数据储存装置及维持数据储存装置正常开机的方法与流程

1.本发明是有关于一种数据储存装置及维持数据储存装置正常开机的方法。


背景技术：

2.以往计算机出货前，计算机制造商常会在计算机之中储存一系统还原文件。当计算机的操作系统产生损坏时，用户可以藉由系统还原文件执行一操作系统的还原程序。以往操作系统还原程序系透过一微型化系统来执行。计算机内部的一数据储存装置切割成一系统扇区及一备份扇区。系统扇区储存有一操作系统，而备份扇区储存有一系统映像文件及一微型化系统(如windows pe)。
3.当用户欲执行计算机的操作系统还原程序时，按压一电性连接主板之一还原键进行操作系统还原功能的触发。操作系统还原功能被触发后，bios利用备份扇区中的微型化系统执行开机。微型化系统执行开机后，操作人员透过微型化系统的操作，以解开系统映像文件，并利用解开后的系统映像文件还原操作系统。
4.以微型化系统执行操作系统还原程序，系统映像文件的文件格式以及操作系统的版本必须能够被微型化系统所解析，否则，无法解开系统映像文件以及无法对于操作系统执行还原。因此，以微型化系统执行操作系统还原程序大都只适合使用在微软windows操作系统的计算机上。
5.再者，目前工控设备中的操作系统大都采非windows操作系统，例如：linux、tinyos。若以微型化系统执行工控设备的操作系统还原程序，势必需要根据于工控设备所采用的操作系统的版本重新设计微型化系统的软件架构，否则工控设备的操作系统之还原流程将无法顺利完成。在此，重新设计微型化系统将会造成工控设备之软件设计人员不少的困扰。


技术实现要素：

6.本发明之一目的，在于提出一种数据储存装置，其数据储存装置能够设置在一电子装置中，且包括一控制器及一数据储存单元。控制器包括一韧体，韧体定义有一操作系统还原程序。数据储存单元包括一储存一原始操作系统的第一系统储存扇区以及一储存一第一备用操作系统的第二系统储存扇区。第二系统储存扇区为一数据储存单元的预留空间。控制器的韧体将第一系统储存扇区默认为一显示扇区，而将第二系统储存扇区默认为一隐藏扇区。当第一系统储存扇区中的原始操作系统故障时，控制器的韧体执行操作系统还原程序，以一复制扇区数据的方式将隐藏状态的第二系统储存扇区中的第一备用操作系统复制至第一系统储存扇区中，以便还原第一系统储存扇区中的原始操作系统。以复制扇区数据的方式还原原始操作系统，完全无需解析原始操作系统的架构，则，采用微软windows操作系统架构或采用非微软windows操作系统架构的电子装置都能够轻易地执行操作系统的还原动作。
7.本发明的又一目的，在于提出一种数据储存装置，其控制器的韧体更定义有一开
机指针位移程序。控制器的韧体预设一开机指针指向第一系统储存扇区的一第一起始扇区地址，并以第一起始扇区地址作为一主开机扇区地址。当原始操作系统正常时，控制器的韧体读取第一初始扇区地址中的主开机记录，并以第一初始扇区地址中的主开机记录执行原始操作系统的开机流程。当原始操作系统故障时，控制器之韧体将会执行开机指针位移程序，以将开机指针从第一系统储存扇区的第一初始扇区地址移至第二系统储存扇区的一第二初始扇区地址，将第一系统储存扇区从显示扇区转换为隐藏扇区，将第二系统储存扇区从隐藏扇区转换为显示扇区，且读取第二初始扇区地址中的一主开机记录，并以第二初始扇区地址中的主开机记录执行第一备用操作系统的开机流程。如此，当原始操作系统故障时，将可以利用第二系统储存扇区中的第一备用操作系统快速恢复电子装置的开机，进而使得电子装置能够藉由备用操作系统继续运作。
8.本发明的又一目的，在于提出一种数据储存装置，其数据储存单元更包括有一储存一第二备份操作系统的第三系统储存扇区。第三系统储存扇区也为一数据储存单元的预留空间，且被控制器的韧体默认为一隐藏扇区。当第二系统储存扇区中的第一备用操作系统执行运作时，控制器的韧体执行操作系统还原程序，以利用隐藏状态的第三系统储存扇区中的第二备份操作系统还原第一系统储存扇区中的原始操作系统，并以还原后的原始操作系统重新执行开机。
9.本发明的又一目的，在于提出一种数据储存装置，其数据储存单元中储存有备份操作系统的系统储存扇区系为一预留空间(over provisioning，op)，这预留空间为一不可被用户利用操作系统或bios存取操作的隐藏扇区，以避免备份操作系统被窜改或被其他数据所覆盖。
10.为了达成上述的目的，本发明提出一种数据储存装置，包括：一控制器，包括一韧体；及一数据储存单元，连接控制器，包括：一第一系统储存扇区，储存有一原始操作系统，第一系统储存扇区被韧体默认为一显示扇区；及一第二系统储存扇区，储存有一备用操作系统，第二系统储存扇区为数据储存单元的一预留空间且被韧体默认为一隐藏扇区；其中，当原始操作系统损坏时，控制器的韧体将以隐藏的第二系统储存扇区中的备用操作系统还原第一系统储存扇区中的原始操作系统。
11.本发明一实施例中，数据储存装置更包括一数据传输接口，控制器连接数据传输接口，当控制器透过数据传输接口接收一触发命令时，控制器的韧体根据触发指令执行一操作系统还原程序，以利用隐藏的第二系统储存扇区中的备用操作系统还原第一系统储存扇区的原始操作系统。
12.本发明一实施例中，控制器连接一输入输出埠，当输入输出埠被触发时，控制器的韧体执行一操作系统还原程序，以利用隐藏的第二系统储存扇区中的备用操作系统还原第一系统储存扇区的原始操作系统。
13.本发明又提供一种数据储存装置，包括：一控制器，包括一韧体；及一数据储存单元，连接控制器，包括：一第一系统储存扇区，储存有一原始操作系统，包括一第一起始扇区地址，第一系统储存扇区被韧体默认为一显示扇区；及一第二系统储存扇区，储存有一第一备用操作系统，包括一第二起始扇区地址，第二系统储存扇区为数据储存单元的一第一预留空间且被韧体默认为一隐藏扇区；其中，当原始操作系统正常时，控制器的韧体将一开机指针指向第一系统储存扇区之第一起始扇区地址，以原始操作系统执行开机；当原始操作
系统损坏时，控制器的韧体将第一系统储存扇区从显示扇区转换为隐藏扇区以及将第二系统储存扇区从隐藏扇区转换为显示扇区，并将开机指针从第一起始扇区地址位移至第二起始扇区地址，以第一备用操作系统执行开机。
14.本发明一实施例中，数据储存装置更包括一数据传输接口，控制器连接数据传输接口，当控制器透过数据传输接口接收一触发命令时，控制器的韧体根据触发指令执行一开机指针位移程序，以将开机指针从第一起始扇区地址位移至第二起始扇区地址。
15.本发明一实施例中，控制器连接一输入输出埠，当输入输出埠被触发时，控制器的韧体执行一开机指针位移程序，以将开机指针从第一起始扇区地址位移至第二起始扇区地址。
16.本发明一实施例中，数据储存单元更包括有一第三系统储存扇区，第三系统储存扇区为数据储存单元的一第二预留空间且被韧体默认为隐藏扇区，第三系统储存扇区储存有一第二备用操作系统；当第一备用操作系统完成开机且进行运作时，控制器的韧体利用隐藏的第三系统储存扇区中的第二备用操作系统还原第一系统储存扇区中的原始操作系统。
17.本发明又提供一种维持数据储存装置正常开机的方法，数据储存装置包括一控制器及一数据储存单元，控制器包括一韧体，数据储存单元包括一第一系统储存扇区及一第二系统储存扇区，第一系统储存扇区被控制器的韧体默认为一显示扇区且储存有一原始操作系统，第二系统储存扇区为数据储存单元的一预留空间、被控制器的韧体默认为一隐藏扇区且储存有一备用操作系统，控制器的韧体执行维持数据储存装置正常开机的方法之步骤包括：默认一开机指针指向第一系统储存扇区的一第一初始扇区地址以第一系统储存扇区的原始操作系统执行一开机流程；判断原始操作系统开机失败时以隐藏的第二系统储存扇区中的备用操作系统还原第一系统储存扇区中的原始操作系统；及以还原后的原始操作系统重新执行开机。
18.本发明又提供一种维持数据储存装置正常开机的方法，数据储存装置包括一控制器及一数据储存单元，控制器包括一韧体，数据储存单元包括一第一系统储存扇区及一第二系统储存扇区，第一系统储存扇区储存有一原始操作系统及包括有一第一起始扇区地址，第二系统储存扇区为数据储存单元的一第一预留空间、储存有一第一备用操作系统且包括有一第二起始扇区地址，第一系统储存扇区被控制器的韧体默认为一显示扇区，第二系统储存扇区被控制器的韧体默认为一隐藏扇区，控制器的韧体执行维持数据储存装置正常开机的方法之步骤包括：默认一开机指针指向第一系统储存扇区的一第一初始扇区地址以第一系统储存扇区中的原始操作系统执行一开机流程；判断原始操作系统开机失败时位移开机指针从第一起始扇区地址至第二起始扇区地址；将第一系统储存扇区从显示扇区转换为隐藏扇区且将第二系统储存扇区从隐藏扇区转换为显示扇区；读取第二系统储存扇区的第二起始扇区地址中的一主机启动记录；及以第二系统储存扇区的第二起始扇区地址中的主机启动记录执行第一备用操作系统的开机流程。
19.本发明一实施例中，数据储存单元更包括有一第三系统储存扇区，第三系统储存扇区为数据储存单元的一第二预留空间、储存有一第二备用操作系统且被韧体默认为隐藏扇区，当第一备用操作系统完成开机且进行运作时，控制器的韧体执行方法的步骤更包括：利用隐藏的第三系统储存扇区中的第二备用操作系统还原第一系统储存扇区中的原始操
作系统。
附图说明
20.图1为本发明数据储存装置的结构示意图。
21.图2为本发明数据储存装置之数据储存单元一实施例的扇区示意图。
22.图3为本发明数据储存装置之数据储存单元又一实施例的扇区示意图。
23.图4为本发明数据储存装置之数据储存单元又一实施例的扇区示意图。
24.图5为本发明维持数据储存装置正常开机运作的方法一实施例的流程图。
25.图6为本发明维持数据储存装置正常开机运作的方法又一实施例的流程图。
26.附图标记说明：100-数据储存装置；11-控制器；111-韧体；1111-操作系统还原程序；1113-开机指针位移程序；13-数据储存单元；130-开机指针；131-第一系统储存扇区；1311-第一初始扇区地址；1312-主开机记录；132-原始操作系统；133-数据储存扇区；134-第一备用操作系统；135-第三系统储存扇区；136-第二备用操作系统；139-第二系统储存扇区；1391-第二初始扇区地址；1392-主开机记录；15-数据传输接口；150-触发命令；17-输入输出端口；171-按键。
具体实施方式
27.请参阅图1，为本发明数据储存装置的结构示意图，并配合参阅图2为本发明数据储存装置之数据储存单元一实施例的扇区示意图。如图1所示，本发明数据储存装置100亦可为一固态硬盘(solid state disk)，其设置于一电子装置中，如计算机、自动化设备，作为电子装置的一储存媒体。数据储存装置100包括一控制器11、一数据储存单元13、一数据传输接口15及一输入输出埠17。控制器11分别连接数据储存单元13、数据传输接口15及输入输出端口17。
28.控制器11包括一韧体111。数据储存单元13包括有复数个闪存，闪存形成有复数个数据扇区。如图2所示，数据储存单元13包括有一第一系统储存扇区131、一数据储存扇区133、一第二系统储存扇区139。第一系统储存扇区131储存一原始操作系统132，数据储存扇区133用以储存一般数据，而第二系统储存扇区139储存一第一备用操作系统134。
29.第一系统储存扇区131及数据储存扇区133分别被韧体111默认为一显示扇区。第二系统储存扇区139被韧体默认为一隐藏扇区，这隐藏扇区为一操作系统或bios无法透过逻辑区块地址检视到的物理储存空间，例如：第二系统储存扇区139为固态硬盘制造商所提供的一预留空间(over provisioning，op)。
30.此外，第一系统储存扇区131包括有一第一初始扇区地址1311。第一初始扇区地址1311的数据扇区记录有一主开机记录(master boot record；mbr)1312。在本发明中，控制器11的韧体111将一开机指标130默认指向第一系统储存扇区131的第一起始扇区地址1311，并以第一起始扇区地址1311作为一主开机扇区地址，例如：第零个逻辑区块地址(logical block addressing 0，lba 0)。
31.当电子装置电源启动时，根据开机指标130的指引，控制器11之韧体111进入数据储存单元13的第一系统储存扇区131，读取第一系统储存扇区131的第一初始扇区地址1311中的主开机记录1312，并以主开机记录1312执行原始操作系统132的开机流程。原始操作系
统132正常开机后，电子装置将以原始操作系统132执行运作。
32.控制器11之韧体111定义有一操作系统还原程序1111。若原始操作系统132发生故障而无法顺利开机，控制器11之韧体111将会执行操作系统还原程序1111，以从隐藏状态的第二系统储存扇区139中读取第一备用操作系统134，并以第一备用操作系统134还原第一系统储存扇区131中的原始操作系统132。当操作系统还原程序1111完成后，控制器11之韧体111再以还原后的原始操作系统132执行开机流程，并以还原后的原始操作系统132执行运作。
33.本发明控制器11的韧体111以一复制扇区数据的方式进行原始操作系统132的还原流程，将第二系统储存扇区133中所储存的第一备用操作系统134的数据复制至第一系统储存扇区131，以便还原原始操作系统132。于此，原始操作系统132的还原过程中，原始操作系统132的版本完全无需被解析及辨识。如此据以实施，采用微软windows操作系统或采用非微软windows操作系统(如linux、tinyos)的电子装置都能够轻易地执行操作系统的还原动作。
34.此外，在本发明中，第二系统储存扇区139为一不可被用户利用操作系统或bios操作的隐藏扇区，以避免第二系统储存扇区139中的第一备用操作系统134被窜改或被其他数据所覆盖。
35.请参阅图3，为本发明数据储存装置之数据储存单元又一实施例的扇区示意图，并配合参阅图1。如图1及图3所示，第二系统储存扇区139更包括一第二初始扇区地址1391，而第二初始扇区地址1391的数据扇区记录有另一主开机记录(mbr)1392。控制器11之韧体111更定义有一开机指针位移程序1113。
36.若原始操作系统132发生故障而无法顺利开机，控制器11之韧体111将会执行开机指针位移程序1113，以将开机指针130从第一系统储存扇区131的第一初始扇区地址1311移至第二系统储存扇区139的第二初始扇区地址1391，并设定第二初始扇区地址1391为主开机扇区地址(lba 0)。
37.当开机指针130从第一系统储存扇区131的第一初始扇区地址1311移至第二系统储存扇区139的第二初始扇区地址1391后，控制器11之韧体111将第一系统储存扇区131从显示扇区转换为隐藏扇区，而将第二系统储存扇区139从隐藏扇区转换为显示扇区，意即，第一系统储存扇区131转为不可被用户透过操作系统或bios操作的预留空间，第二系统储存扇区139转为一可正常存取的储存空间。接着，控制器11之韧体111读取第二系统储存扇区139的第二初始扇区地址1391中的主开机记录1392，并以主开机记录1392执行第一备用操作系统134的开机流程。第一备用操作系统134正常开机后，电子装置将以第一备用操作系统134执行运作。
38.于此，当原始操作系统132故障时，控制器11之韧体111透过开机指标130的位移，以将开机流程的执行从第一系统储存扇区131的原始操作系统132转变为第二系统储存扇区139的第一备用操作系统134，以便利用第一备用操作系统134来快速恢复电子装置的开机，进而使得电子装置能够藉由第一备用操作系统134继续运作。
39.请参阅图4，为本发明数据储存装置之数据储存单元又一实施例的扇区示意图，并配合参阅图1。相较于图3实施例的数据储存单元13，本实施例数据储存单元13进一步包括有一第三系统储存扇区135。同样地，第三系统储存扇区135如同于第二系统储存扇区139被
韧体设定为一隐藏扇区，其也为数据储存单元13的预留空间(op)，无法透过逻辑区块地址存取的扇区。并且，第三系统储存扇区135储存一第二备用操作系统136。
40.当原始操作系统132正常运作时，控制器11之韧体111根据开机指针130的指引进入数据储存单元13的第一系统储存扇区131，读取第一系统储存扇区131的第一初始扇区地址1311中的主开机记录1312，并以主开机记录1312执行原始操作系统132的开机流程。
41.当原始操作系统132发生故障而无法顺利开机时，控制器11之韧体111执行开机指针位移程序1113，将开机指针130从第一系统储存扇区131的第一初始扇区地址1311移至第二系统储存扇区139的第二初始扇区地址1391，设定第二初始扇区地址1391为主开机扇区地址(lba 0)。当开机指针130从第一系统储存扇区131的第一初始扇区地址1311移至第二系统储存扇区139的第二初始扇区地址1391后，控制器11之韧体111会将第一系统储存扇区131从显示扇区转换为隐藏扇区，而第二系统储存扇区139从隐藏扇区转换为显示扇区。接着，控制器11之韧体111读取第二系统储存扇区139的第二初始扇区地址1391中的主开机记录1392，并以主开机记录1392执行第一备用操作系统134的开机流程。当第一备用操作系统134已完成开机且正常运作时，控制器11之韧体111进一步执行操作系统还原程序1111，以从隐藏状态的第三系统储存扇区135中读取第二备用操作系统136，并以第二备用操作系统136还原第一系统储存扇区131的原始操作系统132。则，电子装置下一次启动时，控制器11之韧体111重新显示第一系统储存扇区131以及隐藏第二系统储存扇区139，再以还原后的原始操作系统132执行开机程序，并以还原后的原始操作系统132执行运作。
42.再度参阅图1，本发明一实施例中，能够以一软件触发方式命令控制器11的韧体111执行操作系统还原程序1111或开机指针位移程序1113。本发明数据储存装置100系设置在电子装置的内部中且透过数据传输接口15与电子装置的一主板电性连接。当主板上的一输入输出系统(bios)侦测出数据储存装置100的原始操作系统132损坏时，将发布一触发命令150。当控制器11的韧体111透过数据传输接口15接收到触发命令150后，将根据触发命令150执行操作系统还原程序1111或开机指针位移程序1113，以使数据储存装置10能够重新恢复正常的开机运作。
43.或者，本发明另一实施例中，能够以一硬件触发方式命令控制器11的韧体111执行操作系统还原程序1111或开机指针位移程序1113。输入输出端口17连接一按键171。当数据储存装置10的用户得知数据储存装置10的原始操作系统132损坏时，亦可按压按键171触发输入输出端口17，例如：输入输出埠17被触发时其准位为1。当控制器11的韧体111判断出输入输出埠17已被触发，执行操作系统还原程序1111或开机指针位移程序1113，以使数据储存装置100能够重新恢复正常的开机运作。
44.请参阅图5，为本发明维持数据储存装置正常开机运作的方法一实施例的流程图，并同时参阅图1及图2。数据储存装置100之数据储存单元13包括一第一系统储存扇区131、一数据储存扇区133及一第二系统储存扇区139。第一系统储存扇区131被控制器11的韧体111默认为一显示扇区，且储存一原始操作系统132。第二系统储存扇区139为一数据储存单元13的预留空间，其被控制器11的韧体111默认为一隐藏扇区，且储存一第一备用操作系统134。再者，第一系统储存扇区131包括有一第一初始扇区地址1311，第一初始扇区地址1311储存有一主机启动记录1312。
45.首先，步骤s31，控制器11的韧体111预设开机指针130指向第一系统储存扇区131
的第一初始扇区地址1311，且设定第一初始扇区地址1311为一主开机扇区地址。步骤s33，当电子装置启动时，控制器11的韧体111读取第一系统储存扇区131之第一初始扇区地址1311中的主开机记录1312，并以第一系统储存扇区131中的原始操作系统132执行开机流程。
46.步骤s35，若原始操作系统132开机成功，继续执行步骤s36，电子装置以原始操作系统132进行运作；若原始操作系统132开机失败，继续执行步骤s37，控制器11的韧体111执行一操作系统还原程序1111，以从隐藏状态的第二系统储存扇区139中读取第一备用操作系统134，利用第一备用操作系统134还原第一系统储存扇区131的原始操作系统132。最后，步骤s39，当电子装置下一次启动时，控制器11之韧体111再度以还原后的原始操作系统132执行开机流程，并以还原后的原始操作系统132进行运作。
47.请参阅图6，为本发明维持数据储存装置正常开机运作的方法又一实施例的流程图，并同时参阅图1及图3。首先，第6图实施例的步骤s31至步骤s36同于第5图实施例的步骤s31至步骤s36。再者，第二系统储存扇区139包括有一第二初始扇区地址1391，第二初始扇区地址1391储存有一主机启动记录1392。
48.步骤s35，若原始操作系统132开机失败，执行步骤s41，控制器11之韧体111执行一开机指针位移程序1113，以将开机指针130从第一系统储存扇区131的第一初始扇区地址1311移至第二系统储存扇区139的第二初始扇区地址1391，且设定第二初始扇区地址1391为主开机扇区地址。执行步骤s43，控制器11之韧体111将第一系统储存扇区131从显示扇区转换为隐藏扇区，而将第二系统储存扇区139从隐藏扇区转换为显示扇区。执行步骤s45，控制器11之韧体111读取第二系统储存扇区139之第二初始扇区地址1391中的主开机记录1392，并以第二系统储存扇区139中的第一备用操作系统134执行开机流程，而后电子装置以第一备用操作系统134执行运作。
49.另外，参阅第4图，本发明又一实施例中，本发明数据储存装置100之数据储存单元13进一步包括一第三系统储存扇区135。第三系统储存扇区135也为一数据储存单元13的预留空间，其被控制器11的韧体111默认为一隐藏扇区，且储存一第二备用操作系统136。
50.接续，步骤s47，在第一备用操作系统134的运作期间，控制器11的韧体111执行操作系统还原程序1111，读取隐藏状态的第三系统储存扇区135中的第二备用操作系统136，并以第二备用操作系统136还原第一系统储存扇区131的原始操作系统132。最后，步骤s49，当电子装置下一次启动时，控制器11之韧体111将第一系统储存扇区131从隐藏扇区转换为显示扇区，而将第二系统储存扇区139从显示扇区转换为隐藏扇区，再以还原后的原始操作系统132执行开机流程，并以还原后的原始操作系统132进行运作。
51.以上所述者，仅为本发明之一较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施之范围，即凡依本发明权利要求所述之形状、构造、特征及精神所为之均等变化与修饰，均应包括于本发明之权利要求内。