Технологическая карта занятия: Утилиты обслуживания дисков

Официальная тема (§2.2 с.8 программы): Раздел 3. Практическая работа №3. Утилиты обслуживания жестких магнитных дисков и оптических дисков

Академическая нагрузка: 2 академических часа (основной регламент — 90 минут, сокращенный регламент — ровно 60 минут).

1. Основной регламент — 90 минут (сумма этапов строго 90 мин: 5 + 25 + 10 + 40 + 6 + 4 = 90)

Этап и время Содержание этапа Деятельность преподавателя Деятельность студентов
1. Организационный этап и актуализация
5 мин		 Входной контроль, постановка практической инженерной проблемы отказа дисков. Приветствует студентов, фиксирует присутствующих. Формулирует проблемный кейс: «Сервер базы данных стал выдавать задержки I/O. Инженер запустил проверку диска CHKDSK /F /R, после чего накопитель перестал определяться в BIOS. В чем была роковая ошибка?» Включаются в обсуждение, выдвигают гипотезы о природе сбоя (запил пластины, добивание сбойных секторов принудительной записью, перегрев контроллера).
2. Теоретический базис и инструктаж
25 мин		 Разбор архитектуры накопителей: механика HDD, каналы Flash SSD, шина NVMe, телеметрия S.M.A.R.T. и оптические носители. Демонстрирует слайды интерактивной презентации. Раскрывает механику полета головки HDD (3–10 нм зазор), разницу 512e и 4Kn, протокол NVMe over PCIe vs SATA AHCI, физический смысл атрибутов 05, 0A, C5, C6 (HDD) и Available Spare/Media Errors (NVMe), оптику CD/DVD/BD и ошибки PIE/PIF/POF. Слушают объяснение, анализируют схемы накопителей, конспектируют формулы расчета остаточного ресурса TBW и таблицу критических порогов S.M.A.R.T.
3. Демонстрационный практикум
10 мин		 Показ интерфейсов диагностических утилит (smartctl, Victoria, CrystalDiskInfo) и алгоритма ddrescue. Демонстрирует опрос накопителя консольной утилитой smartctl -a, поясняет перевод значений столбца RAW из HEX в DEC. Показывает карту задержек секторов в Victoria (<5мс, <20мс, <200мс, бэды). Демонстрирует запуск трехфазного неразрушающего клонирования через GNU ddrescue. Следят за эталонным выполнением операций, фиксируют ключевые диагностические ключи CLI (smartctl -x, ddrescue -d -b 4096 -n) и градации задержек блоков.
4. Самостоятельная практическая работа
40 мин		 Выполнение индивидуального диагностического протокола в zanyatie.html по 4 профильным вариантам. Организует работу студентов с интерактивным рабочим листом. Консультирует по сложным инженерным расчетам (перевод RAW HEX в DEC, расчет остатка TBW, анализ графиков задержек секторов). Контролирует соблюдение принципа неразрушающей диагностики. Выбирают назначенный вариант (предаварийный HDD, износ NVMe SSD, механика шпинделя, архивный DVD/BD-диск). Заполняют диагностические поля, производят расчеты, формируют обоснованный инженерный протокол и рекомендации. Сохраняют работу.
5. Защита протоколов и экспресс-контроль
6 мин		 Фронтальный анализ выводов студентов, разбор типовых ошибок интерпретации телеметрии. Проводит опрос: «Почему при C5 > 0 запрещен запуск Remap/Erase?», «Что означает падение Available Spare ниже 10% у NVMe?», «Как отличить дефект кабеля SATA от деградации пластины HDD?». Разбирает спорные решения вариантов. Отвечают на контрольные вопросы, аргументируют выбранную стратегию спасения данных (посекторный клон vs замена кабеля vs утилизация), вносят корректировки в протоколы.
6. Подведение итогов и инструктаж
4 мин		 Фиксация результатов в localStorage/PDF, методическое завершение занятия. Подводит итоги практической работы. Дает обратную связь по качеству заполнения протоколов. Инструктирует о порядке экспорта листа в PDF и условиях выдачи резервного дистанционного домашнего задания. Экспортируют заполненные протоколы в PDF, сохраняют данные в localStorage браузера, фиксируют полученные рекомендации преподавателя.

2. Сокращенный регламент — 60 минут (сумма этапов строго 60 мин: 3 + 18 + 7 + 26 + 4 + 2 = 60)

Этап и время Содержание этапа Деятельность преподавателя Деятельность студентов
1. Вводно-мотивационный этап
3 мин		 Постановка целей экспресс-диагностики накопителей. Приветствует группу, фиксирует явку. Озвучивает задачу: освоить алгоритм неразрушающего аудита дисков и правильного чтения телеметрии SMART. Настраиваются на интенсивную работу, открывают рабочий лист zanyatie.html.
2. Сжатый теоретический базис
18 мин		 Концентрированный разбор критических атрибутов SMART и износа SSD. В быстром темпе излагает ключевые маркеры отказа: разницу между 05 (Reallocated) и C5 (Pending), атрибут 0A (Spin Retry), логику Available Spare и Media Errors в NVMe. Оптику дает кратко в контексте архивного хранения. Фиксируют ключевые критические пороги отказа носителей в конспектах.
3. Экспресс-демонстрация утилит
7 мин		 Чтение отчета smartctl и карты задержек секторов Victoria. Показывает на проекторе чтение RAW атрибутов в smartctl и расшифровку карты секторов LBA с медленными блоками (>200 мс). Озвучивает команду посекторного копирования ddrescue. Следят за экраном, сопоставляют задержки доступа с физическим состоянием пластин/флеш-ячеек.
4. Практическая работа по протоколу
26 мин		 Индивидуальное заполнение одного обязательного варианта в zanyatie.html. Контролирует индивидуальное выполнение диагностического протокола. Оказывает адресную точечную помощь по интерпретации параметров. Заполняют протокол назначенного варианта, выполняют расчеты, формулируют шаги по безопасности данных и сохраняют результат.
5. Экспресс-проверка и опрос
4 мин		 Выборочный контроль заполнения итоговых рекомендаций. Опрашивает 2–3 студентов по ключевым выводам протоколов (порог списания диска, запрет chkdsk). Формулируют краткие ответы, демонстрируют обоснованность выводов.
6. Завершение и экспорт
2 мин		 Сохранение протокола и подведение итогов. Напоминает о печати/экспорте в PDF, сообщает статус резервного домашнего задания. Экспортируют отчет в PDF, сохраняют данные в браузере.

3. Материально-техническое и программное обеспечение занятия