TWI474165B - 資料儲存系統及其備份方法 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種資料儲存系統及其資料備份方法,且特別是有關於一種能進行非即時備份(non-real time backup)的資料儲存系統及其資料備份方法。
在資訊爆炸的現代化社會,重要資料或資訊能否被妥善保存正受到重視。具有備份功能以確保資料得以完整保留的資料儲存系統則受到消費者的青睞。
然而,通常具備份功能之傳統資料儲存系統需要至少兩顆獨立儲存裝置(比如硬碟),其中一顆儲存裝置用以儲存原始資料,而另一顆儲存裝置用以儲存備份資料。故而,具備份功能之傳統資料儲存系統之成本通常較高。此外,具有備份功能的傳統資料儲存系統雖可對資料備份,但其備份方式是將所有原始資料都備份(不論其是否屬於重要資料),使得儲存裝置的使用率變低。又,傳統資料儲存系統是採用即時備份模式進行備份(亦即同時儲存原始資料以及備份資料),如此影響了傳統資料儲存系統的傳輸效能。
因此,如何有效的降低成本、不影響其效能、提高使用率及普適性實為目前迫切需要研發之一方向。
有鑑於此,本發明提出一種資料儲存系統及其備份方法,其只需要一顆獨立儲存裝置即可達成備份功能,故可有效降低成本。
本發明提出一種資料儲存系統及其備份方法,其中,使用者可彈性地設定用以儲存備份資料之資料備份區塊的大小,以提升使用率。
本發明提出一種資料儲存系統及其備份方法,其中,使用者更可依據資料的重要性而決定是否要備份資料,以提高使用率。
本發明提出一種資料儲存系統及其備份方法,其中,透過非即時備份,可避免降低資料儲存效能。
根據本發明之一方面,提出一種資料儲存系統,包括儲存裝置及儲存控制器。儲存控制器耦接至儲存裝置,儲存控制器用以分割儲存裝置為主資料區塊與備份資料區塊,並設定資料儲存系統操作於即時備份模式與非即時備份模式之一。其中,在非即時備份模式下,當資料儲存系統處於閒置時,儲存控制器將主資料區塊內之資料備份至備份資料區塊。
根據本發明之另一方面,提出一種備份方法,適用於資料儲存系統。備份方法包括下列步驟。分割資料儲存系統之儲存裝置為主資料區塊與備份資料區塊。設定資料儲存系統操作於即時備份模式與非即時備份模式之一。在資料儲存系統操作於非即時備份模式下,當資料儲存系統處於閒置時,將主資料區塊內之資料備份至備份資料區塊。
為讓本發明之上述內容能更明顯易懂,下文特舉一較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下:
請參照第1圖,第1圖繪示本發明實施例之資料儲存系統之方塊圖。資料儲存系統100包括儲存裝置10及儲存控制器30。電腦50連接至資料儲存系統100;且電腦50送出原始資料與服務請求給資料儲存系統100。在儲存控制器30的控制下,由電腦50所送出的原始資料會儲存於儲存裝置10之中。儲存裝置10比如硬碟等。
第2圖繪示第1圖之資料儲存系統100之儲存裝置10之分割示意圖。在儲存控制器30的控制下,儲存裝置10可被分割成主資料區塊12及備份資料區塊16。其中,儲存控制器30依據使用者以N:1比例分割主資料區塊12及備份資料區塊16之大小。更甚者,在儲存控制器30的控制下,主資料區塊12可被分割成:主資料子區塊13及主資料子區塊14。其中,儲存控制器30依據備份資料區塊16之大小與起始位址決定主資料子區塊13及主資料子區塊14之大小與起始位址,且備份資料區塊16與主資料子區塊14之大小實質上係相同。
儲存在主資料子區塊13內的原始資料是不需被備份的,亦即主資料子區塊13用以儲存不需備份之使用者資料。另一方面,儲存在主資料子區塊14內的原始資料是需被備份的,亦即主資料子區塊14用以儲存需備份之使用者資料。主資料子區塊14與備份資料區塊16之大小實質上係相同。備份資料區塊16用以儲存對主資料子區塊14內之資料備份後所得的備份資料。
儲存控制器30用以判斷電腦50傳送給資料儲存系統100之服務請求。服務請求包括:讀取服務請求、寫入服務請求等等。儲存控制器30判斷是否進行資料備份。此外,當要進行資料備份時,儲存控制器30依據使用者設定之備份模式進行資料備份。備份模式包括:即時備份模式或非即時備份模式。在即時備份模式下,當電腦50傳送資料至主資料子區塊14時,儲存控制器30即時將此資料複製至資料備份區塊16。在非即時備份模式下,於電腦50傳送資料至主資料子區塊14後,在資料儲存系統100閒置時,儲存控制器30才會複製(備份)此資料至資料備份區塊16。
在即時備份模式下,於進行資料備份時,將影響資料儲存系統100的寫入效率。相反地,在非即時備份模式下,在電腦50閒置時,資料儲存系統100才會對需要備份的資料進行備份;當電腦50發出服務請求時,則暫時停止備份,以等待資料儲存系統100執行完電腦50的服務請求後,才繼續進行備份。因此,資料儲存系統100於進行備份時並不影響電腦50的寫入效率。
底下將說明本實施例如何進行備份。請同時參照第1圖、第2圖及第3A圖,第3A圖繪示本發明實施例之資料儲存系統之資料備份流程圖。
首先,在步驟S100中,分割儲存裝置為主資料區塊12與備份資料區塊16。使用者決定資料儲存系統100執行即時備份模式或非即時備份模式。
在步驟S102中,儲存控制器30判斷資料儲存系統100目前是否閒置。若閒置,則流程接續至步驟S104;否則,流程接續至步驟S108。
在步驟S104中,儲存控制器30判斷資料儲存系統100是否處於即時備份模式、非即時備份程序是否完成以及主資料子區塊14是否關閉。若三者皆為否,則流程接續至步驟S106;若三者之一為是,則流程跳回至步驟S102。
在步驟S106中,儲存控制器30執行非即時備份程序。當資料儲存系統100為閒置且設定為非即時備份模式時,若非即時備份程序尚未完成(亦即,非即時備份程序完成旗標未被設定)與主資料區塊未被關閉(亦即,主資料區塊關閉旗標未被設定),則儲存控制器30可以執行非即時備份程序。換言之,若其中一個旗標被設定,則不會執行非即時備份程序。
請參照第4圖,其繪示步驟S106的細部流程圖。步驟106更包括數個子步驟S202~S216。首先,在步驟S202中,儲存控制器30讀取目前備份資料區塊位址。
在步驟S204中,根據目前備份資料區塊位址,將主資料子區塊14之資料複製至備份資料區塊16中。
在步驟S206中,儲存控制器30判斷備份資料是否成功寫入至備份資料區塊16。若備份資料未成功寫入至備份資料區塊16,則流程接續至步驟S208。另一方面,若備份資料成功寫入至備份資料區塊16,則流程接續至步驟S212。
由於備份資料未成功寫入至備份資料區塊16,這代表備份資料區塊16可能異常或毀損。所以,在步驟S208中,儲存控制器30發出備份資料區塊異常通知,以告知使用者。
接著,在步驟S210中,由於儲存控制器30認定備份資料區塊16為異常或毀損,儲存控制器30關閉備份資料區塊16,以避免之後再度試著將備份資料寫入至備份資料區塊16,影響寫入效能。之後,流程跳回至步驟S102。
在步驟S212中,儲存控制器30判斷目前備份資料區塊位址是否為備份資料區塊終止位址。若是,則非即時備份程序已完成,故要設定非即時備份完成旗標,且流程接續至步驟S214;若否,代表非即時備份程序尚未完成,則流程接續至步驟S216。
在步驟S214中,儲存控制器30非即時備份已完成,也就是,已設定非即時備份完成旗標。之後,流程跳回至步驟S102。
在步驟S216中,遞增目前備份資料區塊位址,以使得當資料儲存系統100再度處於閒置時,可以將主資料子區塊14內的下一筆資料以非即時備份方式備份至備份資料區塊16中。之後,流程跳回至步驟S102,再次確認系統100是否處於閒置,以完成非即時備份程序。
現請回到第3A圖,在步驟S108中,儲存控制器30判斷接收寫入服務請求或讀取服務請求。當儲存控制器30接收到電腦50所傳來的服務請求時,儲存控制器30會判斷是寫入服務請求或讀取服務請求。若儲存控制器30接收寫入服務請求,則執行步驟S110~S140,以將資料寫入至主資料子區塊13(如果這筆資料不需備份)、主資料子區塊14(如果這筆資料需要備份)或備份資料區塊16。若儲存控制器30接收到讀取服務請求,則執行步驟S142。
在步驟S110中,儲存控制器30判斷寫入資料是否需要備份且判斷備份資料區塊16是否正常。若寫入資料不需要備份,或者備份資料區塊16不正常,則執行步驟S112~S116,以將資料寫入主資料子塊13中。若寫入資料需要備份且備份資料區塊16正常,則執行步驟S118~S122,以將需要備份的資料寫入至備份資料區塊16中。
在步驟S112中,儲存控制器30將資料寫入至主資料子區塊13。
在步驟S114中,儲存控制器30判斷資料是否成功寫入至主資料子區塊13。若未成功,則執行步驟S116,若成功,則流程跳回至步驟S102。
在步驟S116中,儲存控制器30發出儲存裝置毀損通知。
在步驟S118中,儲存控制器30判斷主資料子區塊14是否關閉(也就是檢查主資料區塊關閉旗標是否被設定)。若主資料子區塊14係關閉(也就是主資料區塊關閉旗標被設定),則執行步驟S120~S122,以將資料寫入備份資料區塊16中。若主資料子區塊14未關閉,則執行步驟S124~S129,以將資料寫入主資料子區塊14中。
在步驟S120中,儲存控制器30將資料寫入至備份資料區塊16。
在步驟S122中,儲存控制器30判斷資料是否成功寫入至備份資料區塊16。若資料成功寫入,則流程跳回至步驟S102;若資料未成功寫入,則發出儲存裝置毀損通知(步驟S116)。
在步驟S124中,儲存控制器30將資料寫入至主資料子區塊14。
在步驟S126中,儲存控制器30判斷資料是否成功寫入至主資料子區塊14。若資料未成功寫入至主資料子區塊14,則執行步驟S128,若資料成功寫入至主資料子區塊14,則執行步驟S130。
在步驟S128中,儲存控制器30發出主資料區塊異常通知。此時,若是處於非即時備份模式下,儲存控制器30會要求電腦50重新發出寫入服務請求,以試著將資料寫入至備份資料區塊16。
在步驟S129中,儲存控制器30關閉主資料子區塊14。之後,流程回至步驟S102。
在步驟S130中,儲存控制器30根據資料的寫入位址來決定是否更新目前備份資料區塊位址。細言之,儲存控制器30將資料之寫入位址與目前備份資料區塊位址做比對。當資料之寫入位址小於目前備份資料區塊位址時,儲存控制器30會將目前備份資料區塊位址更新為資料之寫入位址。若資料之寫入位址大於目前備份資料區塊位址,或者,資料要寫入至主資料子區塊13(也就是,這筆資料不需要備份),則儲存控制器30不會更改目前備份資料區塊位址,而將資料直接寫入主資料子區塊13。
在步驟S132中,儲存控制器30判斷資料儲存系統100是否為即時備份模式。若否,則流程跳回至步驟S102,若為即時備份模式,則執行步驟S134~140,以將資料寫入備份資料區塊16中。
在步驟S134中,儲存控制器30將資料寫入至備份資料區塊16。
在步驟S136中,儲存控制器30判斷資料是否成功寫入至備份資料區塊16。若資料成功寫入至備份資料區塊16,則流程跳回至步驟S102。若寫入資料未成功寫入至備份資料區塊16,則執行步驟S138。
在步驟S138中,儲存控制器30發出備份資料區塊異常通知,以告知使用者。此時,資料儲存系統100將不再具備資料備份的能力。
在步驟S140中,儲存控制器30關閉備份資料區塊16,之後,流程跳回至步驟S102。
在步驟S142中,儲存控制器30執行讀取服務請求。
另外,在本實施例中,如果主資料區塊12或是備份資料區塊16被關閉的話,使用者最好儘快對資料儲存系統100進行替換並將資料儲存系統100內的資料備份至另一系統100。也就是,不要等到主資料區塊12與備份資料區塊16皆被關閉時,才對資料儲存系統100替換與備份其內部資料。
請參照第5圖,其繪示讀取服務請求(步驟S142)的細部流程圖。步驟S142更包括數個子步驟S302~S324。首先,在步驟S302中,儲存控制器30判斷欲讀取之資料是否已備份。若欲讀取之資料未被備份時,則執行步驟S304~S308,以從主資料子區塊13中讀出資料。若欲讀取之資料已備份,則執行步驟S310~S324,以從主資料子區塊14(如果主資料子區塊14是正常的)或備份資料區塊16(如果主資料子區塊14是異常的)中讀出資料。
在步驟S304中,儲存控制器30讀取主資料子區塊13。
在步驟S306中,儲存控制器30判斷讀取主資料子區塊13是否成功。若讀取成功,則流程回至第3A圖的步驟S102。若讀取未成功,則執行步驟S308。
在步驟S308中,儲存控制器30發出儲存裝置毀損通知,以告知使用者。
在步驟S310中,儲存控制器30判斷主資料子區塊14是否關閉(也就是檢查主資料區塊關閉旗標是否被設定)。若主資料子區塊14係關閉(也就是主資料區塊關閉旗標被設定),則執行步驟S312;反之,若主資料子區塊14未關閉,則執行步驟S318。
在步驟S312中,儲存控制器30讀取備份資料區塊16。
在步驟S314中,儲存控制器30判斷讀取備份資料區塊16是否成功。若讀取備份資料區塊16成功,則流程跳回至第3圖的步驟S102;若讀取備份資料區塊16未成功,則執行步驟S316。
在步驟S316中,儲存控制器30發出儲存裝置毀損通知,以告知使用者。
在步驟S318中,儲存控制器30讀取主資料子區塊14。
在步驟S320中,儲存控制器30判斷讀取主資料子區塊14是否成功。若成功,則流程跳回至第3圖的步驟S102。若未成功,則執行步驟S322。
在步驟S322中,儲存控制器30關閉主資料子區塊14(也就是儲存控制器30會設定主資料區塊關閉旗標)。
在步驟S324中,儲存控制器30發出主資料區塊異常通知,於發出異常通知之後,流程跳回至步驟S102。此時,儲存控制器30會要求電腦50重新發出讀取服務請求,以試著從備份資料區塊16讀出資料。如果從備份資料區塊16讀出資料也失敗,則儲存控制器30將發出儲存裝置毀損通知。
本發明實施例之資料儲存系統及其備份方法之功效如下:
(1)資料儲存系統只需具有單一儲存裝置(比如硬碟)即可進行資料備份,以使得資料儲存系統可降低其成本。
(2)由使用者決定儲存裝置之主資料區塊與備份資料區塊的大小,以提升儲存裝置的使用率。
(3)使用者可依據資料的重要性決定是否進行備份,並可選擇資料的備份模式(非即時或即時備份模式)以進行備份。相較於習知的即時備份模式,本發明實施例之資料儲存系統若以非即時備份模式進行備份時,其不會影響資料儲存系統的寫入效率。
綜上所述,雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾。因此,本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10...儲存裝置
12...主資料區塊
13、14...主資料子區塊
16...備份資料區塊
50...電腦
100...資料儲存系統
S102~S142、S202~S216、S302~S324...步驟
第1圖繪示乃本發明實施例之資料儲存系統之方塊圖。
第2圖繪示之資料儲存系統之儲存裝置的分割示意圖。
第3A及3B圖繪示乃本發明實施例之資料備份流程圖。
第4圖繪示乃第1圖之步驟S106的細部流程圖。
第5圖繪示乃第1圖之讀取服務請求(步驟S142)的細部流程圖。
S100~S142...步驟
Claims (26)
- 一種資料備份方法,適用於一資料儲存系統,該資料備份方法包括:分割該資料儲存系統之一儲存裝置為一主資料區塊與一備份資料區塊;分割該主資料區塊為一第一主資料子區塊與一第二主資料子區塊,其中,儲存於該第一主資料子區塊內之資料不需備份至該備份資料區塊,而儲存於該第二主資料子區塊內之資料需備份至該備份資料區塊;設定該資料儲存系統操作於一即時備份模式與一非即時備份模式之一;以及在該資料儲存系統操作於該非即時備份模式下,當該資料儲存系統處於閒置時,將該主資料區塊內之一資料備份至該備份資料區塊。
- 如申請專利範圍第1項所述之資料備份方法,更包括:當該資料儲存系統閒置時,判斷該資料儲存系統是否處於該即時備份模式、一非即時備份程序是否完成以及該主資料區塊是否關閉;以及若否,則執行該非即時備份程序,其中,執行該非即時備份程序之步驟包括:讀取一目前備份資料區塊位址;將該第二主資料子區塊之該資料複製至該備份資料區塊;以及判斷該資料是否成功複製至該備份資料區塊。
- 如申請專利範圍第2項所述之資料備份方法,其中,當該資料未成功複製至該備份資料區塊時,該方法更包括:發出備份資料區塊異常通知;以及關閉該備份資料區塊。
- 如申請專利範圍第2項所述之資料備份方法,更包括:判斷該目前備份資料區塊位址是否為一備份資料區塊終止位址;若是,則代表該非即時備份程序已完成;以及若否,遞增該目前備份區塊位址。
- 如申請專利範圍第2項所述之資料備份方法,其中,當該資料儲存系統非閒置時,該方法更包括;判斷接收到一寫入服務請求或一讀取服務請求;若接收到該寫入服務請求,則判斷該資料是否需要備份且判斷該備份資料區塊是否正常。
- 如申請專利範圍第5項所述之資料備份方法,其中,當該資料不需要備份且該備份資料區塊不正常時,該方法更包括:將該資料寫入至該第一主資料子區塊;以及當該資料無法成功寫入至該第一主資料子區塊時,發出一儲存裝置毀損通知。
- 如申請專利範圍第5項所述之資料備份方法,其中,當該資料需要備份且該備份資料區塊為正常時,該方法更包括; 當該第二主資料子區塊是關閉時,將該資料寫入至該備份資料區塊;以及當該資料無法成功寫入至該備份資料區塊時,發出一儲存裝置毀損通知。
- 如申請專利範圍第5項所述之資料備份方法,其中,當該第二主資料子區塊不為關閉時,該方法更包括:將該資料寫入至該第二主資料子區塊;以及當該資料未成功寫入至該第二主資料子區塊時,則發出一主資料區塊異常通知並關閉該主資料區塊。
- 如申請專利範圍第8項所述之資料備份方法,其中,當該資料成功寫入至該第二主資料子區塊時,該方法更包括:當該資料之一位址小於該目前備份資料區塊位址時,更新該目前備份資料區塊位址為該資料之位址;判斷該資料儲存系統是否處於該即時備份程序;以及若是,則將該資料寫入該備份資料區塊。
- 如申請專利範圍第7項所述之資料備份方法,其中,當該資料未成功寫入至該備份資料區塊時,該方法包括:發出一備份資料區塊異常通知;以及關閉該備份資料區塊。
- 如申請專利範圍第5項所述之資料備份方法,其中,當接收該讀取服務請求時,該方法更包括:當欲讀取之一資料未被備份時,讀取該第一主資料子區塊:以及 判斷讀取該第一主資料子區塊是否成功;以及若否,則發出一儲存裝置毀損通知。
- 如申請專利範圍第11項所述之資料備份方法,其中,當欲讀取之該資料已被備份保護且該第二主資料子區塊是關閉時,該方法更包括:讀取該備份資料區塊;判斷讀取該備份資料區塊是否成功;以及若否,則發出一儲存裝置毀損通知。
- 如申請專利範圍第11項所述之資料備份方法,其中,當欲讀取之該資料已被備份且該第二主資料子區塊未關閉時,該方法步驟包括:讀取該第二主資料子區塊;判斷讀取該第二主資料區塊是否成功;若否,關閉該第二主資料區塊,以及發出一主資料區塊異常通知。
- 一種資料儲存系統,包括:一儲存裝置;以及一儲存控制器,耦接至該儲存裝置,該儲存控制器分割該儲存裝置為一主資料區塊與一備份資料區塊,該儲存控制器分割該主資料區塊為一第一主資料子區塊與一第二主資料子區塊,儲存於該第一主資料子區塊內之資料不需備份至該備份資料區塊,而儲存於該第二主資料子區塊內之資料需備份至該備份資料區塊,該儲存控制器並設定該資料儲存系統操作於一即時備份模式與一非即時備份模式之一; 其中,在該非即時備份模式下,當該資料儲存系統處於閒置時,該儲存控制器將該主資料區塊內之一資料備份至該備份資料區塊。
- 如申請專利範圍第14項所述之資料儲存系統,其中,當該資料儲存系統閒置時,判斷該資料儲存系統是否處於該即時備份模式、一非即時備份程序是否完成以及該主資料區塊是否關閉;以及若否,則執行該非即時備份程序,其中,在執行該非即時備份程序時,該儲存控制器讀取一目前備份資料區塊位址,且將該第二主資料子區塊之該資料複製至該備份資料區塊,以及判斷該資料是否成功複製至該備份資料區塊。
- 如申請專利範圍第15項所述之資料儲存系統,其中,當該資料未成功複製至該備份資料區塊時,該儲存控制器發出備份資料區塊異常通知,並關閉該備份資料區塊。
- 如申請專利範圍第15項所述之資料儲存系統,其中:該儲存控制器判斷該目前備份資料區塊位址是否為一備份資料區塊終止位址;若是,該儲存控制器則設定一非即時備份完成旗標,以代表該非即時備份程序已完成;以及若否,該儲存控制器遞增該目前備份區塊位址。
- 如申請專利範圍第15項所述之資料儲存系統, 其中:於該資料儲存系統非閒置時,該儲存控制器判斷接收到一寫入服務請求或一讀取服務請求;以及若接收到該寫入服務請求,則該儲存控制器判斷該資料是否需要備份且判斷該備份資料區塊是否正常。
- 如申請專利範圍第18項所述之資料儲存系統,其中:於該資料不需要備份且該備份資料區塊不正常時,該儲存控制器將該資料寫入至該第一主資料子區塊;以及當該資料無法成功寫入至該第一主資料子區塊時,該儲存控制器發出一儲存裝置毀損通知。
- 如申請專利範圍第18項所述之資料儲存系統,其中:當該資料需要備份且該備份資料區塊為正常時,若該第二主資料子區塊已被關閉,該儲存控制器將該資料寫入至該備份資料區塊,當該資料無法成功寫入至該備份資料區塊時,該儲存控制器發出一儲存裝置毀損通知。
- 如申請專利範圍第18項所述之資料儲存系統,其中,於該第二主資料子區塊不為關閉時,該儲存控制器將該資料寫入至該第二主資料子區塊,當該資料未成功寫入至該第二主資料子區塊時,該儲存控制器則發出一主資料區塊異常通知並關閉該主資料區塊。
- 如申請專利範圍第21項所述之資料儲存系統,其中,於該資料成功寫入至該第二主資料子區塊時,當該資料之一位址小於該目前備份資料區塊位址,該儲存控制 器更新該目前備份資料區塊位址為該資料之位址並判斷該資料儲存系統是否處於該即時備份程序;若是,該儲存控制器將該資料寫入該備份資料區塊。
- 如申請專利範圍第20項所述之資料儲存系統,其中,於該資料未成功寫入至該備份資料區塊時,該儲存控制器發出一備份資料區塊異常通知並關閉該備份資料區塊。
- 如申請專利範圍第18項所述之資料儲存系統,其中:於接收該讀取服務請求時,當欲讀取之一資料未被備份時,該儲存控制器讀取該第一主資料子區塊,並且判斷讀取該第一主資料子區塊是否成功;以及若否,該儲存控制器發出一儲存裝置毀損通知。
- 如申請專利範圍第24項所述之資料儲存系統,其中:於欲讀取之該資料已被備份且該第二主資料子區塊是關閉時,該儲存控制器讀取該備份資料區塊;該儲存控制器判斷讀取該備份資料區塊是否成功;以及若否,該儲存控制器發出一儲存裝置毀損通知。
- 如申請專利範圍第24項所述之資料儲存系統,其中:於讀取之該資料已被備份且該第二主資料子區塊未關閉時,該儲存控制器讀取該第二主資料子區塊並且判斷讀取該第二主資料子區塊是否成功;以及 若否,該儲存控制器關閉該第二主資料區塊並發出一主資料區塊異常通知。
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