TWI813869B - 資料儲存裝置及維持資料儲存裝置正常開機運作的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種資料儲存裝置，其包括一控制器及一資料儲存單元，資料儲存單元包括一第一系統儲存區及一第二系統儲存區；第一系統儲存區儲存一原始作業系統且包括一第一起始磁區位址，而第二系統儲存區儲存一備用作業系統且包括一第二起始磁區位址；控制器包括一韌體，韌體定義有一開機指標位移程序，韌體預設一開機指標指向第一系統儲存區的第一起始磁區位址，並以原始作業系統執行開機；當原始作業系統損壞時，控制器的韌體執行開機指標位移程序以將開機指標移至第二起始磁區位址，並以第二系統儲存區的備用作業系統執行開機。

Description

資料儲存裝置及維持資料儲存裝置正常開機運作的方法
本發明有關於一種維持資料儲存裝置正常開機運作的方法。
電腦使用時，常常會因為操作的失當、中毒或斷電而造成作業系統的損壞。以往電腦出貨前，電腦製造商都會附上一還原光碟。還原光碟包含有一作業系統的還原檔(如作業系統的映像檔)。當電腦的作業系統產生損壞時，使用者可以藉由還原光碟的還原檔執行一作業系統的還原程序。然而，還原光碟容易遺失或刮傷，以致作業系統的還原程序常常無法順利執行。
或者，以往作業系統還原程序也可透過一微型化系統來執行。電腦內部的一資料儲存裝置切割成一作業系統區及一系統還原區。作業系統區儲存有一作業系統，而系統還原區儲存有一系統映像檔及一微型化系統(如Windows PE)。當使用者欲執行電腦的作業系統還原程序時，按壓一電性連接主機板之一還原鍵進行作業系統還原功能的觸發。作業系統還原功能被觸發後，BIOS利用系統還原區執行開機。系統還原區開機後，操作人員透過微型化系統的操作，以解開系統映像檔，並利用解開後的系統映像檔還原作業系統。
以微型化系統執行作業系統還原程序，系統映像檔的檔案格式以及作業系統的版本必須能夠被微型化系統所解析，否則，無法解開系統映像檔以及無法對於作業系統執行還原。因此，以微型化系統執行作業系統還原程序大都只適合使用在微軟windows作業系統的電腦上。
再者，目前工控設備中的作業系統大都採非windows作業系統，例如：Linux、TinyOS。若以微型化系統執行工控設備的作業系統還原程序，勢必需要根據於工控設備所採用的作業系統的版本重新設計微型化系統的軟體架構，否則工控設備的作業系統之還原流程將無法順利完成。在此，重新設計微型化系統將會造成工控設備之軟體設計人員不少的困擾。
本發明的一目的，在於提出一種資料儲存裝置，其資料儲存裝置能夠設置在一電子裝置中，且包括一控制器及一資料儲存單元。控制器包括一韌體，韌體定義有一開機指標位移程序。資料儲存單元包括一儲存一原始作業系統的第一系統儲存區以及一儲存一第一備用作業系統的第二系統儲存區。控制器的韌體預設一開機指標指向第一系統儲存區的一第一起始磁區位址，並以第一起始磁區位址作為一主開機磁區位址。當原始作業系統正常時，控制器的韌體讀取第一初始磁區位址中的主開機記錄，並以第一初始磁區位址中的主開機記錄執行原始作業系統的開機流程。當原始作業系統故障時，控制器之韌體將會執行一開機指標位移程序，以將開機指標從第一系統儲存區的第一初始磁區位址移至第二系統儲存區的第二初始磁區位址，且讀取第二初始磁區位址中的主開機記錄，並以第二初始磁區位址中的主開機記錄執行第一備用作業系統的開機流程。如此，當原始作業系統故障時，將可以利用第一備用作業系統快速恢復電子裝置的開機，進而使得電子裝置能夠藉由第一備用作業系統繼續運作。
本發明的一目的，在於提出一種資料儲存裝置，其資料儲存裝置的控制器的韌體定義有一作業系統還原程序。當第一系統儲存區中的原始作業系統故障時，控制器的韌體執行作業系統還原程序，以一複製磁區資料的方式將第二系統儲存區中資料磁區所儲存的第一備用作業系統的資料複製至第一系統儲存區的資料磁區中，以便還原第一系統儲存區中的原始作業系統。以複製磁區資料的方式還原原始作業系統，完全無需解析原始作業系統的架構，則，採用微軟windows作業系統架構或採用非微軟windows作業系統架構的電子裝置都能夠輕易地執行作業系統的還原動作。
為達成上述目的，本發明提供一種資料儲存裝置，包括：一資料儲存單元，包括：一第一系統儲存區，儲存有一原始作業系統，包括一第一起始磁區位址；及一第二系統儲存區，儲存有一第一備用作業系統，包括一第二起始磁區位址；及一控制器，連接資料儲存單元，包括一韌體，韌體定義有一開機指標位移程序，韌體預設一開機指標指向第一系統儲存區的第一起始磁區位址，並以原始作業系統執行開機；當原始作業系統損壞時，控制器的韌體執行開機指標位移程序，以將開機指標移至第二系統儲存區的第二起始磁區位址，並以第二系統儲存區的第一備用作業系統執行開機流程。
本發明一實施例中，資料儲存裝置更包括一資料傳輸介面，控制器連接資料傳輸介面，當控制器透過資料傳輸介面接收一外部的觸發命令時，控制器的韌體根據觸發指令執行開機指標位移程序。
本發明一實施例中，控制器連接一輸入輸出埠，當輸入輸出埠被觸發時，控制器的韌體執行開機指標位移程序。
本發明一實施例中，第一起始磁區位址的資料磁區以及第二起始磁區位址的資料磁區分別記錄有有一主開機記錄。
本發明一實施例中，資料儲存單元更包括有一第三系統儲存區，第三系統儲存區儲存有一第二備用作業系統，韌體更定義有一作業系統還原程序；當第一備用作業系統完成開機且進行運作時，控制器的韌體執行作業系統還原程序，以利用第三系統儲存區的第二備用作業系統還原第一系統儲存區的原始作業系統。
本發明又提供一種資料儲存裝置，包括：一資料儲存單元，包括：一第一系統儲存區，儲存有一原始作業系統；及一第二系統儲存區，儲存有一備用作業系統；及一控制器，連接資料儲存單元，包括一韌體，韌體定義有一作業系統還原程序，當原始作業系統損壞時，控制器的韌體執行作業系統還原程序以利用第二系統儲存區的備用作業系統還原第一系統儲存區的原始作業系統，而後以還原後的原始作業系統執行開機。
本發明一實施例中，資料儲存裝置更包括一資料傳輸介面，控制器連接資料傳輸介面，當控制器透過資料傳輸介面接收一外部的觸發命令時，控制器的韌體根據觸發指令執行作業系統還原程序。
本發明一實施例中，控制器連接一輸入輸出埠，當輸入輸出埠被觸發時，控制器的韌體執行作業系統還原程序。
本發明又提供一種維持資料儲存裝置正常開機運作的方法，資料儲存裝置包括一資料儲存單元及一控制器，資料儲存單元包括一第一系統儲存區及一第二系統儲存區，第一系統儲存區儲存有一原始作業系統及包括一第一起始磁區位址，第二系統儲存區儲存有一第一備用作業系統及包括一第二起始磁區位址，控制器包括一韌體，韌體定義有一開機指標位移程序，控制器的韌體執行方法的步驟包括：預設一開機指標指向第一系統儲存區的第一起始磁區位址；在原始作業系統損壞時執行開機指標位移程序以將開機指標移至第二系統儲存區的第二起始磁區位址；讀取第二系統儲存區的第二起始磁區位址中的一主機開機記錄；及以第二系統儲存區的第二起始磁區位址中的主機開機記錄執行第一備用作業系統的開機流程。
本發明一實施例中，資料儲存單元更包括有一第三系統儲存區，第三系統儲存區儲存有一第二備用作業系統，韌體更定義有一作業系統還原程序，當第一備用作業系統完成開機且進行運作時，控制器的韌體執行方法的步驟更包括：執行作業系統還原程序；及利用第三系統儲存區的第二備用作業系統還原第一系統儲存區的原始作業系統。
本發明提供一種維持資料儲存裝置正常開機運作的方法，資料儲存裝置包括一資料儲存單元及一控制器，資料儲存單元包括一第一系統儲存區及一第二系統儲存區，第一系統儲存區儲存有一原始作業系統，第二系統儲存區儲存有一備用作業系統，控制器包括一韌體，韌體定義有一作業系統還原程序，控制器的韌體執行方法的步驟包括：在原始作業系統損壞時執行作業系統還原程序以利用第二系統儲存區的備用作業系統還原第一系統儲存區的原始作業系統；及以還原後的原始作業系統執行開機。
請參閱第1圖，為本發明資料儲存裝置的結構示意圖，並配合參閱第2圖為本發明資料儲存裝置之資料儲存單元一實施例的磁區示意圖。如第1圖所示，本發明資料儲存裝置100亦可為一固態硬碟(Solid State Disk)，其設置於一電子裝置中，如電腦、自動化設備，作為電子裝置的一儲存媒體。資料儲存裝置100包括一控制器11、一資料儲存單元13、一資料傳輸介面15及一輸入輸出埠17。控制器11分別連接資料儲存單元13、資料傳輸介面15及輸入輸出埠17。
控制器11包括一韌體111。韌體111定義有一開機指標位移程序1111。資料儲存單元13包括有複數個快閃記憶體，快閃記憶體形成有複數個資料磁區。如第2圖所示，控制器11的韌體111將對於資料儲存單元13的資料磁區進行分割，以分割出一第一系統儲存區131、一第二系統儲存區133及一資料儲存區135。第一系統儲存區131用以儲存一原始作業系統132，且包括有一第一初始磁區位址1311。第二系統儲存區133用以儲存一第一備用作業系統134，且包括有一第二初始磁區位址1331。第一初始磁區位址1311的資料磁區記錄有一主開機記錄(Master Boot Record；MBR)1312，而第二初始磁區位址1331的資料磁區記錄有另一主開機記錄(MBR) 1332。本發明一實施例中，控制器11的韌體111預設一開機指標130指向第一系統儲存區131的第一起始磁區位址1311，並以第一起始磁區位址1311作為一主開機磁區位址，例如：第零個邏輯區塊位址(Logical block addressing 0，LBA 0)。
當電子裝置啟動(power on)時，首先，根據開機指標130的指引，控制器11之韌體111進入資料儲存單元13的第一系統儲存區131，讀取第一系統儲存區131的第一初始磁區位址1311中的主開機記錄1312，並以主開機記錄1312執行原始作業系統132的開機流程。原始作業系統132正常開機後，電子裝置將以原始作業系統132執行運作。
再者，若原始作業系統132發生故障而無法順利開機，控制器11之韌體111將會執行開機指標位移程序1111，以將開機指標130從第一系統儲存區131的第一初始磁區位址1311移至第二系統儲存區133的第二初始磁區位址1331，且主開機磁區位址(LBA 0)移至第二初始磁區位址1331。接著，控制器11之韌體111讀取第二系統儲存區133的第二初始磁區位址1331中的主開機記錄1332，並以主開機記錄1332執行第一備用作業系統134的開機流程。第一備用作業系統134正常開機後，電子裝置將以第一備用作業系統134執行運作。
於此，當原始作業系統132故障時，控制器11之韌體111透過開機指標130的位移，以將開機流程的執行從第一系統儲存區131的原始作業系統132轉變為第二系統儲存區133的第一備用作業系統134，以便利用第一備用作業系統134快速恢復電子裝置的開機，進而使得電子裝置能夠藉由第一備用作業系統134繼續運作。
請參閱第3圖，為本發明資料儲存裝置之資料儲存單元又一實施例的磁區示意圖，並配合參閱第1圖。如第1圖及第3圖所示， 在本實施例中，控制器11的韌體111另定義有一作業系統還原程序1113。當原始作業系統132故障而無法順利開機時，控制器11之韌體111執行作業系統還原程序1113，以利用第二系統儲存區133的第一備用作業系統134還原第一系統儲存區131的原始作業系統132。當電子裝置重新啟動時，控制器11之韌體111再度利用還原後的原始作業系統132執行開機程序，並以還原後的原始作業系統132執行運作。
再者，本發明控制器11的韌體111以一複製磁區資料的方式進行原始作業系統132的還原流程，將第二系統儲存區133中資料磁區所儲存的第一備用作業系統134的資料複製至第一系統儲存區131的資料磁區中，以便還原原始作業系統132。於此，原始作業系統132的還原過程中，原始作業系統132的版本完全無需被解析及辨識。如此據以實施，採用微軟windows作業系統或採用非微軟windows作業系統(如Linux、TinyOS)的電子裝置都能夠輕易地執行作業系統的還原動作。
請參閱第4圖，為本發明資料儲存裝置之資料儲存單元又一實施例的磁區示意圖，並配合參閱第1圖。如第1圖及第4圖所示，本實施例資料儲存單元13進一步被劃分有一第三系統儲存區137。第三系統儲存區137用以儲存一第二備用作業系統136。在本實施例中，第三系統儲存區137為一不可寫入的唯讀區。控制器11的韌體111定義有開機指標位移程序1111及作業系統還原程序1113。
當原始作業系統132正常時，控制器11之韌體111根據開機指標130的指引進入資料儲存單元13的第一系統儲存區131，讀取第一系統儲存區131的第一初始磁區位址1311中的主開機記錄1312，並以主開機記錄1312執行原始作業系統132的開機流程。
反之，當原始作業系統132發生故障而無法順利開機時，控制器11之韌體111執行開機指標位移程序1111，將開機指標130從第一系統儲存區131的第一初始磁區位址1311移至第二系統儲存區133的第二初始磁區位址1331，設定第二初始磁區位址1331為主開機磁區位址(LBA 0)，讀取第二系統儲存區133的第二初始磁區位址1331中的主開機記錄1332，並以主開機記錄1332執行第一備用作業系統134的開機流程。接續，當第一備用作業系統134已完成開機且進行運作時，控制器11之韌體111進一步執行作業系統還原程序1113，以利用第三系統儲存區137的第二備用作業系統136還原第一系統儲存區131的原始作業系統132。則，電子裝置下一次啟動時，控制器11之韌體111再度利用還原後的原始作業系統132執行開機程序，並以還原後的原始作業系統132執行運作。
再度參閱第1圖，在本發明一實施例中，能夠以一軟體觸發方式控制控制器11的韌體111執行開機指標位移程序1111或作業系統還原程序1113。本發明資料儲存裝置100係可以設置在電子裝置內部且與電子裝置的一主機板電性連接。當主機板上的一輸入輸出系統(BIOS)偵測出資料儲存裝置100的原始作業系統132損壞時，將發佈一觸發命令150。當控制器11的韌體111透過資料傳輸介面15接收到觸發命令150後，將根據觸發命令150執行開機指標位移程序1111或作業系統還原程序1113，以使資料儲存裝置100能夠重新恢復正常的開機運作。
或者，在本發明另一實施例中，本發明能夠以一硬體觸發方式控制控制器11的韌體111執行開機指標位移程序1111或作業系統還原程序1113。輸入輸出埠17連接一觸發鍵171。當資料儲存裝置100的使用者得知資料儲存裝置100的原始作業系統132損壞時，亦可按壓觸發鍵171觸發輸入輸出埠17。當控制器11的韌體111判斷出輸入輸出埠17已被觸發，將執行開機指標位移程序1111或作業系統還原程序1113，以使資料儲存裝置100能夠重新恢復正常的開機運作。
請參閱第5圖，為本發明維持資料儲存裝置正常開機運作的方法一實施例的流程圖。資料儲存裝置100之資料儲存單元13被劃分為一第一系統儲存區131、一第二系統儲存區133及一資料儲存區135。第一系統儲存區131儲存一原始作業系統132，而第二系統儲存區133用以儲存一第一備用作業系統134。第一系統儲存區131的一第一初始磁區位址1311儲存有一主機開機記錄1312，而第二系統儲存區133的一第二初始磁區位址1331儲存有另一主機開機記錄1332。
如第5圖所示，首先，步驟S31，控制器11的韌體111預設一開機指標130指向第一系統儲存區131的第一初始磁區位址1311，且設定第一初始磁區位址1311為一主開機磁區位址。步驟S32，當電子裝置啟動時，控制器11的韌體111讀取第一系統儲存區131之第一初始磁區位址1311中的主開機記錄1312，並以第一系統儲存區131中的原始作業系統132執行開機流程。
步驟S33，若原始作業系統132開機成功，繼續執行步驟S34，電子裝置將以原始作業系統132進行運作；反之，若原始作業系統132開機失敗，執行步驟S35，控制器11之韌體111執行開機指標位移程序1111，以將開機指標130從第一系統儲存區131的第一初始磁區位址1311移至第二系統儲存區133的第二初始磁區位址1331，且設定第二初始磁區位址1331為主開機磁區位址。接著，步驟S36，控制器11之韌體111讀取第二系統儲存區133之第二初始磁區位址1331中的主開機記錄1332，並以第二系統儲存區133中的第一備用作業系統134執行開機流程。步驟S37，電子裝置透過第一備用作業系統134開機後，以第一備用作業系統134執行運作。
再者，本發明又一實施例中，本發明資料儲存裝置100之資料儲存單元13進一步劃分出一第三系統儲存區137。第三系統儲存區137儲存有一第二備用作業系統136。接續，步驟S38，在第一備用作業系統134的運作期間，控制器11的韌體111執行作業系統還原程序1113，以利用第三系統儲存區137的第二備用作業系統136還原第一系統儲存區131的原始作業系統132。最後，步驟S39，當電子裝置下一次啟動時，控制器11之韌體111再度利用還原後的原始作業系統132執行開機流程，並以還原後的原始作業系統132執行運作。
請參閱第6圖，為本發明維持資料儲存裝置正常開機運作的方法又一實施例的流程圖。首先，第6圖實施例的步驟S31至步驟S34同於第5圖實施例的步驟S31至步驟S34。
步驟S34，當原始作業系統132開機失敗，執行步驟S40，控制器11的韌體111執行作業系統還原程序1113，以利用第三系統儲存區137的第二備用作業系統136還原第一系統儲存區131的原始作業系統132。最後，步驟S41，當電子裝置下一次啟動時，控制器11之韌體111再度利用還原後的原始作業系統132執行開機流程，並以還原後的原始作業系統132執行運作。
以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
100:資料儲存裝置 11:控制器 111:韌體 1111:開機指標位移程序 1113:作業系統還原程序 13:資料儲存單元 130:開機指標 131:第一系統儲存區 1311:第一初始磁區位址 1312:主開機記錄 132:原始作業系統 133:第二系統儲存區 1331:第二初始磁區位址 1332:主開機記錄 134:第一備用作業系統 135:資料儲存區 136:第二備用作業系統 137:第三系統儲存區 15:資料傳輸介面 150:觸發命令 17:輸入輸出埠 171:觸發鍵
第1圖：本發明資料儲存裝置的結構示意圖。
第2圖：本發明資料儲存裝置之資料儲存單元一實施例的磁區示意圖。
第3圖：本發明資料儲存裝置之資料儲存單元又一實施例的磁區示意圖。
第4圖：本發明資料儲存裝置之資料儲存單元又一實施例的磁區示意圖。
第5圖：本發明一種維持資料儲存裝置正常開機運作的方法一實施例的流程圖。
第6圖：本發明一種維持資料儲存裝置正常開機運作的方法又一實施例的流程圖。
100:資料儲存裝置
11:控制器
111:韌體
1111:開機指標位移程序
1113:作業系統還原程序
13:資料儲存單元
131:第一系統儲存區
1311:第一初始磁區位址
1312:主開機記錄
132:原始作業系統
133:第二系統儲存區
1331:第二初始磁區位址
1332:主開機記錄
134:第一備用作業系統
135:資料儲存區
136:第二備用作業系統
137:第三系統儲存區
15:資料傳輸介面
150:觸發命令
17:輸入輸出埠
171:觸發鍵

Claims (5)

  1. 一種資料儲存裝置，包括：一資料儲存單元，包括：一第一系統儲存區，儲存有一原始作業系統，包括一第一起始磁區位址，該第一起始磁區位址的資料磁區記錄有一主開機記錄；及一第二系統儲存區，儲存有一第一備用作業系統，包括一第二起始磁區位址，該第二起始磁區位址的資料磁區記錄有另一主開機記錄；及一控制器，連接該資料儲存單元，包括一韌體，該韌體定義有一開機指標位移程序，該韌體預設一開機指標指向該第一系統儲存區的該第一起始磁區位址，讀取該第一起始磁區位址中的該主開機記錄，並以該第一起始磁區位址中的該主開機記錄執行該原始作業系統的開機；當該原始作業系統損壞時，該控制器的該韌體執行該開機指標位移程序，以將該開機指標從該第一系統儲存區的該第一起始磁區位址移至該第二系統儲存區的該第二起始磁區位址，讀取該第二起始磁區位址中的該主開機記錄，並以該第二起始磁區位址中的該主開機記錄執行該第一備用作業系統的開機流程，當該第一備用作業系統正常開機後，該資料儲存裝置以該第一備用作業系統執行運作；其中該資料儲存單元更包括有一第三系統儲存區，該第三系統儲存區儲存有一第二備用作業系統，該韌體更定義有一作業系統還原程序；當該第一備用作業系統完成開機且進行運作時，該控制器的該韌體執行該作業系統還原程序，以利用該第三系統儲存區的該第二備用作業系統還原該第一系統儲存區的該原始作業系統。
  2. 如請求項1所述的資料儲存裝置，其中該資料儲存裝置更包括一資料傳輸介面，該控制器連接該資料傳輸介面，當該控制器透過該資料傳輸介面接收一外部的觸發命令時，該控制器的該韌體根據該觸發命令執行該開機指標位移程序。
  3. 如請求項1所述的資料儲存裝置，其中該控制器連接一輸入輸出埠，當該輸入輸出埠被觸發時，該控制器的該韌體執行該開機指標位移程序。
  4. 一種維持資料儲存裝置正常開機運作的方法，該資料儲存裝置包括一資料儲存單元及一控制器，該資料儲存單元包括一第一系統儲存區、一第二系統儲存區及一第三系統儲存區，該第一系統儲存區儲存有一原始作業系統及包括一第一起始磁區位址，該第一起始磁區位址的資料磁區記錄有一主開機記錄，該第二系統儲存區儲存有一第一備用作業系統及包括一第二起始磁區位址，該第二起始磁區位址的資料磁區記錄有另一主開機記錄，該第三系統儲存區儲存有一第二備用作業系統，該控制器包括一韌體，該韌體定義有一開機指標位移程序，該控制器的該韌體執行該方法的步驟包括：預設一開機指標指向該第一系統儲存區的該第一起始磁區位址；讀取該第一起始磁區位址中的該主開機記錄；以該第一起始磁區位址中的該主開機記錄執行該原始作業系統的開機；在該原始作業系統損壞時執行該開機指標位移程序以將該開機指標從該第一系統儲存區的該第一起始磁區位址移至該第二系統儲存區的該第二起始磁區位址；讀取該第二系統儲存區的該第二起始磁區位址中的該主機開機記錄；以該第二系統儲存區的該第二起始磁區位址中的該主機開機記錄執行該第一備用作業系統的開機流程；令該資料儲存裝置在該第一備用作業系統正常開機後以該第一備用作業系統執行運作；及當該第一備用作業系統完成開機且進行運作時，該控制器的該韌體執行該方法的步驟更包括：執行該作業系統還原程序；及利用該第三系統儲存區的該第二備用作業系統還原該第一系統儲存區的該原始作業系統。
  5. 如請求項4所述的方法，更包括：以一軟體觸發方式或一硬體觸發方式控制該控制器的該韌體執行該開機指標位移程序。
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