Hardware, Speichersysteme,
Workflow
Aus: „nestor Handbuch Eine kleine Enzyklopädie der digitalen
Langzeitarchivierung“
Kapitel 10-13
27.10.11 Fee Braun
Inhalt
• Hardware & Speichersysteme
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Problemstellung
Digitale Datensicherung
Speicherverfahren
Datenträger
Archivspeichersysteme
• Workflow
– Übergreifende Basisprozesse der Langzeitarchivierung
– Systematische Planung von digitaler
Langzeitarchivierung
Hardware: Problemstellung
Rasender technischer Fortschritt
 Hardware veraltet schnell
 Ohne Hardware können digitale Dateien
nicht genutzt werden
 Braucht gültigen View Path (Format –
Anwendung – Betriebssystem – Hardware)
Digitale Datensicherung
Vorteile
Nachteile
Einfache Verwaltung und Verarbeitung
Binäre Sicherung  Entschlüsselung ohne
Anleitung/Technik nicht möglich
Globale Datennetze zur Übertragung
Bindung an physische Datenträger
Verlustfreie Duplizierbarkeit
Bindung an Lesegeräte
Digitale Datenträger:
• Hohe Speicherkapazität
• kleiner Platzverbrauch
• schneller Zugriff
Formatbindung an Rechnerprogramme
Datenverlust durch Alterung, Verschleiß,
Umwelteinflüsse
Speicherverfahren
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Magnetische Speicherung
Optische Speicherung
Magneto-Optische Speicherung
Elektronische Speicherung
Magnetische Speicherung
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Seit 50er/60er Jahre
Kombinierter Schreib- und Lesekopf
Schreibkopf erzeugt Magnetfeld
Lesekopf tastet Magnetfeld ab
Rotierend/nicht rotierend
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Beispiel: Festplatte, Videoband
Vorteile:
• Schnelligkeit
• Preis
Nachteile:
• Magnetisierung kann nicht unbegrenzt erhalten bleiben
• Beschädigung durch äußere Einflusse (Magnetfelder)
• Unkontrollierter, mechanischer Verschleiß beim Auslesen
Optische Speicherung
• 80er Jahre
• Beispiel: CD
Vier Verfahren um Daten zu schreiben:
• Einbrennen/Einstanzen von Löchern in Polykarbonatschicht
• Veränderung kristallinen Struktur in eine polykristalline Schicht
 Lesen durch Analysieren von reflektierendem Laserlicht, Umwandlung in
elektronische Impulse
• Belichtung von Mikrofilmen
• Erzeugung Interferenzmuster in holografischen Medium
 Abbild der Vorlage wird durch Laserstrahl wiederhergestellt (Negativ)
Optische Speicherung
Vorteile:
• Berührungsfreie Abtastung
Nachteile:
• Beschädigung durch Alterung, äußere
Einflüsse, Temperatureinflüsse
• Empfindliche Abspielgeräte
• Beeinträchtigung bei häufigen Gebrauch
Magneto-Optische Speicherung
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Beispiel: Minidisk
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Aufbau gleicht optischer Speicherung
Unter Reflexionsschicht befindet sich magneto-optische Schicht
Schicht wird magnetisiert und durch Laser erwärmt, bei Abkühlung bleibt
Magnetisierung erhalten
Optische Auslesung
Datenlöschung durch Erhitzung
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Vorteile:
• Höhere physikalische Datensicherung
• Lichtunempfindlichkeit, Temperaturunempfindlichkeit (<100°)
• Unempfindlich gegen Magnetfelder
Nachteile:
• Langsames Schreiben
Elektronische Speicherung
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Elektronische Speicherzelle wird durch Kondensatorenentladung blitzartig geladen
(Änderung der Leitungseigenschaften)
Beim Lesen wird Leitfähigkeit abgetastet
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Beispiel: USB-Stick
Vorteile:
• Lichtunempfindlichkeit, Stoßresistent
• Unempfindlich gegen Magnetfelder und mechanische Einflüsse
• Wenig Energieverbrauch
• Ausfälle einzelner Zellen können korrigiert werden
Nachteile:
• Beschränkte Speicherkapazität
• Hoher Preis
• Elektronischer Verschleiß durch Löschen und Beschreiben
Datenträger
• Magnetbänder
• Festplatten
Magnetbänder
• Verfahren zur Magnetisierung eines Kunststoffbandes:
1. linear-Verfahren
2. Schrägspur-Verfahren
• Bandlaufwerke
 Einzellaufwerke bis Bandbibliotheken
• Lebensdauer 2-30 Jahre
• Vorteil:
 lange Haltbarkeit (unverändert, geringer Zugriff)
• Nachteil:
 technologisch rasante Marktentwicklung
Festplatten
• Lebensdauer: 3-30 Jahre
• Speichersubsystem (RAID „Redundant Array of Independent Disks“)
 Kapazitätserweiterung
 Ausfallsicherheit, Rekonstruktion ausgefallener Platten durch
andere
• MAID („Massive Array of Idle Disks“)
 Platten nur im Bedarfsfall aktiv (Verschleiß Minderung)
 Dafür Verlust bei Zugriffsgeschwindigkeit
• Nachteil:
 Headcrash, Magnetfelder anfällig
Fazit für Langzeitarchivierung
• Festplatten:
– Um Zugriffszeit zu verbessern zur Kombination
– Eventuell bei Formatmigration, keine
Langzeitarchivierung
• Magnetbänder
– Generell gut geeignet
– Geringer Zugriff und Unveränderlichkeit
Archivspeichersysteme
Problem:
• Großes Datenvolumen kann nicht auf einzelne
Datenträger gespeichert, verwaltet werden
Lösung:
• Archivspeichersysteme
 Verwaltung
 Zusätzliche Speicherung
Archivspeichersysteme
Vorteile
Nachteile
WORM-Eigenschaft
WORM-Software (SoftWORM)
manipulierbar, spezielle Laufwerke
erforderlich
TrueWORM: Alle 3-10 Jahre
Datenmigration
Archivspeichersysteme
• Archivmagnetbandsysteme
 Vorteil: lange Haltbarkeit
 Nachteil: langsamer Datenzugriff
• Magnetplattensysteme
 Vorteil: hohe Datensicherheit
 Nachteil: geringe Medienlebensdauer
• Optische Archivsysteme
 Vorteil: TrueWorm
 Nachteil: Geringes Datenvolumen pro Datenmedium
Mehrstufiges Datensicherungskonzept
1. Stufe: Zustand wird fortlaufend überprüft,
Fehlerkorrektur auf Bitebene
2. Stufe: Mehrfachspeicherung
3. Stufe: Duplizierung der Systemeinheiten
Vorteil:
 höchste Datensicherheit
Nachteil:
 5 Jahre haltbar, jedoch ohne Datenverlust
austauschbar
Workflow
„Arbeitsablauf/Geschäftsprozess als die
Gesamtheit aller Tätigkeiten zur Erzeugung eines
Produktes bzw. zur Erstellung einer
Dienstleistung“
Workflow-System
„IT-gestützte integrierte Vorgangsbearbeitung,
in der Datenbank, Dokumentmanagement
und Prozessorganisation in einem
Gesamtkonzept abgebildet werden.“
Technischer Workflow
„Abläufe, die einen hohen
Automatisierungsgrad bereits haben oder
wenigstens das Potential dazu.“
Geringe Involviertheit von Menschen.
Hohe Wiederholbarkeit, bei geringer
Fehlerquote
Workflow der Langzeitarchivierung
• Problem:
– Prozesse nicht massenfähig
– Geringer Erfahrungshorizont
– Umfassende Optimierungen nötig
• Ziel:
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Vereinheitlichung der Prozesse
Schnelle und zuverlässige Bearbeitung
Kostenreduktion
Verbesserte Verfügbarkeit von Informationen
Transparente Prozesse, Qualitätssicherung
...
Workflow der Langzeitarchivierung
• Voraussetzungen:
– Gesamtlogik (Ablauf Teilschritte)
– Serviceorientierte Architektur
– Ablauf der Geschäftsprozesse
– Übertragung auf andere Projekte
Übergreifende Basisprozesse der
Langzeitarchivierung
• Plattform- und Systemübergreifendes
Taskmanagement
• Extraktion und Generierung von Metadaten
• Validierung von Dokumentformaten
• Speicherprozesse
• ID-Management
• Migrationsprozesse/Formatkonvertierungen
• On-the-fly-Generierung einer
Bereitstellungsumgebung
Systematische Planung von digitaler
Langzeitarchivierung
Durchzuführende Schritte:
1. Alternativen definieren
2. Fortfahren/Abbruch
3. Experiment entwickeln
4. Experiment durchführen
5. Experimente evaluieren
6. Vergleichbar machen der gemessenen Werte
7. Wertigkeiten festlegen (Prioritäten)
8. Evaluierungsergebnisse analysieren
 Lösung muss zu Anforderungen der Einrichtung und der Nutzer
passen
Fragen?