в режиме реального времени. Любая интерфей

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 230106.00.00. ПЗ

сная команда во время выполнения этого теста приведет к его прерыванию и остановке, после чего накопитель приступит к обработке поступившей команды.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 230106.00.00. ПЗ

2 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

S.M.A.R.T. (Self-Monitoring, Alerting and Reporting Technology) представляет собой набор средств для контроля за состоянием механических и электронных компонентов жесткого диска. Фактически это некоторая микропрограмма ("зашитая" в контроллер диска), регулярно замеряющая определенные параметры и сохраняющая полученные значения в энергонезависимой памяти. К таким параметрам (в терминологии S.M.A.R.T- атрибутам), относятся: количество циклов включения/выключения питания, число наработанных часов, время разгона шпинделя до нормативной скорости и др. Всего стандартизовано несколько десятков подобных характеристик, хотя каждый производитель жестких дисков реализует контроль только за 10--15 наиболее важными, на его взгляд.
Изначально всякому атрибуту присваивается условное (нормализованное) значение 100, реже -- 200, а также определяется более низкий пороговый уровень (threshold), достижение которого свидетельствует о том, что те или иные компоненты выработали свой ресурс. В процессе функционирования диска микропрограмма контролирует необходимые параметры и по определенным законам изменяет значения атрибутов обычно уменьшает, хотя в ряде случаев возможно и обратное. Кроме того, вычисляются и сохраняются дополнительные характеристики: актуальное (или "сырое") значение каждого параметра (например, точное число отработанных часов); наилучшее и наихудшее значения атрибутов за время функционирования; признаки предаварийного состояния жесткого диска. Из этого небольшого и довольно поверхностного описания технологии S.M.A.R.T. можно заключить, что контроллер современного жесткого диска действительно располагает исчерпывающей информацией для самодиагностики и предупреждения отказов, сам по себе контроллер жесткого диска только накапливает и корректирует положенную информацию, а пользователь может даже не подозревать о приближающейся катастрофе. Для полной

реализации функций

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 230106.00.00. ПЗ

S.M.A.R.T. необходимо специализированное программное обеспечение, которое может быть различным в том плане, что оно может, как поддерживаться графическим интерфейсом Windows, так и нет, следовательно запускаться только под DOS.

Программы запускаемые в Windows имеют достаточно простой и понятный интерфейс, они отображают насколько работоспособным является жесткие диск. Работоспособность вычисляется путем анализа который проводит используемая программа, она показывает температуру жесткого диска, все его технические параметры и.т.д. Пользователь может анализировать эти данные и делать выводы. Но когда здоровье жесткого диска резко уменьшается или какой-то из его параметров подходит к пороговому значению программа предупреждает пользователя о том, что его жесткий диск скоро придет в негодность. Следовательно, для того чтобы поломка жесткого диска не стала неожиданностью нужно обязательно использовать программное обеспечение такого типа.

Программы, запускаемые под DOS обращаются к контроллеру жесткого диска, получают и интерпретируют соответствующие данные и при необходимости оповещают пользователя или сетевого администратора.

3 ВЫБОР МЕТОДА РЕШЕНИЯ

3.1 ПРОГРАММА HDTACH

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 230106.00.00. ПЗ

Довольно простая утилита от фирмы TCD Labs. Программа эта коммерческая, поэтому в демоверсииотсутствует возможность протестировать винчестер на скорость записи данных. Остальные тесты доступны и включают в себя время случайного доступа, скорость чтения данных (минимальная, максимальная и среднее значение), а также определение загрузки центрального процессора во время этих операций (в %). При определении скорости считывания данных рисуется график.

Рисунок 3.1 Интерфейс HD Tach..

В главном меню (рис. 3.1) доступна опция Advanced Size Check, которую рекомендуется включить, если жесткий диск разбит на несколько логических разделов. А поставить галочку рядом с этой возможностью надо потому, что в противном случае программа видит только один раздел, причем вовсе не обязательно тот, на котором установлена. Никаких других удобств и опций в продукте не предусмотрено. Можно порекомендовать данную программу тем пользователям, которые не хотят вдаваться в подробности, и кому дорого время, так как тест (рис. 3.2) занимает меньше минуты. В общем, программа довольно поверхностная и малоинформативная, а из данных по диску считывает только его модель и версию прошивки.

Впрочем, большинство иностранных тестов поддерживают только такие возможности.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 230106.00.00. ПЗ

Рисунок 3.2 Результаты теста HD Tach в цифрах и графике.

3.2 ПРОГРАММА THEREADMARK

Сравнительно старая, но до сих пор популярная программа от известной компании Adaptec. Она выполняет всего два теста: вычисляет среднюю скорость передачи данных и загрузку процессора; но подход к этим двум важным показателям здесь намного серьезнее, чем в других аналогичных программах. Во-первых, время теста составляет один час, при этом не рекомендуется работа других приложений. Во-вторых, утилита требует огромного количества свободного места на жестком диске. В-третьих, выполняется 64 различных теста на запись/чтение, значения, которых затем обрабатываются и усредняются по специальному алгоритму, при этом полученные данные (рис. 3.3) намного ближе к истине, чем в тесте HD Tach. В программе генерируются подлинные ситуации, возникающие с жестким диском в процессе повседневной работы с различными Windows-приложениями. При проверке используются и множественные, и единичные запросы блоками различных размеров.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 230106.00.00. ПЗ

Рисунок 3.3 Результаты тестирования в ThreadMark 2.0.

Кроме того, большое количество необходимого свободного места запрашивается неспроста - это сделано для того, чтобы исключить пагубное в данном случае влияние кэша операционной системы, который, как правило, не учитывается в простых тестах. До тех пор, пока размер производимых операций вписывается в кэш, все идет хорошо, но как только он превышает его, что весьма типично при работе с различными приложениями, данные не успевают передаваться с нужной скоростью, демонстрируя реальную производительность жесткого диска. Таким образом, ThreadMark измеряет производительность именно диска, а не кэша. Протестировав этой программой жесткий диск, пользователь будет неприятно удивлен весьма низкими результатами, однако причину их не узнает. Для этого стоит обратиться к более детальным тестам отечественной разработки.

3.3 ПРОГРАММА MICHAEL’S DICK BENCMARK

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

19

КП 230106.00.00. ПЗ

Старенькая программа, с небольшими на первый взгляд возможностями, но интересная в том плане, что позиционируется автором как реально учитывающая некоторые особенности работы с жесткими дисками Windows 9x. В процессе выполнения данного курсового проекта была рассмотренаверсия 1.11 от 1995 г., которая функционирует 30 дней бесплатно, после чего предлагается перечислить автору некоторую сумму денег.

Рисунок 3.5 Процесс тестирования Michael’s Disk Benchmark

Данный программный продукт может, тестировать логические разделы по отдельности, задавать размер тестового файла и работать с ним соответственно на чтение и запись, можно выбирать тип тестовых данных: могут писаться только нули, случайные файлы или файлы, пользователь выберет сам. То, что можно задавать размер тестового файла, на самом деле довольно важно, так как позволит проверить скорость дисковой подсистемы с кэшем Windows 9x и реальную скорость. Чтобы узнать эту скорость (приблизительно, конечно, так как на нее влияет множество других факторов, например степень фрагментации диска), нужно выбрать тестовый файл размером больше объема оперативной памяти вашего компьютера.

Для того чтобы проверить работу с кэшем, соответственно меньшего объема, и чем меньше, тем лучше. Никакой заводской информации по диску программа не выдает (рис. 3.5), даже его модели, так что в этом плане она совершенно бесполезна.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 230106.00.00. ПЗ

Рисунок 3.6 Интерфейс Michael’sDisk Benchmark.

Других существенных возможностей за этой программой не замечено (рис. 3.6). Тест занимает немного времени и выдает при правильной настройке довольно объективную информацию. Конечно, таким способом дефектов на диске не найти, но какие-то общие выводы сделать можно.

3.4 ПРОГРАММА DRIVE!

Еще один программный продукт от Михаила Радченко. Это относительно новый, развивающийся тест. Возможностей у этой программы пока намного меньше, чем у HDDSpeed, но она учитывает особенности многозадачной ОС, что немаловажно. Во время описывания данного программного продукта была рассмотрена версия 1.0, работавшая только под Windows NT и Windows 2000.

Рисунок 3.8 Графическое отображение теста в Drive!

В данном тесте (рис. 3.8) доступно следующее: информация о системе в целом с таким, например, значением, как размер swap-файла и его заполнение в процентах; отображение загрузки центрального процессорадо начала тестирования и в его процессе. Кроме того, определяется среднее время доступа к диску, линейная скорость чтения (максимальная, минимальная и средняя) и максимальная скорость чтения с использованием кэша. По полученным значениям вычисляется индекс скорости диска (Disk Speed Index). Процесс тестирования и, следовательно, результаты видны и на графиках, которые, конечно, более предпочтительны, чем цифры. На них же можно увидеть "сбойные" места, если они имеются, и сделать соответствующие выводы. Так как Windows NT не самая быстрая ОС, результаты получаются несколько заниженными, полученные значения можно записать. На эт

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 230106.00.00. ПЗ

ом возможности программы, заканчиваются.

3.5 ПРОГРАММАHDDSPEED

Один из лучших набор тестов производительности жесткого диска, который написанпод DOS Михаилом Радченко. Последняя существующая

версия - 2.1 . Распространяется программа совершенно бесплатно и с исходными текстами, так как данный программный продукт больше не производится.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 230106.00.00. ПЗ

Рисунок 3.7 Процесс тестирования в HDDSpeed.

"Данный тест (рис.3.7) позволяет получить информацию о физических хаpактеpистиках конкретной модели жесткого диска и о скорости его работы в данной системе. Измеренные характеристики позволяют вычислить индекс скорости жесткого диска (Disk Speed Index) и сравнить параметры различных жестких дисков, не вдаваясь в тонкости интерпретации полученных результатов тестов. Это достаточно удачный индекс, отражающий производительность дисковой подсистемы при большинстве реальных задач. Кроме этого, существует возможность визуально оценить состояние поверхности диска и определить наличие плохих блоков (bad blocks), замещенных дорожек (remapped tracks) и плохо читаемых участков. Помимо обширных возможностей по получению информации о характеристиках жесткого диска, HDDSpeed может помочь в диагностике аппаратных проблем и предсказании возможного выхода жесткого диска из строя. Тест позволяет осуществить стандартными средствами диагностику контроллера диска, механизма позиционирования и сканирование всей поверхности на предмет наличия плохих блоков. Также имеется возможность показа SMART-информации, на основе которой можно судить

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 230106.00.00. ПЗ

о выработке ресурсов жесткого диска и возможности поломки в ближайшее время.

Путем анализа из рассмотренных программных продуктов было отдано предпочтение программе HDDSpeed так как данная программа выдает более точную и полную информацию о тестируемом жестком диске, HDDSpeed стpоит гpафик линейной скорости чтения на разных дорожках диска. Также по графикам можно увидеть, достаточна ли пропускная способность контроллера/шины для данного жесткого диска.Программа HDDSpeed будет рассмотрена подробно в следующем разделе.

4 РЕШЕНИЕ ПОСТАВЛЕННОЙ ЗАДАЧИ

4.1 ПРОГРАММА С ПОДДЕРЖКОЙ ГРАФИЧЕСКОГО ИНТЕРФЕЙСА WINDOWSSIGURDIAN

4.1.1 ИНСТАЛЛЯЦИЯ ПРОГРАММЫ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 230106.00.00. ПЗ

Для тестирования жестких дисков в Windows используются специальные программы, такие как SIGuardian.

Для того чтобы установить программу SIGuardian, необходимо вставить диск с этой программой в привод CDROM, затем запустить установочный файл SIGuardian.ехе. Далее появится окно, в котором будет предложено установить программу. Для тог о чтобы начать установку нужно нажать кнопку “Далее”. После чего появится окно в котором будет изложено лицензионное соглашение. Любой программный продукт является собственностью его разработчика. В этом окне изложена информация является ли данный программный продукт коммерческой или свободно распространяемой версией программы. Для того чтобыперейтик следующемушагуустановки следуетсогласитьсяс условиями лицензионногосоглашенияи нажать кнопку“Далее”. Если же условия данного соглашения не будут приняты, то установка программы будет невозможна. После того как условия разработчиков данной программы были приняты, появится окно выбора папки, в которую нужно инсталлировать программу.В следующем окне программа установки сообщает пользователю, что она собрала все сведения нужные для установки программы SIGuardian и просит нажать кнопку “Далее” для начала установки данного программного обеспечения на жесткий диск. В следующем окне отображается процесс установки, а следом за ним программа установки сообщает пользователю, что новое программное обеспечение было успешно установлено, и для завершения установки нужно нажать кнопку “Закрыть”.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 230106.00.00. ПЗ

4.1.2 ОПИСАНИЕПРОГРАММЫ

Программа SIGuardian предоставляет возможность следить за практически всеми атрибутами SMART, имеет приятный интерфейс, и обладает большим количеством настроек.

Закладка "Общие" содержит общую информацию о выбранном жестком диске. В левой половине указаны: технические характеристики, такие как объем диска, количество цилиндров, головок и т.п.; режим работы диска в настоящий момент (PIO, multiword DMA, UDMA); поддерживаемые режимы работы диска (только в Расширенном режиме). В правой половине показывается логотип фирмы-производителя жесткого диска и ниже – общая информация о диске: модель диска, серийный номер диска, дата/ревизия прошивки микропрограммы.

Рисунок 4.1 Закладка "Общие"

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 230106.00.00. ПЗ

Закладка "S.M.A.R.T." показывает общую информацию о состоянии диска на основе S.M.A.R.T. атрибутов или S.M.A.R.T. – информацию:

Дату начала мониторинга S.M.A.R.T. – т.е. дату, когда был начат контроль за состоянием жесткого диска при помощи SIGuardian. Чаще всего, это дата первого запуска SIGuardian.. Ближайшую прогнозируемую дату T.E.C. (ThresholdExceedCondition) – т.е. дату, когда по прогнозам SIGuardian один из

S.M.A.R.T. атрибутов достигнет порогового (критического) значения.

Рисунок 4.2 Закладка S.M.A.R.T

Закладка "Подробно" предназначена для отображения полной информации о S.M.A.R.T.- атрибутах диска.

Закладка "Подробно" показывает:

Attribute name – Графическое отображение значения атрибута. При наводке указателя мыши на него показывается в окне всплывающей

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 230106.00.00. ПЗ

Рисунок 4.3 Закладка "Подробно"

подсказки более подробное текстовое описание смысла этого атрибута;

1/month – скорость падения атрибута – на сколько пунктов в месяц упало значение атрибута. Этот коэффициент вычисляется автоматически при любом изменении атрибутов S.M.A.R.T. для каждого атрибута в отдельности. Вычисление производится ежедневно, поэтому относитесь нормаль но к колебаниям этого показателя, особенно сразу после изменения атрибута;

Value – значение атрибута – текущее значение данного атрибута

S.M.A.R.T.;

Threshold – пороговое (критическое) значение атрибута – значение, величину которого производитель жесткого диска считает крити

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 230106.00.00. ПЗ

ческой и при достижении которого вполне вероятен выход диска из строя;

T.E.C. – Threshold Exceeds Condition – предполагаемая дата, когда данный атрибут достигнет порогового значения, иначе говоря, дата возможного выхода из строя диска. Прогноз этой даты делается на основе показателя "скорости падения атрибута", поэтому не удивляйтесь сильным колебаниям даты сразу после изменения атрибутов S.M.A.R.T.;

Worst – худшее значение атрибута – самое худшее (минимальное) значение, которое данный атрибут принимал за всё время жизни жесткого диска. Может использоваться чисто в ознакомительных целях;

Raw - "чистое" значение атрибута – просто числовое значение атрибута в чистом, необработанном виде.

Настройки

Закладка "Настройка" предназначена для самостоятельной настройки пользователем параметров SIGuardian для работы на компьютере. Если пользователь не опытный тогда, рекомендуем воспользоваться "Мастером настройки" - он поможет выбрать наиболее подходящие параметры работы.

Основные и наиболее важные настройки:

При загрузке проверка и выход – следует отметить этот режим, для того чтобы SIGuardian проверял состояние S.M.A.R.T. только при загрузке операционной системы.

Общие настройки для всех дисков – SIGuardian будет использовать общие настройки для всех дисков в компьютере. Они включают: контроль S.M.A.R.T., период опроса S.M.A.R.T. и адрес электронной почты для сообщений. Можно установить общие или индивидуальные для каждого диска параметры.

Включить контроль S.M.A.R.T. – при выключении этого режима SIGuardian не будет проверять этот диск (или все диски) на значения

атрибутов S.M.A.R.T.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 230106.00.00. ПЗ

Рисунок 4.4 Закладка "Настройка"

Режим работы – Обычный или Расширенный – Обычный режим – основной для пользователей. В этом режиме SIGuardian показывает значение атрибута, пороговое значение и T.E.C., скорость падения атрибута. На закладке "Общее" нет информации о поддерживаемых диском режимах

работы (передачи данных). В расширенном режиме дополнительно показывают Худшее и Чистое (Raw) значение атрибута и полную информацию о диске на закладке "Общее".

Опрос S.M.A.R.T. – здесь следует установить период опроса S.M.A.R.T. при работе SIGuardian.

Отчеты на e-mail – здесь отображается адрес электронной почты, на который SIGuardian должен посылать сообщения. Пользователь не должен видеть никаких сообщений при работе в этом режиме.

WiseControl – информация только о значительных изменениях или ухудшениях параметров S.M.A.R.T.

Hibernate on overheat temperature – если температура HDD превышает установленное значение, компьютер переходит в режим hibernate.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 230106.00.00. ПЗ

4.2 ПРОГРАММА БЕЗ ПОДДЕРЖКИ ГРАФИЧЕСКОГО ИНТЕРФЕЙСА HDDSPEED

Тест HddSpeed является freeware, со всеми вытекающими из этого следствиями. Тест поставляется с полным исходным кодом, использование которого оговаривается в файле hddspeed.doc, входящим в комплект поставки. Для запуска пpогpаммы необходим 286+ пpоцессоp, минимальный объем памяти, VGA-совместимая видеокарта и операционная система (ОС) MS DOS версии 3.3 и выше. Тест не будет работать под yпpавлением мyльтизадачных ОС (рис. 4.6), таких как OS/2 или Windows. Также нежелательно использование совместно с менеджерами памяти типа EMM386 и QEMM - это может привести к искажению результатов тестирования из-за менее точного измерения временных интервалов. При попытке запуска HddSpeed в ОС Windows, он выдает окно, в котором говориться, что данная программа не может быть запушена в мультизадачной ОС (рис. 4.5).Для запуска программы необходимо загрузиться с дискеты и запустить ее в режиме MS – DOS.

Рисунок 4.5 Окно отказа запуска программы

Рисунок 4.6 Закладка S.M.A.R.T

4.3 ВОЗМОЖНОСТИ ПРОГРАММЫ

Данный тест позволяет получить как информацию о физических характеристиках конкретной модели жесткого диска

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 230106.00.00. ПЗ

, так и о скорости его

работы в данной системе. Тест позволяет определить следующие параметры: модель диска, серийный номер и т.п. ide информацию, текущий режим трансляции, используемый BIOS (CHS/LBA translation), скорость вращения диска, оборотов в минyтy (RPM), эффективный pазмеp бyфеpа (y некоторых моделей жестких дисков). Также производится тестирование скоростных хаpактеpистик диска: время различных видов поиска и доступа к информации, максимальной и минимальной скорости линейного (последовательного) чтения/записи, средней линейной скорости чтения/записи данных, максимально возможной скорости чтения из бyфеpа диска, скорости чтения произвольных блоков случайного размера. На основе измеренных характеристик вычисляется индекс скорости жесткого диска (Disk Speed Index). Он позволяет приближенно сравнить различные жесткие диски, не вдаваясь в тонкости интерпретации полученных результатов тестов. Это достаточно удачный индекс, отражающий производительность дисковой подсистемы при большинстве реальных задач. Кpоме этого, сyществyет возможность визyально оценить состояние повеpхности диска и опpеделить наличие плохих блоков (bad blocks), замещенных доpожек (remapped tracks) и плохо читаемых yчастков. HddSpeed стpоит гpафик линейной скоpости чтения на pазных доpожках диска. Резкие кpатковpеменные пpовалы гpафика вниз свидетельствyют о локальном дефекте повеpхности. Также по графикам можно увидеть, достаточна ли прпускная способность контроллера/шины для данного жесткого диска. Помимо обширных возможностей по получению информации о характеристиках жесткого диска HddSpeed может помочь в диагностике аппаратных проблем и предсказании возможного выхода жесткого диска из строя. Тест позволяет осуществить стандартными средствами диагностику контроллера диска, механизма позиционирования

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 230106.00.00. ПЗ

и сканирование всей поверхности на предмет наличия плохих блоков. Также имеется возможность показа S.M.A.R.T.- информации на основе, которой можно судить о выработке ресурсов жесткого диска и возможности поломки в ближайшее время.

Начиная с версии 2.0, в программе появились возможности по "лечению" жестких дисков. В некоторых случаях с помощью теста поверхности можно скрыть найденные плохие сектора, осуществив remapping. Для этого не используются какие-либо недокументированные возможности дисков или закрытая информация от фирм-производителей, поэтому, возможно, эффективность применяемых методов будет ниже, чем у специализированных программ, ориентированных на конкретные модели жестких дисков. Но с другой стороны, это дает большую универсальность, чем другие низкоуровневые методы. Современные жесткие диски, как правило, достаточно интеллектуальны, чтобы самостоятельно "починить" себя в простых случаях (рис. 4.7).

Рисунок 4.7Информация по диску в HDDSpeed

4.4 ОПИСАНИЕ ПРОГРАММЫ HDDSPEED

Для получения корректных pезyльтатов необходимо запускать т

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 230106.00.00. ПЗ

ест в чистой DOS, желательно отсутствие менеджеров памяти типа EMM386 и QEMM, которые отрицательно влияют на точность изменений. Тестирование больших жестких дисков (объемом более 528 Мбайт) нужно производить в режиме трансляции, позволяющем иметь доступ ко всей поверхности диска

(LBA). При тестировании большого диска в режиме Normal бyдyт пpотестиpованы только первые 1024 цилиндра диска, которые являются наиболее быстрыми. Поэтому результаты окажутся завышенными. HDDSpeed выдает соответствующее предупреждение в этом случае.

При запуске программы предлагается выбрать жесткий диск для тестирования, а точнее, его раздел. После автоматического определения служебной информации и параметров диска программа предлагает запустить тесты. Их также можно запустить в любой момент нажатием клавиши F4 или выбрать в меню (рис. 4.8) Performance - Benchmarks. В том же меню находится полезная функция Graphs, которая отображает процесс тестирования графически.

Рисунок 4.8 Меню программы

Тестирование диска с отображением графика в среднем длится не меньше 10 минут, хотя все зависит от размера диска. Для построения каждого графика есть свои "горячие" клавиши: линейная скорость чтения - F7, линейная скорость записи - F8, линейная проверка скорости (linear verify spe ed) – Shift-F7, скорость чтения кэша (cache read speed) - F9, что, конечно, на

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 230106.00.00. ПЗ

много удобнее, чем выбирать их из соответствующего меню. В меню Diagnostic содержатся диагностические и ремонтные возможности продукта. Controller & Drive Test - Alt-C включает в себя перезагрузку контроллера, его диагностику и рекалибровку диска. Статус отображается как “ОК” в случае успеха. Seek Tests - Alt-S и Media verufy/repair - Alt-M - проверка поверхности винчестера на предмет наличия дефектных секторов или их remapping. В подменю "SMART" находятся средства для работы с жесткими дисками, поддерживающими данный механизм самодиагностики, и сообщения об их состоянии.

Подменю Diagnostic - Advanced содержит расширенные возможности по диагностике и низкоуровневой конфигурации жестких дисков фирмы Quantum - моделей Fireball ST, SE, Bigfoot CY и некот

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 230106.00.00. ПЗ

орых других. Здесь можно просмотреть содержимое дефект-листа жесткого диска, а также внутреннюю конфигурацию жесткого диска. Для накопителей других фирм и моделей поддержки пока не предусмотрено, так как разработчик данного программного обеспечения не имеет необходимой информации от производителей.

Меню Utilities дает возможность включить или отключить следующие опции для IDE-дисков: read look ahead, write cache, retries, ECC и Defects Auto reassigment. Данные опции неопытным пользователям изменять не следует, так как неграмотное изменение атрибутов этих опций может привести к значительному ухудшению работы жесткого диска (все станет работать ощутимо медленней). Так же в меню Utilities можно посмотреть список устройств на IDE- и SCSI-интерфейсах.

Меню Options дает возможность включить тесты, отключенные по умолчанию - effectivebuffersizeи randomreadspeed. Там же в разделе Global Options включаются тесты на запись и детализированные графики чтения/записи. Программа позволяет вручную выбрать способ тестирования количества оборотов в минуту, но разработчик данного программного продукта этого делать не советует, так как программа отлично решит эту задачу сама.

В меню File есть опция, позволяющая вручную выбрать диск/порт, если у пользователянет IDE-винчестера, или что-то определилось неправильно. Это окно вызывается комбинацией клавиш Shift-F3. Результаты тестирования можно записать, чтобы потом сравнить с результатами тестов других HDD.

5 АНАЛИЗ ИТОГОВ ПРОДЕЛАННОЙ РАБОТЫ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

КП 230106.00.00 ПЗ

Во время курсового проекта была на практике проделана работа по самодиагностике жестких дисков при их тестировании.

В процессе работы возникали проблемы, которые были изучены и в последствии исправлены. В частности при тестировании жесткого диска использовались английские версии программ, так как программ в этой области с русскоязычным интерфейсом не существует.

На компьютерах учебной лаборатории кабинета 223 установлены операционные системы WindowsNT 4.0, кроме восьмого компьютера (операционная система Windows 2000), а так как программа длятестирования жестких дисков работает только под управлением операционной системой DOS, следовательно работу приходилось выполнять на домашнем компьютере подуправлением операционной системы DOS.

При загрузке с дискеты была произведена соответствующая настройка опций в BIOSдля возможности загрузки с неё.

В результате все возникшие трудности были решены, и самодиагностика жесткого диска была успешно выполнена, так же диск был протестирован на наличие плохих блоков и т.д.

Использование самодиагностики жестких дисков при их тестировании. технология - S.M.A.R.T.

3.1 ПРОГРАММА HDTACH

3.2 ПРОГРАММА THEREADMARK

3.3 ПРОГРАММА MICHAEL’S DICK BENCMARK Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 19 КП 230106.00.00. ПЗ

3.5 ПРОГРАММАHDDSPEED

3.3 ПРОГРАММА MICHAEL’S DICK BENCMARK

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

19

КП 230106.00.00. ПЗ