Warum wird nicht empfohlen, einen Computer „brutal“ herunterzufahren (Netzschalter)? [Duplikat]

Es ist mittlerweile allgemein bekannt, dass ein Computer nicht über den Netzschalter heruntergefahren werden darf. Aber warum ist das genau so? Ist es ein Mythos, der von früheren Architekturen herrührt?

Soll nur verhindert werden, dass Daten beschädigt werden, die zum Zeitpunkt des Herunterfahrens geschrieben werden (Bonus: Wie können sie genau beschädigt werden?)? Ich bin mir ziemlich sicher, dass die Lesetipps von Festplatten beim Ausschalten nicht mehr auf der Festplatte abstürzen (oder ich hätte inzwischen keine Festplatten mehr).

Wenn ein Computer mit dem Netzschalter aus- und wieder eingeschaltet wird, nutzt er sich schneller ab oder wird in irgendeiner Weise beschädigt, und warum (nur Hardware)?

Es ist eine reine Software-Sache.

Wenn Sie auf einen Datenträger schreiben, wird dieser nicht direkt auf den Datenträger geschrieben, sondern in einen Cache verschoben und zu einem späteren Zeitpunkt auf den eigentlichen Datenträger kopiert. Entweder wenn der Cache voll ist und etwas mehr Platz benötigt wird, oder wenn der Computer nichts anderes Wichtiges tut, oder wenn er speziell dazu angewiesen wird.

Eine der letzten Operationen beim Herunterfahren ist das Leeren des Caches auf die Festplatte.

Wenn Sie das Gerät ausschalten, gehen die Daten in diesem Cache verloren. Infolgedessen können Ihre Daten beschädigt werden.

Ein weiteres wichtiges Ereignis beim Herunterfahren ist, dass alle laufenden Prozesse angewiesen werden, zu beenden. Anschließend werden alle geöffneten Dateien geschlossen und bereinigt.

Während des Bootvorgangs wird das Dateisystem Ihres Computers als "Dirty" gekennzeichnet. Während des Herunterfahrens werden alle Puffer auf der Festplatte gelöscht und die Daten auf der Festplatte stimmen mit denen des Betriebssystems überein. Die Festplatte wird anschließend als "sauber" markiert.

Beim nächsten Start wird das Flag überprüft. Wenn 'clean', bootet Ihr System, wenn 'dirty', wird das Dateisystem auf Vernunft überprüft. Das Durchsuchen des Dateisystems kann sehr lange dauern. Aus diesem Grund sollten Sie kein hartes Ausschalten durchführen. Das eigentliche Problem tritt auf, wenn der Scan des Dateisystems nicht behebbare Fehler auslöst. Dies bedeutet, dass Sie Daten verloren haben / beschädigt haben. Moderne Dateisysteme verwenden eine Technik namens "Journalling", um die Wahrscheinlichkeit nicht behebbarer Fehler zu minimieren.

Meiner Meinung nach könnte es die Hardware nicht weniger interessieren, wenn das Gerät hart abgeschaltet wird.

Ein moderner Computer verfügt über viele Ebenen der Zwischenspeicherung von Daten. Dies liegt daran, dass die meisten Speichergeräte mit größeren Paketen zum Lesen und Schreiben schneller sind. Das Betriebssystem speichert Schreibvorgänge für eine Weile im RAM. Dann werden sie vielleicht auf eine Festplatte geschickt. Hier werden sie zwischengespeichert, während sie darauf warten, dass die Festplattenköpfe den richtigen Sektor erreichen. Dann werden sie geschrieben. Daten können entlang dieser Kette verloren gehen, wenn ein System nicht ordnungsgemäß heruntergefahren wird.

Dies ist eigentlich sowohl ein Software- als auch ein Hardwareproblem.

Wie bereits in den anderen Antworten erwähnt, verwenden aktuelle Architekturen viele Caching-Mechanismen, um Prozesse zu beschleunigen. Bei einem Stromausfall verlieren Sie den Inhalt, der nicht auf den nichtflüchtigen Speicher geschrieben wurde, auch wenn Sie dachten, Sie hätten ihn in eine Datei geschrieben. Dies ist ein Datenverlust. Dies kann auch zu einer Beschädigung der Daten führen, da einige Dateisysteme nicht in derselben Reihenfolge wie die oben genannten Programme auf die Festplatte schreiben , um die E / A-Rate zu verbessern. Ich habe von einigen Leuten gehört, die in ext4 nicht in der richtigen Reihenfolge geschriebene Dateien deaktiviert haben, damit einige Mechanismen zur Verhinderung von Software-Dateibeschädigungen weiterhin funktionieren, während ext4-Entwickler sagen, dass ein solches Programm fsync verwenden sollte, um das Dateisystemverhalten sicherzustellen .

Es gibt auch Hardwareprobleme. Brutaler Stromausfall kann zu Überspannung oder Überstrom führen, hauptsächlich aufgrund des induktiven Verhaltens einiger elektrischer Komponenten, hauptsächlich Motoren. Gute Hardware sollte dennoch in der Lage sein, Folgeschäden zu vermeiden. Es ist etwas teurer, aber wenn Sie Computer mit einer einjährigen Garantie (auch optional) kaufen oder zumindest Kundenretouren abwickeln, ist es für den Hersteller günstiger, eine Flyback-Diode hinzuzufügen, als Kundenretouren abzuwickeln. Deshalb mache ich mir hier keine Sorgen, außer mit sehr billigen Netzteilen.

Es ist anzumerken, dass die heutigen Gründe zur Vermeidung einer brutalen Abschaltung sich von denen vor 30 Jahren unterscheiden. Vor 30 Jahren waren Dateisysteme für Stromausfälle sehr empfindlich, und Sie konnten das Dateisystem selbst beschädigen. Heute können Sie Dateien beschädigen, theoretisch jedoch nicht das gesamte Dateisystem. Wenn Sie High-End-Leistung auf dem neuesten Stand der Technik wünschen, wechseln Sie praktisch zu SSD. Solid-State-Laufwerke verwenden verwalteten Flash, normalerweise Multi-Level-Cells-NAND-Flash (dh Double-Level-Cells), manchmal Triple-Level-Cells. Mit diesen Technologien können Sie bei einem Stromausfall während des Schreibvorgangs die zu schreibende Seite beschädigen, aber auch eine oder zwei andere Seiten im selben Block. Auf Dateisystemebene kann eine Änderung einer Datei eine andere Datei oder sogar die Dateisystemdaten beschädigen. Durch verschleißausgleich, müllsammlung, Bei anderen Korrektur- und Verschiebungsmechanismen kann es zu Schreibvorgängen kommen, selbst wenn das Dateisystem keine Aktivität von der SSD erfordert (dies wird als Hintergrundoperation bezeichnet). Aus Sicht des Dateisystems sind daher Beschädigungen nicht vorhersehbar. Um solche Beschädigungen zu vermeiden, fügen einige SSD-Hersteller ihrer SSD Kondensatoren hinzu, um den laufenden Betrieb des Blitzgeräts zu beenden, wenn ein Stromausfall festgestellt wird (dies erfordert eine Stromversorgung von ca. 10 ms). SD-Karten und USB-Sticks unterliegen denselben Einschränkungen, können jedoch keine solchen Kondensatoren aufweisen. Einige SSD-Hersteller fügen ihrer SSD Kondensatoren hinzu, um den laufenden Blitzbetrieb zu beenden, wenn ein Stromausfall festgestellt wird (dies erfordert eine Stromversorgung von ca. 10 ms). SD-Karten und USB-Sticks unterliegen denselben Einschränkungen, können jedoch keine solchen Kondensatoren aufweisen. Einige SSD-Hersteller fügen ihrer SSD Kondensatoren hinzu, um den laufenden Blitzbetrieb zu beenden, wenn ein Stromausfall festgestellt wird (dies erfordert eine Stromversorgung von ca. 10 ms). SD-Karten und USB-Sticks unterliegen denselben Einschränkungen, können jedoch keine solchen Kondensatoren aufweisen.

Kurz gesagt, eine gut konzipierte Hardware ist im Allgemeinen stromausfallsicher, jedoch teurer. Software ist die meiste Zeit stromausfallsicher, aber manchmal können Annahmen durch die Entwicklung anderer Software gebrochen werden. Jeder Versuch, ein billigeres Design herzustellen oder das Design zu miniaturisieren, kann die Fähigkeit, den Design-Leistungsverlustnachweis zu erbringen, verringern. Es ist auch schwer zu sagen, ob Ihr Computer einem brutalen Stromausfall immer standhält.

Elektrische Schalter versorgen die Stromversorgung mit Transienten. (Transienten sind extrem hohe Spannungen, extrem schmale Breiten. Tatsächlich sind sie nach meiner vierjährigen Ausbildung an der Elektronikhochschule definiert als unendliche Spannungen mit unendlich schmaler Breite.) Wenn nicht genügend Filter vorhanden sind, können diese Spannungsspitzen die Elektronik beschädigen. Mechanische Schalter neigen auch zum Klingeln. Das Klingeln ist eine Schwingung auf der Stromleitung, die ähnliche Probleme verursachen kann.

Obwohl viele der obigen Antworten in Bezug auf Software korrekt sind, muss auch elektronische Hardware berücksichtigt werden.

Es sind nicht nur Computer! Das Abziehen eines USB-Geräts, z. B. eines Flash-Laufwerks, ohne die Sequenz "Sicher entfernen" auszuführen, kann den gleichen Effekt wie bei einigen PCs haben, d. H., Der Schreibabschnitt der Sequenz ist möglicherweise nicht vollständig und der Flash-Inhalt ist möglicherweise beschädigt.

Eine Antwort, die fehlt, aber immer noch aktuell ist, lautet: Ein Computer kann die Elektronik beschädigen, wenn er zwangsweise heruntergefahren wird (z. B. durch Entfernen des Netzkabels oder ähnliches). (Dies gilt nicht für den Netzschalter, da es sich um einen "sicheren" Stromzyklus handelt, der die Elektronik nicht schädigt, nur nicht so gut für einen stabilen Festplattenzustand ist oder zu Datenverlust führen kann, wie oben bereits beantwortet).

Der plötzliche Spannungsanstieg, der auftreten kann, wenn die Stromversorgung gewaltsam unterbrochen wird (man denke an "Spitzen"), kann in seltenen Fällen die Durchschlagspannung der Filtergrenzen / ICs überschreiten. Geschieht dies im CMOS oder einem anderen Speicher, kann dies die "Zelle" dauerhaft beschädigen oder die Daten in der "Zelle" beschädigen. Es ist heutzutage eine seltene Sache und die meisten Systeme haben Gegenmaßnahmen (die fehlschlagen können).

Diese Situation gilt insbesondere, wenn Motoren verwendet werden (wie für ein Festplattenlaufwerk). Da der Spin-Down manchmal eine Spitze auf einer seiner Linien verursachen kann (+ 12, + 5, -5,0). Dies muss nicht unbedingt die Stromleitung des Motors selbst sein (aufgrund von "Ghosting").

Signale unter 5 Volt tun dies selten, da die meisten ICs für den Betrieb mit 5-Volt-Signalen ausgelegt sind, obwohl es Prozessoren gibt, die 3,3 V als maximale Spannung verwenden. Meistens sind sie dort noch genauso abgeschirmt wie die 5 V.

@samuel, ja das bin ich. Die Betriebsspannung gibt jedoch an, welche Art von Induktionsspitze Sie "erwarten" können (entweder die Isolatoren / die Schutzwirkung dafür oder die Menge davon).