Braun111025
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Hardware, Speichersysteme, Workflow Aus: „nestor Handbuch Eine kleine Enzyklopädie der digitalen Langzeitarchivierung“ Kapitel 10-13 27.10.11 Fee Braun Inhalt • Hardware & Speichersysteme – – – – – 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 • • • • Magnetische Speicherung Optische Speicherung Magneto-Optische Speicherung Elektronische Speicherung Magnetische Speicherung • • • • • Seit 50er/60er Jahre Kombinierter Schreib- und Lesekopf Schreibkopf erzeugt Magnetfeld Lesekopf tastet Magnetfeld ab Rotierend/nicht rotierend • 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 • Beispiel: Minidisk • • • 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 • • Vorteile: • Höhere physikalische Datensicherung • Lichtunempfindlichkeit, Temperaturunempfindlichkeit (<100°) • Unempfindlich gegen Magnetfelder Nachteile: • Langsames Schreiben Elektronische Speicherung • • Elektronische Speicherzelle wird durch Kondensatorenentladung blitzartig geladen (Änderung der Leitungseigenschaften) Beim Lesen wird Leitfähigkeit abgetastet • 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: – – – – – – 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?
