Безопасное извлечение USB-устройств. Почему и зачем?

Когда вышла из строя USB-флешка, как минимум в половине случаев это связано с тем, что она не была извлечена из компьютера корректно. Почему так происходит? Давайте разберемся.

USB и Plug-and-Play

Один из неоспоримых плюсов USB — легкость его монтирования в операционную систему. Принцип Plug-and-Play (вставил и работай) реализован давно, и для разных устройств, но все же наиболее полно он оказался открыт для USB-устройств. Подключая к компьютеру USB-флешку, смартфон, камеру, мышку или любое другое устройство с этим интерфейсом, мы получаем это устройство работающим практически незамедлительно после подключения. Поддержка устройств USB давно стала общемировым стандартом практически для всех операционных систем.

Современный внешний твердотельный накопитель на базе шины USB 3.1 (тип коннектора USB-C)

Не многие помнят, как это было в Windows 95, Windows 98 и других операционных системах того времени. Для того, чтобы подключить USB-флешку, требовалось сначала установить ее драйвер: или с дискеты, или с CD-ROM. Только после установки драйвера флешка начинала распознаваться в системе и с ней можно было работать. Соответственно, для того, чтобы перенести данные с одного компьютера на другой на этой самой флешке, требовалось нести с собой и диск с драйверами — в противном случае перенос был невозможен.

Скорости USB. Быстрее, выше, сильнее!

Надо ли говорить о том, что скорость работы первых устройств USB, ограниченная интерфейсом USB первого поколения, была весьма и весьма скромной?

Настоящий прорыв наступил с разработкой стандарта USB 2.0 в 2000 году и последовавшим за ним выходом в 2001 году Windows XP. Эта операционная система уже широко поддерживала огромный спектр USB-устройств, для их использования уже не требовалось установки каких-то особых драйверов (лишь в редких случаях, для устройств, для которых Windows XP не имел встроенного драйвера: некоторые сканеры, принтеры и т.п.; устройства хранения информации на базе интерфейса USB требовали установки особого драйвера крайне редко). Стандарт USB 2.0 обеспечивал неплохую скорость, и шина из Useless Serial Bus (бесполезная последовательная шина; так USB в шутку называли на заре его возникновения, поскольку устройств с его поддержкой было очень мало) революционными темпами превратилась в Universal Serial Bus (универсальная последовательная шина).

Однако скоростей USB 2.0 очень быстро перестало хватать, и разработчики стандарта предложили USB 3.0 — стандарт, скорости которого были максимально приближены к SATA. За короткое время были разработаны три стандарта: 3.0, 3.1 и 3.2; в итоге производители решили, что для третьего поколения USB стандартов как-то многовато, и объединили их все под крылом USB 3.2.

В настоящее время устройства с интерфейсом 3.2 позволяют, например, копировать огромные объемы информации за короткое время. При соблюдении некоторых условий реальная скорость работы внешнего твердотельного диска на шине USB 3.2 будет больше, чем скорость работы внутреннего жесткого диска на интерфейсе SATA.

Безопасное извлечение USB-устройства. Как это работает?

Ну а теперь можно поговорить и о том, о чем, собственно, написана эта статья. Что такое безопасное извлечение USB-устройства?

Впервые эта функция появилась в операционной системе Windows XP, и была реализована на уровне драйверов системы. Конкретно за безопасное извлечение устройств в Windows отвечает драйвер hotplug.dll.

Меню безопасного извлечения устройств в трее Windows 8.1

Для того, чтобы безопасно извлечь USB-устройство, нужно перевести указатель мышки в область системного трея, где выбрать соответствующий значок (см. скриншот выше). После этого нажать на него, подождать, пока система оповестит о возможности безопасного извлечения, и уже после этого извлекать устройство.

При активации безопасного извлечения устройства происходят следующие акции:

  1. Если в очереди записи/чтения на устройство имелись задачи, им ставится наивысший приоритет и производится их выполнение и финализация.
  2. Производится очистка системных областей буферной памяти, имеющих отношение к отключаемому устройству.
  3. Закрываются окна, имеющие отношение к отключаемому устройству (работает не во всех версиях операционных систем).
  4. Производится отмена любых операций внутренней активности устройства с их завершением.
  5. Отключается питание с порта USB, где будет извлекаться устройство, или этот порт переводится в режим ожидания.

Почему так важно безопасно извлекать устройство?

Давайте теперь представим, как будет работать USB-устройство, если мы не используем безопасное извлечение и выдергиваем это устройство, что называется, на живую.

Начнем с того, что устройство вполне может не содержать тех данных, которые вы на него отправили. Я уже показывал то, как работает отложенная запись Windows (ниже привожу это видео еще раз).

Другими словами, то, что вы отправили на устройство какие-то файлы, при небезопасном извлечении устройства вовсе не гарантирует того, что эти файлы будут на вашей флешке.

Это первая опасность.

Вторая опасность заключается в том, что при небезопасном извлечении устройства оно может выйти из строя. Небольшой перекос при извлечении, неравномерность движения в разъеме, слишком сильный нажим и т.п. — могут привести к тому, что произойдет электрическое повреждение устройства (а при небезопасном извлечении оно в разъеме находится под током). После этого устройство остается или ремонтировать, или (в случае невозможности ремонта) восстанавливать более радикальными методами, связанными с выпаиванием NAND-микросхем.

Третья опасность — возможный выход из строя микропрограммы устройства. Любой USB-накопитель, кроме микросхем, в которых хранятся данные (NAND-микросхемы), имеет контроллер. Этим контроллером и управляется устройство. Для функционирования устройства имеется микропрограмма, одной из важных частей которой является трянслятор.

Транслятор — это часть микропрограммы, которая соединяет физиескую адресацию пространства внутри флешки с логической адресацией пространства для операционной системы. Грубо говоря, физические адреса секторов переводятся в LBA, понятные операционной системе. При этом физически первый сектор для Windows во флешке может быть где-то в середине или в конце (совпадение физической и логической адресаций нынче скорее исключение, чем правило).

Так вот, во включенном состоянии флешка довольно часто совершает операции по оптимизации своего адресного пространства, производя соответствующие изменения в микропрограмме. Если в момент начала записи каких-то критических данных флешку выдернуть из компьютера, то эти данные записаны не будут. При следующем включении микропрограмма начнет искать эти данные, не сможет их найти и, как следствие, остановит работу. Устройство попадет в состояние «ошибка». Вывод из ошибки USB-устройств возможен далеко не всегда, для восстановления данных могут потребоваться довольно дорогостоящие процедуры.

Ну и еще одна опасность (четвертая) — это возможный выход из строя внешних жестких дисков, подключаемых через USB. Внешние жесткие диски получают питание через USB, и, соответственно, при внезапном обесточивании (то есть небезопасном извлечении) могут не успеть запарковать головки. При этом головки останутся на поверхности, упадут на нее, что неизбежно приведет к повреждению и головок, и поверхностей — а значит, к потере данных. Извлечение данных с USB-дисков с заклинившими на поверхности головками часто является весьма нетривиальной задачей.

Пятая опасность — выход из строя самого разъема USB. Это возможно по тем же причинам, которые характерны для второй опасности.

Как обычно. Пара практических советов в конце =)

Первый и самый главный совет — не забывайте о безопасном извлечении устройств. Даже если вы очень спешите — поверьте, лишние 20 — 30 секунд, потраченные на эту несложную операцию, могут уберечь вас от значительно больших затрат времени, к которым может привести потеря данных.

Второй совет. Извлекая устройство, старайтесь не перекашивать его, ведь после активации протокола безопасного извлечения часто USB-порт находится в режиме ожидания, и при перекосе может случиться так, что флешка потеряет контакт с портом и потом восстановит его; для системы это будет сигналом того, что в порт попало новое устройство, и система начнет процедуру его определения и использования. А вы при этом устройство уже извлекаете. Системные или аппаратные ошибки при этом весьма вероятны.

Поделитесь и поставьте лайк, если Вам понравилось:

Недорогой внешний твердотельный диск своими руками

Часто спрашивают, что делать, если информацию хранить и перемещать надо, а внешние жесткие диски использовать страшно (уронил — и все, прощайте данные). Чтож, сейчас проблем никаких нет: можно купить или собрать внешний твердотельный диск. Как мы уже писали ранее, одно из достоинств твердотельных дисков (SSD) — это их хорошая устойчивость к физическим воздействиям, в том числе — ударам и вибрациям.

Самый простой способ — пойти в магазин и купить внешний SSD. Однако такое устройство будет заведомо дороже того, что можно собрать самому — при этом функционал собранного самостоятельно внешнего SSD от магазинного отличаться не будет. Скажу больше — вы можете собрать внешний SSD с гораздо более выгодными параметрами, в том числе — и внешними. Вы можете выбрать тип и цвет корпуса, тип SSD, который будет установлен внутрь, тип соединения (интерфейс) и т.п.

Потребуется подобрать три вещи. SSD, корпус для него и кабель (обычно он входит в состав корпуса, но бывает всякое).

Начнем с SSD. Я советую выбирать накопители с интерфейсом M.2, просто потому, что они быстрее и дешевле. К тому же, они меньше стандартных 2.5′ SSD физически, и корпуса для них также меньше. Наиболее оптимальный объем SSD M.2 на текущий момент — 500 (512) Гбайт. Такие диски имеют наиболее выгодную стоимость. Например, SSD ADATA SX6000LNP будет стоить в Бишкеке на момент написания этой статьи всего 60 долларов США.

На Aliexpress такой диск будет стоить немного дешевле — например, SSD Netac N930E Pro 512 GB стоит на момент написания статьи около 55 долларов США.

Теперь будем выбирать корпус для внешнего SSD. Делать это можно в ближайшем компьютерном магазине или, что намного лучше — в интернет-магазине с хорошим выбором. Например, я пользуюсь Aliexpress. По запросу SSD M.2 external enclosure вы получите сотни товаров, среди которых можно не спеша выбрать то, что вам понравится по форме, цвету, интерфейсу и т.п.

После выбора корпуса обратите внимание на тип кабеля и наличие его в комплекте. Обычно корпус внешнего SSD комплектуется необходимым кабелем, но это может быть и не так. Если кабеля нет, докупите его — в любом компьютерном или телефонном магазине имеется весь набор используемых в настоящее время USB-кабелей.

После того, как вы добыли корпус, SSD и кабель, приступаем к сборке. Это абсолютно легкая процедура, одинаковая практически для всех внешний SSD с разъемом М.2.

1. Подготавливаем USB-коробку для SSD-диска.

Data Recovery Bishkek | Восстановление информации в Кыргызстане

2. Разбираем USB-коробку, достаем из нее электронную плату, на которую будет установлен SSD.

Восстановление информации в Кыргызстане | Data Recovery in Kyrgyzstan

3. Устанавливаем SSD на печатную плату и закрепляем его на ней специальным шурупом (входит в комплект поставки USB-коробки).

Восстановление информации в Кыргызстане | Data Recovery in Kyrgyzstan

4. Помещаем плату с установленным SSD в корпус.

Восстановление информации в Кыргызстане | Data Recovery in Kyrgyzstan

5. Закручиваем крепежные шурупы, вставляем интерфейсный кабель, подключаем SSD к компьютеру и наслаждаемся нашим устройством.

Восстановление информации в Кыргызстане | Data Recovery in Kyrgyzstan

Поделитесь и поставьте лайк, если Вам понравилось:

2020. Первые заказы

Восстановление информации в Бишкеке | Bishkek Data Recovery

Еще даже не закончилась праздничная неделя нового года, а нам уже пришлось восстанавливать информацию. Да, приходится работать даже в выходные и праздники. Как сказал бы Мандалорец, «таков путь».

В первые дни 2020 к нам обратились со следующими устройствами: 3 жестких диска, две флешки и один iPhone. Расскажу кратко о каждом.

Первый жесткий диск привезли из города Ош — информация нужна была быстро, так как без нее встала работа целой организации. Пришлось подсуетиться и между тостами за праздничным столом (диск приехал 31 декабря еще прошлого года) произвести замену блока магнитных головок и вычитывание диска. Работу удалось выполнить в стахановском режиме всего за сутки, ровно в новогодние праздники: 31 декабря 2019 и 1 января 2020.

Второй жесткий диск — ноутбучная Toshiba. Ноутбук упал во время работы, и диску хорошо досталось. Восстановление данных оказалось возможным, хотя также, как и в первом случае, потребовало хирургии: замена блока магнитных головок.

Третий диск, хвала богам, физически не пострадал. Это оказалась также, как и в предыдущем случае, ноутбучная Toshiba, доставшаяся ее текущему владельцу по наследству от умершего родственника. Требовалось выяснить, какие файлы были удалены после того, как владелец компьютера отошел в мир иной, когда это было сделано, и по возможности восстановить эти файлы. Работа не простая, но вполне выполнимая.

Теперь об iPhone. Очень интересный случай. Аппарат абсолютно исправен, но при обновлении не смог обновиться и выдал соответствующую ошибку. Владелец запаниковал и побежал в ЦУМ, где ему произвели самый простой и доступный в этом случае тип сервиса: обновление прошивки через компьютер («восстановление»). Но поскольку первоначально обновление закончилось ошибкой, ЦУМовский «специалист» просто стер аппарат и перепрошил его как новый. Естественно, все данные при этом были утеряны безвозвратно. Пришлось восстанавливать аппарат из резервной копии, которая была создана программой iTunes на компьютере пользователя перед тем, как он начал обновлять свой iPhone. Почему он сам не восстановил телефон из резерва? Выше я написал — он запаниковал, и напрочь забыл о том, что у него есть эта резервная копия =).

Первая флешка в Новом году оказалась 32 Гб монолитом производства HIKVISION. Увы, монолит оказался абсолютно мертв, и без распайки или разводки его на Spider Board восстановление данных с него невозможно. Заказчик забрал флешку до лучших времен — восстановление с нее информации — дело не из дешевых, так как и производитель еще малоизвестен (а значит, пинаут монолита придется выяснять опытным путем), и само исполнение (монолит) требует использования дорогостоящего оборудования.

Вторая флешка 2020 оказалась попроще: microSD с удаленными файлами. Их удалось восстановить почти все.

Поздравляем вас с наступившим Новым годом и желаем не терять ваши данные!

Поделитесь и поставьте лайк, если Вам понравилось:


Мы принимаем к оплате | We accept payments


Мы стажировались и работали в странах | We worked or practiced in following countries

Facebook560
126
YouTube12
Instagram0