專利名稱：用于保護計算機硬盤上的系統(tǒng)數(shù)據(jù)的裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于保護存儲在計算機硬盤上的系統(tǒng)數(shù)據(jù)的裝置和方法，更具體地涉及一種系統(tǒng)數(shù)據(jù)保護裝置和方法，其用于保護存儲在計算機硬盤中的系統(tǒng)數(shù)據(jù)免于毀壞并且恢復該系統(tǒng)數(shù)據(jù)，所述毀壞可能是由于在使用計算機的過程中的惡意或意外操作而導致發(fā)生的。
背景技術：
通常，在計算機系統(tǒng)中安裝有各種程序(或軟件)來驅動計算機的硬件，以使軟件和硬件有機關聯(lián)地操作，從而執(zhí)行用戶所希望的作業(yè)。
在使用計算機的過程中，經常發(fā)生存儲在硬盤中的系統(tǒng)數(shù)據(jù)由于各種病毒程序的攻擊或用戶的疏忽、錯誤或者惡意行為而被嚴重破壞。此外，意料不到的情況或者安裝或移除特定程序也可能造成操作計算機系統(tǒng)時的麻煩。
為了解決計算機系統(tǒng)中發(fā)生的上述問題，使用下面的常規(guī)技術來保護存儲在計算機硬盤中的數(shù)據(jù)。
首先，使用疫苗程序(vaccine program)來保護計算機系統(tǒng)免于病毒程序的攻擊或對受到病毒程序攻擊的計算機系統(tǒng)進行補救。該技術對于保護計算機系統(tǒng)免于已知病毒程序的攻擊是有用的，而對于新的病毒程序是無用的。另外，即使病毒程序是已知的，也經常出現(xiàn)如下情況不能恢復被該病毒程序毀壞的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并且沒有任何方法而只有刪除被毀壞的系統(tǒng)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)的刪除嚴重破壞了計算機的操作系統(tǒng)，導致操作系統(tǒng)的異常操作。
其次，在安裝了計算機系統(tǒng)必要的程序后，將硬盤中的圖像存儲在另一記錄介質(例如，光盤只讀存儲器(CD-ROM))中，并當計算機系統(tǒng)中發(fā)生故障時，將存儲在記錄介質中的圖像復制到硬盤，以恢復毀壞的數(shù)據(jù)。根據(jù)該技術，只要在硬盤中安裝新程序或從硬盤中刪除程序或者將重要數(shù)據(jù)記錄到硬盤上，用戶都需要備份存儲在硬盤中的圖像。將硬盤中的圖像備份到另一記錄介質和利用備份的硬盤圖像恢復計算機系統(tǒng)的作業(yè)要求額外的記錄介質和許多工作時間，并且這也是很復雜的。
第三，在將原始系統(tǒng)數(shù)據(jù)按照原樣保存在硬盤中時，僅將改變的內容存儲在單獨的系統(tǒng)改變區(qū)域中。當由于病毒程序或用戶的疏忽而在系統(tǒng)保護區(qū)域中發(fā)生錯誤改變時，通過刪除存儲在該系統(tǒng)改變區(qū)域中的內容可容易地恢復計算機系統(tǒng)。然而，由于保護了在硬盤劃分單元所設定的系統(tǒng)保護區(qū)域中的全部數(shù)據(jù)(即，已使用區(qū)域和空區(qū)域二者中的數(shù)據(jù))，所以需要較大的緩沖區(qū)域(即，系統(tǒng)改變區(qū)域)來保護系統(tǒng)數(shù)據(jù)。換言之，緩沖區(qū)域的大小必須與系統(tǒng)保護區(qū)域的大小相同，以無需恢復操作地保護存儲在系統(tǒng)保護區(qū)域中的系統(tǒng)數(shù)據(jù)。例如，為了保護120G字節(jié)的系統(tǒng)保護區(qū)域，需要120G的容量用于反映到系統(tǒng)保護區(qū)域的全部系統(tǒng)數(shù)據(jù)和用于其他數(shù)據(jù)的另外存儲空間。
此外，由于還要保護系統(tǒng)保護區(qū)域中包括的空區(qū)域，所以在安裝硬盤保護程序后對訪問系統(tǒng)數(shù)據(jù)造成過載。結果，計算機系統(tǒng)的速度下降，并且根本不能使用系統(tǒng)保護區(qū)域中的空區(qū)域。另外，系統(tǒng)恢復后，必須以管理員模式引導計算機系統(tǒng)，并且必須執(zhí)行程序重安裝，以改變恢復原型。因此，改變恢復原型是不方便的，并需要大量時間來創(chuàng)建新的恢復原型。此外，如果在以管理員模式引導了計算機系統(tǒng)以改變恢復原型的狀態(tài)下存在病毒程序攻擊或用戶在安裝程序時發(fā)生錯誤，則計算機系統(tǒng)無法恢復到正常。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種用于保護計算機硬盤上的系統(tǒng)數(shù)據(jù)的裝置和方法，通過該裝置和方法，提供了系統(tǒng)區(qū)域信息表來以簇為單位在系統(tǒng)區(qū)域中的數(shù)據(jù)中設定保護目標，并提供了映射表來構建原始簇與存儲在緩沖區(qū)域中的改變簇之間的對應關系，從而，在當使用計算機系統(tǒng)時需要保護的系統(tǒng)數(shù)據(jù)被毀壞的情況下，快速地恢復該系統(tǒng)數(shù)據(jù)。
本發(fā)明還提供了一種計算機可讀記錄介質，該計算機可讀記錄介質用于記錄用以在計算機上執(zhí)行所述方法的程序。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種利用系統(tǒng)區(qū)域信息表和映射表來保護計算機硬盤上的系統(tǒng)數(shù)據(jù)的裝置。該裝置包括安裝單元，其在計算機硬盤上分開地設置系統(tǒng)區(qū)域和緩沖區(qū)域，并在所述緩沖區(qū)域中保留分別用于元信息表、所述系統(tǒng)區(qū)域信息表和所述映射表的區(qū)域以及數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域；初始化/恢復單元，其基于卷位圖和文件分配表(FAT)中的一個在所述系統(tǒng)區(qū)域信息表中利用保護信息來標記所述系統(tǒng)區(qū)域中的各個簇，并初始化所述緩沖區(qū)域中的所述映射表和所述數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域；寫操作處理單元，其對于在所述系統(tǒng)區(qū)域中的由文件系統(tǒng)指定的簇上的寫操作，當所述系統(tǒng)區(qū)域中的所述簇在所述系統(tǒng)區(qū)域信息表中被標記為“已保護”時在所述數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域中的由所述映射表指定的簇上執(zhí)行寫操作，并當所述系統(tǒng)區(qū)域中的由所述文件系統(tǒng)指定的所述簇被標記為“未保護”時在所述系統(tǒng)區(qū)域中的該簇上執(zhí)行寫操作；讀操作處理單元，其對于在所述系統(tǒng)區(qū)域中的由所述文件系統(tǒng)指定的簇上的讀操作，在所述數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域中的由所述映射表指定的簇上執(zhí)行讀操作，并且僅當在所述映射表中與所述系統(tǒng)區(qū)域中的由所述文件系統(tǒng)指定的所述簇相對應的值表示初始狀態(tài)時在所述系統(tǒng)區(qū)域中的該簇上執(zhí)行讀操作；當前狀態(tài)備份單元，其順序地逐一讀取所述映射表的全部條目，當條目的值不表示初始狀態(tài)時從所述數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域中的由所述映射表的讀取條目的值指定的簇中讀取數(shù)據(jù)并將所述數(shù)據(jù)寫入到所述系統(tǒng)區(qū)域中的與所述數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域中的所述簇相對應的簇中，然后調用所述初始化/恢復單元來執(zhí)行初始化；以及移除單元，其移除由所述安裝單元設置的所述緩沖區(qū)域以整合所述系統(tǒng)區(qū)域和所述緩沖區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種利用系統(tǒng)區(qū)域信息表和映射表保護計算機硬盤上的系統(tǒng)數(shù)據(jù)的方法。該方法包括以下操作(a)在所述計算機硬盤上分開地設置系統(tǒng)區(qū)域和緩沖區(qū)域，并在所述緩沖區(qū)域中保留分別用于元信息表、所述系統(tǒng)區(qū)域信息表和所述映射表的區(qū)域以及數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域；(b)基于卷位圖和文件分配表(FAT)中的一個在所述系統(tǒng)區(qū)域信息表中利用保護信息來標記所述系統(tǒng)區(qū)域中的各個簇，并初始化所述緩沖區(qū)域中的所述映射表和所述數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域；(c)對于在所述系統(tǒng)區(qū)域中的由文件系統(tǒng)指定的簇上的寫操作，當所述系統(tǒng)區(qū)域中的所述簇在所述系統(tǒng)區(qū)域信息表中被標記為“已保護”時在所述數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域中的由所述映射表指定的簇上執(zhí)行寫操作，并當所述系統(tǒng)區(qū)域中的由所述文件系統(tǒng)指定的所述簇被標記為“未保護”時在所述系統(tǒng)區(qū)域中的該簇上執(zhí)行寫操作；(d)對于在所述系統(tǒng)區(qū)域中的由所述文件系統(tǒng)指定的簇上的讀操作，在所述數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域中的由所述映射表指定的簇上執(zhí)行讀操作，并且僅當在所述映射表中與所述系統(tǒng)區(qū)域中的由所述文件系統(tǒng)指定的所述簇相對應的值表示初始狀態(tài)時在所述系統(tǒng)區(qū)域中的該簇上執(zhí)行讀操作；(e)通過根據(jù)卷位圖和FAT中的一個生成新的系統(tǒng)區(qū)域信息表，并初始化所述緩沖區(qū)域中的所述映射表和所述數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域，來執(zhí)行恢復；以及(f)移除所述緩沖區(qū)域以整合所述系統(tǒng)區(qū)域和所述緩沖區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種計算機可讀記錄介質，該計算機可讀記錄介質用于記錄用以在計算機上執(zhí)行上述方法的程序。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的利用系統(tǒng)區(qū)域信息表和映射表來保護計算機硬盤上的系統(tǒng)數(shù)據(jù)的裝置的框圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例而劃分的硬盤區(qū)域的概念圖。
圖3例示了本發(fā)明中使用的系統(tǒng)區(qū)域信息表的結構和映射表的結構。
圖4例示了系統(tǒng)區(qū)域與數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域之間的映射關系。
圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的利用系統(tǒng)區(qū)域信息表和映射表來保護計算機硬盤上的系統(tǒng)數(shù)據(jù)的方法的流程圖。
圖6是圖5中所示的安裝操作的詳細流程圖。
圖7是圖5中所示的初始化和恢復操作的詳細流程圖。
圖8是圖5中所示的寫操作處理的詳細流程圖。
圖9是圖5中所示的讀操作處理的詳細流程圖。
圖10是圖5中所示的當前狀態(tài)備份操作的詳細流程圖。
圖11是圖5中所示的移除操作的詳細流程圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖，詳細地描述根據(jù)本發(fā)明的利用系統(tǒng)區(qū)域信息表和映射表來保護計算機硬盤上的系統(tǒng)數(shù)據(jù)的裝置的優(yōu)選實施例。
參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的用于保護硬盤5上的系統(tǒng)數(shù)據(jù)的裝置(下文中將其稱作硬盤保護裝置1)包括安裝單元10、初始化/恢復單元20、寫操作處理單元30、讀操作處理單元40、當前狀態(tài)備份單元50以及移除單元60。硬盤保護裝置1中的各元件可實現(xiàn)為包括硬盤5的計算機系統(tǒng)(未示出)的硬件和軟件的組合。利用本發(fā)明的該計算機系統(tǒng)是普通的計算機系統(tǒng)，因此，硬件的構成對于本領域技術人員來說是顯而易見的。因而，將略去對其的詳細描述。
安裝單元10從用戶接收包括緩沖區(qū)域的大小的元信息(稍后對其進行描述)，并在硬盤5中安裝構成寫操作處理單元30、讀操作處理單元40以及當前狀態(tài)備份單元50的軟件和設備驅動程序。然后，安裝單元10在系統(tǒng)區(qū)域中分開地保留緩沖區(qū)域，并把保留的緩沖區(qū)域中使用的簇(cluster)移動到緩沖區(qū)域之外的系統(tǒng)區(qū)域。接著，安裝單元10在硬盤5中分開地設置系統(tǒng)區(qū)域6和緩沖區(qū)域7，如圖2所示。在本發(fā)明的其他實施例中，可進一步在硬盤5中分開地設置至少一個用戶數(shù)據(jù)區(qū)域。對硬盤5進行分區(qū)的詳細技術是公知的，因而，將省略對其的詳細描述。在設置了緩沖區(qū)域7后，安裝單元10在緩沖區(qū)域7中保留分別用于元信息表71、系統(tǒng)區(qū)域信息表72和映射表73的區(qū)域以及數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域74。接著，安裝單元10調用初始化/恢復單元20以執(zhí)行初始化。
在本發(fā)明的實施例中，與系統(tǒng)區(qū)域分開的緩沖區(qū)域7存儲元信息表71、系統(tǒng)區(qū)域信息表72以及映射表73。
如圖3所示，系統(tǒng)區(qū)域信息表72針對用于標識系統(tǒng)區(qū)域6中的簇的各系統(tǒng)區(qū)域索引表示系統(tǒng)數(shù)據(jù)是“已保護”還是“未保護”。標記為“已保護”的簇是在初始化操作中系統(tǒng)區(qū)域6中已使用的簇。在初始化操作后，這些簇的經改變的內容被反映到緩沖區(qū)域7。同時，初始化操作后添加到系統(tǒng)區(qū)域6的新數(shù)據(jù)可存儲在標記為“未保護”的簇中。
如圖3所示，映射表73存儲表示數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域74中的位置的映射信息(或映射索引)，在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域74中存儲針對系統(tǒng)區(qū)域6的系統(tǒng)區(qū)域索引的經改變的數(shù)據(jù)。參照圖3，各自具有系統(tǒng)區(qū)域索引3和4的簇分別被映射到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域74中的簇0和1。在初始化操作過程中，將NULL(空)值分配給映射表73中的每一個映射索引。圖4例示了系統(tǒng)區(qū)域6與數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域74之間的映射關系。
元信息表71以表的格式存儲各種類型的信息，即實現(xiàn)硬盤保護裝置1的軟件(下文中稱作“硬盤保護程序”)所使用的元信息。元信息包括表示各個簇(操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)使用其來組織文件)在系統(tǒng)區(qū)域6中的存儲位置的文件分配表(FAT)(在FAT32文件系統(tǒng)的情況下)，或者包括卷位圖(在新技術文件系統(tǒng)(NTFS)的情況下)。該元信息可包括操作硬盤保護程序所需的各種環(huán)境變量，例如，緩沖區(qū)域7的使用容量、簇大小、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域74的起點、自動恢復周期和密碼。
操作初始化/恢復單元20在硬盤保護裝置1將系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲在系統(tǒng)區(qū)域6中之后產生用于保護系統(tǒng)數(shù)據(jù)的環(huán)境，或者在毀壞了存儲在硬盤5中的系統(tǒng)數(shù)據(jù)時恢復系統(tǒng)數(shù)據(jù)的原始狀態(tài)。初始化/恢復單元20基于卷位圖或FAT來檢測系統(tǒng)區(qū)域6中使用的空間，并且針對系統(tǒng)區(qū)域信息表72中的各個系統(tǒng)區(qū)域索引將當前使用的空間標記為“已保護”并將空閑空間標記為“未保護”。另外，初始化/恢復單元20初始化緩沖區(qū)域7中的映射表73和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域74，并基于元信息而產生元信息表71。
寫操作處理單元30和讀操作處理單元40截取并處理在計算機系統(tǒng)的操作過程中操作系統(tǒng)將數(shù)據(jù)寫入文件中的寫操作和從文件讀取數(shù)據(jù)的讀操作。硬盤保護裝置1管理作為元信息的原型改變模式。詳細地說，當硬盤保護裝置1在初始化/恢復單元20執(zhí)行操作后從用戶接收到改變成原型改變模式的請求時，硬盤保護裝置1改變成原型改變模式，以使用戶可直接地改變系統(tǒng)區(qū)域6中的數(shù)據(jù)。然后，在從用戶接收到取消原型改變模式的請求時，硬盤保護裝置1返回至原型保護模式，并且初始化/恢復單元20執(zhí)行初始化。
寫操作處理單元30從文件系統(tǒng)接收與系統(tǒng)區(qū)域6中的要在其上執(zhí)行寫操作的簇相對應的系統(tǒng)區(qū)域索引，并根據(jù)模式而不同地操作。換言之，當設定了原型改變模式時，寫操作處理單元30在系統(tǒng)區(qū)域6中的一位置(即，由文件系統(tǒng)指定的簇)上執(zhí)行寫操作。然而，當未設定原型改變模式時，如果對應于指定簇的系統(tǒng)區(qū)域索引在系統(tǒng)區(qū)域信息表72中被標記為“已保護”，則寫操作處理單元30在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域74中的簇(其為通過映射表73將系統(tǒng)區(qū)域6中的指定簇映射到的簇)上執(zhí)行寫操作，并且，如果系統(tǒng)區(qū)域索引被標記為“未保護”，則寫操作處理單元30在系統(tǒng)區(qū)域6中與系統(tǒng)區(qū)域索引相對應的指定簇上執(zhí)行寫操作。當對應于系統(tǒng)區(qū)域索引的簇在系統(tǒng)區(qū)域信息表72中被標記為“已保護”并在映射表73中被設定為初始狀態(tài)的值(即，NULL)時，寫操作處理單元30確保數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域74中的空閑空間，在分配給所確保的空閑空間的簇上執(zhí)行寫操作，并將寫入新數(shù)據(jù)的簇的位置記錄在映射表73的相應條目塊中。同時，當由于寫操作處理單元30的操作而改變對應于FAT或卷位圖的內容時，改變的內容并不反映到系統(tǒng)區(qū)域6中包括的FAT或卷位圖，而是反映到元信息表71中包括的FAT或卷位圖。
讀操作處理單元40從文件系統(tǒng)接收與系統(tǒng)區(qū)域6中的要在其上執(zhí)行讀操作的簇相對應的系統(tǒng)區(qū)域索引，并根據(jù)模式而不同地操作。換言之，當設定了原型改變模式時，讀操作處理單元40在系統(tǒng)區(qū)域6中的一位置(即，由文件系統(tǒng)指定的簇)上執(zhí)行讀操作。然而，當未設定原型改變模式時，讀操作處理單元40基于映射表73中與系統(tǒng)區(qū)域索引相對應的映射索引在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域74中的相應簇上執(zhí)行讀操作。這里，當在映射表73中將映射索引設定為NULL時，讀操作處理單元40在系統(tǒng)區(qū)域6中的該位置(即，與系統(tǒng)區(qū)域索引相對應的簇)上執(zhí)行讀操作。
當前狀態(tài)備份單元50通過反映自初始化起系統(tǒng)數(shù)據(jù)中改變的全部內容而構建新的原始系統(tǒng)數(shù)據(jù)。對于該構建操作，當前狀態(tài)備份單元50順序地讀取映射表73中的全部條目。當條目未設定為初始值(即，NULL)時，當前狀態(tài)備份單元50從數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域74中的簇(其是由映射表73中的對應映射索引指定的)讀取數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)寫入通過映射表73映射到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域74的簇的與系統(tǒng)區(qū)域索引相對應的簇。之后，初始化/恢復單元20執(zhí)行初始化。除了將數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域74中存儲的數(shù)據(jù)反映到系統(tǒng)區(qū)域6的該操作之外，當前狀態(tài)備份單元50還可在初始化之前將元信息表71中存儲的卷位圖或FAT反映到系統(tǒng)區(qū)域6，使得新的原始系統(tǒng)數(shù)據(jù)可包括新添加到系統(tǒng)區(qū)域6的數(shù)據(jù)以及改變的數(shù)據(jù)。
移除單元60移除緩沖區(qū)域7以整合系統(tǒng)區(qū)域6和緩沖區(qū)域7。另外，移除單元60可從用戶接收有關當前狀態(tài)備份的確認，以使用戶可執(zhí)行對當前狀態(tài)的備份并在希望的時刻移除緩沖區(qū)域7。這里，移除單元可被設計為自動移除由安裝單元10安裝在硬盤5中的軟件和設備驅動程序。
下面，將參照圖5詳細地描述根據(jù)本發(fā)明實施例的利用系統(tǒng)區(qū)域信息表和映射表保護計算機硬盤上的系統(tǒng)數(shù)據(jù)的方法。
在操作S50中，硬盤保護程序的安裝模塊在計算機系統(tǒng)的硬盤區(qū)域中分開地設置系統(tǒng)區(qū)域6和緩沖區(qū)域7。將參照圖6詳細地描述操作S50。
參照圖6，安裝模塊在操作S10接收緩沖區(qū)域7的大小，并在操作S20在硬盤5中安裝構成寫操作處理模塊、讀操作處理模塊以及當前狀態(tài)備份模塊的軟件和設備驅動程序。然后，安裝模塊在操作S30分開地在系統(tǒng)區(qū)域中保留緩沖區(qū)域，并將在保留的緩沖區(qū)域中使用的簇移動到緩沖區(qū)域之外的系統(tǒng)區(qū)域。接著，安裝模塊在操作S40在硬盤5中分開地設置系統(tǒng)區(qū)域6和緩沖區(qū)域7，并在操作S45在緩沖區(qū)域7中保留分別用于元信息表71、系統(tǒng)區(qū)域信息表72和映射表73的區(qū)域以及數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域74。通過上述操作設置的緩沖區(qū)域7是對用戶隱藏的區(qū)域，以使用戶不能利用緩沖區(qū)域7來存儲文件。接著，安裝模塊在操作S100調用初始化模塊來執(zhí)行初始化。
在操作100，硬盤保護程序的初始化模塊在系統(tǒng)區(qū)域信息表72中將系統(tǒng)區(qū)域6中的各個簇標記為“已保護”或“未保護”，并初始化緩沖區(qū)域7中的映射表73和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域74。將參照圖7詳細地描述操作100。
參照圖7，在操作S110，初始化模塊從卷位圖或FAT收集系統(tǒng)區(qū)域6的使用信息。接著，在操作S120，初始化模塊生成系統(tǒng)區(qū)域信息表72，并且在系統(tǒng)區(qū)域信息表72中針對各個系統(tǒng)區(qū)域索引將當前使用的空間標記為“已保護”并將空閑空間標記為“未保護”。在操作S130，初始化模塊在映射表73中將全部映射索引初始化為NULL。在操作S140，初始化模塊收集元信息并生成元信息表71。在操作S150，初始化模塊初始化數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域74。
然后，硬盤保護程序的寫操作處理模塊和讀操作處理模塊分別在操作S200和S300中截取并處理在計算機系統(tǒng)操作過程中操作系統(tǒng)將數(shù)據(jù)寫入到硬盤5中的寫操作和從硬盤5讀取數(shù)據(jù)的讀操作。將參照圖8和9，分別詳細地描述對系統(tǒng)區(qū)域6的寫操作的處理(操作S200)和對系統(tǒng)區(qū)域6的讀操作的處理(操作S300)。
在操作S210，寫操作處理模塊從文件系統(tǒng)接收與系統(tǒng)區(qū)域6中的要在其上執(zhí)行寫操作的簇相對應的系統(tǒng)區(qū)域索引，并在操作S215確定是否設定了原型改變模式。如果確定已設定原型改變模式，則寫操作處理模塊在操作S295在系統(tǒng)區(qū)域6中的一位置(即，由文件系統(tǒng)指定的簇)上執(zhí)行寫操作。然而，如果確定未設定原型改變模式，則寫操作處理模塊在操作S220從系統(tǒng)區(qū)域信息表72讀取與系統(tǒng)區(qū)域索引相對應的保護信息。當在操作S230讀取保護信息為“已保護”時，寫操作處理模塊在操作S240從映射表73讀取與系統(tǒng)區(qū)域索引相對應的映射信息。當在操作S250該映射信息不具有初始狀態(tài)的值(即，NULL)時，寫操作處理模塊在操作S260在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域74中的與映射信息的值相對應的簇上執(zhí)行寫操作。然而，當在操作S250映射信息具有初始狀態(tài)的值時，寫操作處理模塊在操作S270確保數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域74中的空閑空間，并在操作S280在分配給該空閑空間的簇上執(zhí)行寫操作。然后，在操作S290，寫操作處理模塊將寫入新數(shù)據(jù)的簇的位置記錄在映射表73的相應條目塊中。同時，當在操作S230讀取的保護信息為“未保護”時，寫操作處理模塊在操作S295在系統(tǒng)區(qū)域6中的該位置(即，由文件系統(tǒng)指定的簇)上執(zhí)行寫操作。這里，寫操作處理模塊將與FAT或卷位圖相對應的改變內容反映到元信息表71中包括的FAT或卷位圖，而不反映到系統(tǒng)區(qū)域6中包括的FAT或卷位圖。
參照圖9，在操作S310，讀操作處理模塊從文件系統(tǒng)接收與系統(tǒng)區(qū)域6中的要在其上執(zhí)行讀操作的簇相對應的系統(tǒng)區(qū)域索引，并在操作S315確定是否設定了原型改變模式。如果確定已設定原型改變模式，則在操作S340讀操作處理模塊在系統(tǒng)區(qū)域6中的一位置(即，由文件系統(tǒng)指定的簇)上執(zhí)行讀操作。然而，如果確定未設定原型改變模式，則讀操作處理模塊在操作S320從映射表73讀取與系統(tǒng)區(qū)域索引相對應的映射信息。當在操作S330確定映射信息被設定為初始狀態(tài)的值(即，NULL)時，讀操作處理模塊在操作S340在系統(tǒng)區(qū)域6中的該位置，即由文件系統(tǒng)指定的簇(即，與系統(tǒng)區(qū)域索引相對應的簇)，上執(zhí)行讀操作。然而，當確定未將映射信息設定為初始狀態(tài)的值時，讀操作處理模塊在操作S350在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域74中的與由映射表73指定的映射信息的值相對應的簇上執(zhí)行讀操作。
當用戶請求當前狀態(tài)備份或者當根據(jù)環(huán)境變量設定的當前狀態(tài)備份周期到來時，硬盤保護程序在操作S400利用當前狀態(tài)備份模塊執(zhí)行當前狀態(tài)備份以將系統(tǒng)數(shù)據(jù)的當前狀態(tài)保持為新的原始系統(tǒng)數(shù)據(jù)，將參照圖10對其進行詳細描述。
參照圖10，在操作S410和S460，當前狀態(tài)備份模塊執(zhí)行備份，同時順序地讀取構成映射表73的各條目的映射信息。當在操作S430映射信息不具有初始狀態(tài)的值(即，NULL)時，當前狀態(tài)備份模塊在操作S440從數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域74中的由映射信息的值指定的簇讀取數(shù)據(jù)，并在操作S450將數(shù)據(jù)寫入到系統(tǒng)區(qū)域6中的由與映射信息相對應的系統(tǒng)區(qū)域索引指定的簇中。如果映射信息具有初始狀態(tài)的值，則沒有數(shù)據(jù)分配到系統(tǒng)區(qū)域6的相應簇中或者已將改變的數(shù)據(jù)存儲在系統(tǒng)區(qū)域6的相應簇中，因此，不必針對映射表73中的當前條目執(zhí)行備份。當在操作S420針對映射表73中的全部項目完成備份時，需要將存儲在元信息表71中的卷位圖或FAT反映到系統(tǒng)區(qū)域6中。在完成備份后，在操作S100初始化模塊執(zhí)行初始化，從而具有新的原始系統(tǒng)數(shù)據(jù)。
當用戶請求恢復或者當根據(jù)環(huán)境變量設定的恢復周期到來時，硬盤保護程序在操作S500利用恢復模塊刪除系統(tǒng)區(qū)域6中自初始化起已改變的全部內容。這里，恢復模塊執(zhí)行與初始化模塊相同的如圖7所示的操作。
在恢復后，當用戶請求將模式改變?yōu)樵透淖兡Ｊ綍r，硬盤保護程序在操作S600將系統(tǒng)模式改變?yōu)樵透淖兡Ｊ?，并?zhí)行對原型的改變。在原型改變模式下，用戶可直接改變系統(tǒng)區(qū)域6中的數(shù)據(jù)，如參照圖8所描述的。然后，當用戶請求取消原型改變模式時，如圖7所示，執(zhí)行初始化以將系統(tǒng)模式改變?yōu)樵捅Ｗo模式。
當用戶請求移除硬盤保護程序時，在操作S700，移除模塊整合系統(tǒng)區(qū)域6和緩沖區(qū)域7，并從硬盤5移除硬盤保護程序(將參照圖11對其進行詳細描述)。
參照圖11，移除模塊在操作S510從用戶接收有關當前狀態(tài)備份的確認，并當用戶希望備份當前狀態(tài)時，在操作S400調用當前狀態(tài)備份模塊來執(zhí)行當前狀態(tài)備份。然后，移除模塊在操作S520移除由安裝模塊設置的緩沖區(qū)域7，并在操作S530將系統(tǒng)區(qū)域6和緩沖區(qū)域7整合為單個系統(tǒng)區(qū)域。另外，移除模塊在操作S540自動地從硬盤5移除構成硬盤保護程序的軟件和設備驅動程序。
本發(fā)明可實現(xiàn)為一程序(即，硬盤保護程序)，該程序記錄在計算機可讀記錄介質中，并可由計算機讀取。該計算機可讀記錄介質可以是磁存儲介質(如ROM、軟盤或硬盤)、光可讀介質(如CD-ROM或DVD)、或載波(例如，通過因特網(wǎng)而發(fā)送的載波)。
盡管參照本發(fā)明的優(yōu)選實施例具體表示并描述了本發(fā)明，但本領域技術人員將理解，可以在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下做出各種改變。因此，不應以限制性的意義而只以描述性的意義來考慮上述實施例。本發(fā)明的范圍不是由上述描述而是由所附權利要求來限定，并且將解釋為本發(fā)明包括在由權利要求限定的范圍內做出的全部變型。
工業(yè)適用性根據(jù)本發(fā)明，自初始化起根本不改變被設定為原型的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，因此，僅通過執(zhí)行初始化就可快速恢復毀壞的系統(tǒng)數(shù)據(jù)。由于通過利用系統(tǒng)區(qū)域信息表和映射表在緩沖區(qū)域中分開管理系統(tǒng)區(qū)域中僅需要保護部分中的改變，所以可減少訪問系統(tǒng)數(shù)據(jù)所花費的時間，由此使系統(tǒng)處理速度的降低最小。另外，可顯著地減少對數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域的使用，因此，可以小的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域來保護大的系統(tǒng)區(qū)域。
此外，由于只針對系統(tǒng)區(qū)域的讀操作和當前狀態(tài)備份操作使用映射表，因此使額外的處理時間最小化。
此外，本發(fā)明提供了如下方法利用映射表和系統(tǒng)區(qū)域信息表，將當前使用的系統(tǒng)數(shù)據(jù)自動地反映到恢復原型中，以使用戶可容易地改變恢復原型，并且防止系統(tǒng)數(shù)據(jù)在改變恢復原型的過程中由于病毒程序的攻擊或用戶的錯誤而受到嚴重破壞。
權利要求
1.一種利用系統(tǒng)區(qū)域信息表和映射表來保護計算機硬盤上的系統(tǒng)數(shù)據(jù)的裝置，該裝置包括安裝單元，其在所述計算機硬盤上分開地設置系統(tǒng)區(qū)域和緩沖區(qū)域，并在所述緩沖區(qū)域中保留分別用于元信息表、所述系統(tǒng)區(qū)域信息表和所述映射表的區(qū)域以及數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域；初始化/恢復單元，其基于卷位圖和文件分配表中的一個在所述系統(tǒng)區(qū)域信息表中利用保護信息來標記所述系統(tǒng)區(qū)域中的各個簇，并初始化所述緩沖區(qū)域中的所述映射表和所述數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域；寫操作處理單元，其對于在所述系統(tǒng)區(qū)域中的由文件系統(tǒng)指定的簇上的寫操作，當所述系統(tǒng)區(qū)域中的所述簇在所述系統(tǒng)區(qū)域信息表中被標記為“已保護”時在所述數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域中的由所述映射表指定的簇上執(zhí)行寫操作，并當所述系統(tǒng)區(qū)域中的由所述文件系統(tǒng)指定的所述簇被標記為“未保護”時在所述系統(tǒng)區(qū)域中的該簇上執(zhí)行寫操作；讀操作處理單元，其對于在所述系統(tǒng)區(qū)域中的由文件系統(tǒng)指定的簇上的讀操作，在所述數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域中的由所述映射表指定的簇上執(zhí)行讀操作，并且僅當在所述映射表中與所述系統(tǒng)區(qū)域中的由所述文件系統(tǒng)指定的所述簇相對應的值表示初始狀態(tài)時在所述系統(tǒng)區(qū)域中的該簇上執(zhí)行讀操作；當前狀態(tài)備份單元，其順序地逐一讀取所述映射表的全部條目，當條目的值不表示初始狀態(tài)時，從所述數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域中的由所述映射表的讀取條目的值指定的簇中讀取數(shù)據(jù)、并將所述數(shù)據(jù)寫入到所述系統(tǒng)區(qū)域中的與所述數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域中的所述簇相對應的簇中，然后調用所述初始化/恢復單元來執(zhí)行初始化；以及移除單元，其移除由所述安裝單元設置的所述緩沖區(qū)域以整合所述系統(tǒng)區(qū)域和所述緩沖區(qū)域。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中，當所述系統(tǒng)區(qū)域中的所述簇在所述系統(tǒng)區(qū)域信息表中被標記為“已保護”且在所述映射表中具有初始狀態(tài)的值時，所述寫操作處理單元確保所述數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域中的空閑空間，在分配給所確保的空閑空間的簇上執(zhí)行寫操作，并且將其中寫入新數(shù)據(jù)的簇的位置記錄在所述映射表的相應條目塊中。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的裝置，其中，當設定了原型改變模式時，所述寫操作處理單元在所述系統(tǒng)區(qū)域中的由所述文件系統(tǒng)指定的所述簇上執(zhí)行寫操作，并且所述讀操作處理單元在所述系統(tǒng)區(qū)域中的由所述文件系統(tǒng)指定的所述簇上執(zhí)行讀操作。
4.一種利用系統(tǒng)區(qū)域信息表和映射表來保護計算機硬盤上的系統(tǒng)數(shù)據(jù)的方法，該方法包括以下操作(a)在所述計算機硬盤上分開地設置系統(tǒng)區(qū)域和緩沖區(qū)域，并在所述緩沖區(qū)域中保留分別用于元信息表、所述系統(tǒng)區(qū)域信息表和所述映射表的區(qū)域以及數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域；(b)基于卷位圖和文件分配表中的一個在所述系統(tǒng)區(qū)域信息表中利用保護信息來標記所述系統(tǒng)區(qū)域中的各個簇，并初始化所述緩沖區(qū)域中的所述映射表和所述數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域；(c)對于在所述系統(tǒng)區(qū)域中的由文件系統(tǒng)指定的簇上的寫操作，當所述系統(tǒng)區(qū)域中的所述簇在所述系統(tǒng)區(qū)域信息表中被標記為“已保護”時在所述數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域中的由所述映射表指定的簇上執(zhí)行寫操作，并當所述系統(tǒng)區(qū)域中的由所述文件系統(tǒng)指定的所述簇被標記為“未保護”時在所述系統(tǒng)區(qū)域中的該簇上執(zhí)行寫操作；(d)對于在所述系統(tǒng)區(qū)域中的由文件系統(tǒng)指定的簇上的讀操作，在所述數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域中的由所述映射表指定的簇上執(zhí)行讀操作，并且僅當在所述映射表中與所述系統(tǒng)區(qū)域中的由所述文件系統(tǒng)指定的所述簇相對應的值表示初始狀態(tài)時在所述系統(tǒng)區(qū)域中的該簇上執(zhí)行讀操作；(e)通過根據(jù)卷位圖和文件分配表中的一個生成新的系統(tǒng)區(qū)域信息表、并初始化所述緩沖區(qū)域中的所述映射表和所述數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域，來執(zhí)行恢復；以及(f)移除所述緩沖區(qū)域以整合所述系統(tǒng)區(qū)域和所述緩沖區(qū)域。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，該方法在操作(e)之前還包括如下操作(g)順序地逐一讀取所述映射表的全部條目，當條目的值不表示初始狀態(tài)時，從所述數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域中的由所述映射表的讀取條目的值指定的簇中讀取數(shù)據(jù)、并將所述數(shù)據(jù)寫入到所述系統(tǒng)區(qū)域中的與所述數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域中的所述簇相對應的簇中，然后執(zhí)行操作(b)。
6.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中，操作(c)包括如下步驟當所述系統(tǒng)區(qū)域中的所述簇在所述系統(tǒng)區(qū)域信息表中被標記為“已保護”且在所述映射表中具有初始狀態(tài)的值時，確保所述數(shù)據(jù)緩沖區(qū)域中的空閑空間，在分配給所確保的空閑空間的簇上執(zhí)行寫操作，并且將其中寫入新數(shù)據(jù)的簇的位置記錄在所述映射表的相應條目塊中。
7.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中，當設定了原型改變模式時，操作(c)包括在所述系統(tǒng)區(qū)域中的由所述文件系統(tǒng)指定的所述簇上執(zhí)行寫操作，并且操作(d)包括在所述系統(tǒng)區(qū)域中的由所述文件系統(tǒng)指定的所述簇上執(zhí)行讀操作。
8.一種計算機可讀記錄介質，該計算機可讀記錄介質用于記錄用以在計算機上執(zhí)行根據(jù)權利要求4至7中的任一項所述的方法的程序。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于保護計算機硬盤上的系統(tǒng)數(shù)據(jù)的裝置和方法。該裝置和方法用于保護存儲在計算機硬盤中的系統(tǒng)數(shù)據(jù)免于在計算機使用的過程中由于惡意或意外操作而可能發(fā)生的毀壞并恢復該系統(tǒng)數(shù)據(jù)。根據(jù)該裝置和方法，通過使用系統(tǒng)區(qū)域信息表和映射表在緩沖區(qū)域中有選擇地保護系統(tǒng)區(qū)域中的需要保護的部分系統(tǒng)區(qū)域而非整個系統(tǒng)區(qū)域，由此顯著地減小了必要緩沖區(qū)域的大小。
文檔編號G06F11/14GK1965300SQ200580018179
公開日2007年5月16日 申請日期2005年6月3日 優(yōu)先權日2004年6月4日
發(fā)明者李昌柱, 全英郁, 吳晟旭 申請人:萊納索夫特技術公司