计算机软件系统的保护及恢复技术研究
时间：2021-04-07 07:51:58 来源：达达文档网 本文已影响 人 
摘要：近年来，随着计算机的广泛普及，其现已成为人们日常工作和生活中不可或缺的工具之一。计算机软件系统作为整个计算机中的核心部分，它的安全性十分重要。为此必须对计算机软件系统采取相应的保护及恢复技术，以确保计算机的正常运行。基于此点，本文就计算机软件系统的保护及恢复技术进行研究。
关键词：计算机；软件系统；保护及恢复技术
中图分类号：TP309文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2012) 09-0000-02
一、计算机软件系统及其保护与恢复技术的现状分析
（一）计算机软件系统
计算机软件系统是与硬件系统相对应的概念，具体是指具有重复使用以及多用户使用价值的一种程序。只要是能够在计算机上正常运行的程序都可以看作是系统软件。一般没有安装任何软件的计算机被称之为裸机，在这样的计算机上通常只能够运行机器本身自带的语言源程序。计算机上的软件系统大致可分为两类，一类是应用软件，另一类是系统软件。
1.应用软件。这类软件主要是为用户解决某些特定问题而开发出来的程序，其通常会涉及到相关应用领域中的一些知识，并且需要在系统软件的支持下才能够正常运行。如，财务管理软件、工程设计类软件等等。
2.系统软件。此类软件属于管理、维护以及监督计算机资源的软件。其主要作用是能够缩短用户准备程序的时间，并扩大计算机中处理程序的能力，进而达到提高其使用效力的目的。正是因为系统软件的存在，才使计算机上各种设备的作用得以充分发挥。系统软件主要包括操作系统、数据库管理系统、程序设计语言、语言处理程序、系统服务程序以及网络软件等等。其中操作系统属于整个系统软件的核心部分，它是高级管理程序，其主要起着计算机与用户之间的桥梁作用，如果没有操作系统，那么用户便无法对各种软件及程序进行应用。
（二）保护与恢复技术的现状
对于计算机软件系统的保护应当考虑两方面的问题，一方面是要避免对软件系统的非授权修改，另一方面是要少限制用户对各类资源的使用。而大部分的计算机和普通服务器在硬件的设计过程中对这两方面的问题几乎都未做考虑，只是采取了一些较为简单的保护措施，如利用CMOS限制用户对软盘进行修还等等，然而，仅凭借这样的措施来保护软件系统是远远不够的。同时当前常用的操作系统也都缺乏软件系统的保护功能，对于一些多用户操作系统来讲，其可以采取设置访问权限的方式限制用户对硬盘资源的使用，但是却不能起到阻止恶意破坏的情况发生，这是因为，重装系统和硬盘分区删除等操作是不受访问权限限制的。为此，对计算机软件系统的保护必须采取其他的方法。现阶段，较为常用方法有两种，一种是硬保护，即采用系统保护卡对软件系统进行保护，另一种是软保护，具体是通过系统保护软件对软件系统进行保护。系统保护卡通常是在操作系统和硬件层之间进行工作，正因如此其具有较高的安全性。而系统保护软件则是在操作系统与应用软件之间进行工作，换言之，只要能够有效地阻止计算机通过硬盘启动，便可以使保护软化失去保护作用，故此其安全性较之系统保护卡要差很多。系统保护软件与计算机应用程序间的冲突是一个比较突出的问题。根据对市场调查的结果显示，系统保护卡的销售情况要远远高于系统保护软件的销量，系统保护软件常被用于软件系统较为简单的台式机或是笔记本电脑。
软件系统的恢复与保护是相辅相成、相互关联的，没有任何一种保护措施是绝对安全可靠的，为此，在对软件系统进行保护的同时，必须采取相应的备份及恢复技术，这样才能使软件系统更加安全。目前，常用的软件系统保护及恢复技术是硬盘克隆技术。该技术在备份数据时不同于一般的备份工具，其不仅能够对文件内容进行记录，而且还能够对硬盘主引导、文件分配以及分区表等信息进行记录。因此，该技术适用于软件系统被完全破坏时的恢复。克隆软件在对数据进行备份和恢复时，可按照逐区的方式进行，该方式能够有效地避免因文件系统格式不一致导致的不兼容问题。
二、系统保护卡的工作原理
在介绍系统保护卡的工作原理之前，先了解一下系统保护卡的种类及其特点。我国对于计算机软件系统保护技术的研究起步较晚，直至上世纪90年代初期才开发出一些基于DOS系统的保护卡和软件，虽然这些产品都各具特点，但它们的基本原理却大致相同，全部都是通过重定向DOS的写中断，造成硬盘的写操作变为假写，以此来实现对计算机软件系统的保护。
由于早期的技术不够先进，使得这些产品都具有一定的缺陷，具体体现在以下几个方面上：其一，兼容性较差，并且仅适用DOS系统；其二，会造成系统运行速度下降，同时还对限制用户对硬件资源的使用；其三，无法防止高级工具软件对磁盘进行格式化，安全性相对较低，这是此类产品的最大缺陷之一；其四，没有充分考虑数据破坏后的恢复问题。随着近年来科技水平的不断提高，我国几家知名的IT企业纷纷研制出了新型的系统保护卡，这一代的产品在兼容性、安全性、稳定性以及各方面功能上都较之早期的产品有了十分明显的提高。一些产品除具备保护功能之外，还兼具网络恢复功能，正因如此，这类产品迅速获得推广使用。系统保护卡实质上就是一块安装在ISA或是PCI上的微型设备，它的核心部件是一块小型芯片，该芯片的容量通常在1～4MB之间。根据计算机插槽类型的不同，可将系统保护卡分为ISA和PCI两种。由于PCI设备本身具有自动中断号及分配地址的功能，所以不会发生硬件冲突的情况，而ISA类的系统保护卡则有可能与其它设备发生地址冲突，一旦出现此类现象必须由人工操作进行修改。为此，ISA类卡现已基本被PCI类卡所取代。根据系统保护卡的功能又可将其分为单一功能和多功能两类。多功能类系统保护卡实质上就是一块带有BOOTROM芯片的网卡，它的芯片出具备网络引导程序之外，还具有系统保护程序，还有一些集成了网络管理程序和克隆程序，这类系统保护卡现已成为市场中的主流产品，受到用户的追捧。
虽然保护卡的生产厂家较多，但他们采用的却都是假写原理，该原理主要是指计算机通电后，先进行硬件初始化及BIOS自检，随后再对保护卡中芯片的程序进行加载，最后才是启动操作系统，在此之前，计算机已经进入被保护状态。计算机在首次启用保护功能前，保护卡需要对硬盘中原有的数据进行扫描，并将标志信息存于虚拟硬盘当中，当保护生效以后，用户再对硬盘中的数据进行修改便不会被执行，保护软件将会把全部的修改映射到虚拟硬盘当中。当计算机重启后，这部分修改内容便会被清除，硬盘又恢复为原始状态。
三、计算机软件系统的保护及恢复技术
目前，较为常用的系统保护及恢复技术为克隆技术，下面对Ghost软件进行简要介绍。
（一）Ghost软件的功能和特点
目前，市面上用于系统恢复的软件工具种类繁多，其中以Ghost软件的功能最为强大。该软件属于硬盘复制备份工具的一种。它能够将硬盘中的某一个分区或是整个硬盘当成一个对象进行操作。同时可将信息压缩成映像文件并存储在硬盘的某个分区中，在有需要时，还可将该文件还原到相应的硬盘房中，进而使系统迅速恢复正常。该软件具有如下特点：
1.自动分区、格式化以及容量调整。当Ghost软件对某一个磁盘映像进行复制时，便会自动对该磁盘进行格式化，并进行自动分区，同时按照目标磁盘的具体情况实现动态扩展或是对DOS分区进行压缩。当目标磁盘与源磁盘的大小基本一致时，还能够对目标分区的位置及大小进行自动调整。
2.支持多个命令行参数，能够将维护人员的工作量降至最低。
3.支持多种文件系统，如FAT16、FAT32以及NETS等，并且能够从一张DOS引导盘上运行。
（二）单机系统的备份和恢复方法
运用Ghost软件对单机系统进行恢复时，通常可采用软件本身的分区克隆功能。具体来讲就是用Ghost把装有应用软件以及操作系统的分区，压缩成一个映像文件，然后将该文件保存于本机的其它分区中，如果系统中的某些程序无法正常使用时，仅需要将该映像文件恢复到C盘即可。该操作一般主需要几分钟便可完成，较之重装系统和重装软件快捷很多。有个问题需要注意，即映像文件本身的安全性。由于该文件较大，一般的软盘无法装下，若是放在其他计算机上又容易发生混淆，对于此类问题的解决方法是在本机上加装硬盘保护卡，这样不仅能够保护系统安全，还可以避免病毒入侵。
（三）多机系统的备份及恢复方法
通常情况下，一个计算机机房内会有多台计算机，而这些计算机的配置都完全相同，若是安装系统软件的话，只需要在一台计算机上进行，然后通过Ghost软件将装有系统的分区或是硬盘压缩成克隆文件，再将该文件克隆到每一台计算机上即可。这样不仅能够减轻劳动强度，而且还能够有效地提高工作效率。
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