Обеспечение надежности хранения данных.

 При использовании массовой памяти, особенно в промышленных компьютерах, особняком стоит вопрос обеспечения надежности хранения данных. Флэш-диски используют различные методы повышения надежности. Прежде всего, надежность хранения обеспечивается уже во время записи данных в ФП. После записи байта данных в массив ячеек памяти встроенный в ФП автомат записи/стирания осуществляет верификацию записанных данных с помощью внутреннего компаратора. Во-вторых, после записи сектора данных может выполняться дополнительная проверка путем чтения записанных данных и их последующего сравнения со значением исходных данных в буфере оперативной памяти. В-третьих, многие ФД используют корректирующие коды, обнаруживающие и исправляющие не только отдельные ошибки, но и целые группы ошибок. И, наконец, ФД используют специальные структурные методы повышения надежности хранимых данных. В процессе форматирования и работы в ФД создается и используется несколько таблиц, хранящих информацию о физическом расположении блоков данных, о действительных, недействительных и дефектных блоках и т. п. Искажения в этих таблицах приводят к нарушению связности записанных файлов и даже к краху ФД. Все эти таблицы содержат избыточную информацию, которая в случае краха одной из них позволяет из оставшихся таблиц с помощью специальной процедуры реконструировать разрушенную таблицу. Но необходимо понимать, что почти все дополнительные меры, повышающие надежность хранения и целостность данных, самым отрицательным образом сказываются на производительности ФД. Они либо прямо уменьшают пропускную способность канала ввода/вывода, либо ограничивают потенциальные возможности ее повышения. Существует три потенциально опасных процесса, когда ФД может потерять данные при возникновении сбоя: форматирование ФД; запись сектора данных; сборка мусора. При возникновении ошибки во время форматирования производятся действия, соответствующие аналогичной ситуации для жесткого диска. В случае отказа ячейки памяти во время записи сектора операция завершится с ошибкой. Получив ее, программа FFS осуществляет динамическое переназначение логического сектора новому физическому блоку чтения/записи и инициализирует повторно операцию записи сектора. Затем принимается решение о дальнейшей судьбе блока данных с отказавшей ячейкой памяти. Если данный блок чтения/записи характеризуется нарастающим количеством отказов, то он помечается как дефектный и выводится из состава действующих блоков. В противном случае он помечается как недействительный блок и помещается в очередь на сборку мусора. Если же сбойная ситуация возникла во время стирания блока, программа FFS выбирает следующего кандидата на очистку и проводит необходимую процедуру, включая перемещение действительных блоков чтения/записи. С отказавшим же блоком стирания поступают аналогично предыдущему случаю: или объявляют его дефектным и выводят из работы, или помещает его в очередь на сборку мусора. Особенно опасно возникновение сбоя во время перемещения действительных данных из одного блока стирания в другой в процессе сборки мусора. Данные пересылаются через оперативную память компьютера и могут быть потеряны. Для исключения такого варианта предусмотрены некоторые меры. Во-первых, только после перемещения всех данных в новые блоки чтения/записи старый блок стирания подвергается очистке. И, во-вторых, только после завершения перемещения блока данных, как впрочем, и только после окончания любой операции производится соответствующая запись в системных таблицах ФД. Применение корректирующих кодов позволяет обнаружить, и по возможности исправить искаженные данные, причем ранее записанные данные и их структура останутся в неприкосновенности.