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Hardware, Speichersysteme, Workflow
Aus: „nestor Handbuch Eine kleine Enzyklopädie der digitalen Langzeitarchivierung“
Kapitel 10-13
27.10.11 Fee Braun
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Inhalt• Hardware & Speichersysteme– Problemstellung– Digitale Datensicherung– Speicherverfahren– Datenträger– Archivspeichersysteme
• Workflow– Übergreifende Basisprozesse der Langzeitarchivierung– Systematische Planung von digitaler
Langzeitarchivierung
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Hardware: Problemstellung
Rasender technischer Fortschritt Hardware veraltet schnell Ohne Hardware können digitale Dateien nicht genutzt werden Braucht gültigen View Path (Format – Anwendung – Betriebssystem – Hardware)
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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
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Speicherverfahren
• Magnetische Speicherung• Optische Speicherung• Magneto-Optische Speicherung• Elektronische Speicherung
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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
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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)
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Optische Speicherung
Vorteile:• Berührungsfreie Abtastung
Nachteile:• Beschädigung durch Alterung, äußere
Einflüsse, Temperatureinflüsse• Empfindliche Abspielgeräte• Beeinträchtigung bei häufigen Gebrauch
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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
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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
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Datenträger
• Magnetbänder• Festplatten
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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
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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
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Fazit für Langzeitarchivierung
• Festplatten:– Um Zugriffszeit zu verbessern zur Kombination– Eventuell bei Formatmigration, keine
Langzeitarchivierung
• Magnetbänder– Generell gut geeignet– Geringer Zugriff und Unveränderlichkeit
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Archivspeichersysteme
Problem:• Großes Datenvolumen kann nicht auf einzelne
Datenträger gespeichert, verwaltet werdenLösung:• Archivspeichersysteme
Verwaltung Zusätzliche Speicherung
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Archivspeichersysteme
Vorteile Nachteile
WORM-Eigenschaft WORM-Software (SoftWORM) manipulierbar, spezielle Laufwerke erforderlich
TrueWORM: Alle 3-10 Jahre Datenmigration
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Archivspeichersysteme• Archivmagnetbandsysteme
Vorteil: lange Haltbarkeit Nachteil: langsamer Datenzugriff
• Magnetplattensysteme Vorteil: hohe Datensicherheit Nachteil: geringe Medienlebensdauer
• Optische Archivsysteme Vorteil: TrueWorm Nachteil: Geringes Datenvolumen pro Datenmedium
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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
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Workflow
„Arbeitsablauf/Geschäftsprozess als dieGesamtheit aller Tätigkeiten zur Erzeugung
einesProduktes bzw. zur Erstellung einer
Dienstleistung“
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Workflow-System
„IT-gestützte integrierte Vorgangsbearbeitung, in der Datenbank, Dokumentmanagement
und Prozessorganisation in einem Gesamtkonzept abgebildet werden.“
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Technischer Workflow
„Abläufe, die einen hohen Automatisierungsgrad bereits haben oder
wenigstens das Potential dazu.“
Geringe Involviertheit von Menschen. Hohe Wiederholbarkeit, bei geringer
Fehlerquote
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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– ...
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Workflow der Langzeitarchivierung
• Voraussetzungen:– Gesamtlogik (Ablauf Teilschritte)– Serviceorientierte Architektur– Ablauf der Geschäftsprozesse– Übertragung auf andere Projekte
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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
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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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Fragen?