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-Verfahren2. 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 werdenLösung:• 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: Mehrfachspeicherung3. Stufe: Duplizierung der Systemeinheiten

Vorteil: höchste Datensicherheit

Nachteil: 5 Jahre haltbar, jedoch ohne Datenverlust

austauschbar

Workflow

„Arbeitsablauf/Geschäftsprozess als dieGesamtheit aller Tätigkeiten zur Erzeugung

einesProduktes 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 definieren2. Fortfahren/Abbruch3. Experiment entwickeln4. Experiment durchführen5. Experimente evaluieren6. Vergleichbar machen der gemessenen Werte7. Wertigkeiten festlegen (Prioritäten)8. Evaluierungsergebnisse analysieren

Lösung muss zu Anforderungen der Einrichtung und der Nutzer passen

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