磁碟映像
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磁碟映像（英語：Disk image）是電腦領域中的一個電腦檔案，其包含一個磁碟卷或數據儲存裝置的內容和結構，包括但不限於硬碟、軟碟、磁帶、光碟、USB手指等。磁碟映像通常是按照原媒介的磁區級複製，從而完全複製儲存裝置檔案系統的結構和內容。根據磁碟映像的格式不同，一個映像可能表現為一個或多個電腦檔案。
磁碟映像的檔案格式可能是開放標準，例如用於光碟映像的ISO映像格式；但也可能是特定應用程式的專有標準。
因為磁碟映像包含整個磁碟的內容，所以它們通常體積龐大。部分磁碟映像工具可以辨識和忽略源媒介中未使用的空間的空間，或者壓縮映像內容以減少儲存所需空間。
歷史 編輯
磁碟映像最早（1960年代末）是用於大型電腦磁碟媒介的備份和磁碟克隆，小至5百萬位元組，大至330百萬位元組，拷貝媒介是磁帶，每卷可存入200百萬位元組。[1]磁碟映像在軟碟媒介開始流行時變得更加流行，複製與儲存精準的結構是必要和有用的，尤其是對存在複製保護的軟碟。
使用 編輯
磁碟映像在複製包括DVD、藍光等光學媒體時被大量使用，並也用於製作完美的硬碟克隆。
虛擬磁碟可以模擬任何類型的物理驅動器，例如硬碟、磁帶機、USB手指、軟碟、CD/DVD/BD/HD DVD、網絡共用等幾乎所有媒介；當然，因為它不是物理上存在的，這需要虛擬一個適合它的讀取裝置。虛擬裝置可以在記憶體（RAM）或硬碟上建立，在記憶體上建立可以獲得更高的讀寫速度，也稱記憶體盤。虛擬裝置的典型應用包括CD和DVD磁碟映像的掛載，以及掛載虛擬硬碟做到執行中磁碟加密（OTFE）。
包括Linux[2]和Mac OS X[3]等一些作業系統內建了虛擬裝置功能（例如[/dev/loop loop裝置]），而Microsoft Windows需要額外的軟件。Windows 8包含原生的虛擬裝置功能，其被稱為Hyper-V。[4]
典型的虛擬驅動器是唯讀的，會將現有的磁碟映像掛載為不可修改的虛擬驅動器。但也有一些軟件提供可以生成新磁碟映像的虛擬CD/DVD驅動器；此類虛擬驅動器有多個名稱，例如虛擬燒錄機（virtual burner）。
增強 編輯
在虛擬驅動器中使用磁碟映像可以使用戶轉移數據所用的儲存技術，例如將CD光碟的數據轉移到硬碟。這可以提供更快的速度、更低的噪聲（硬碟機通常比光驅快四五倍[5]、更安靜和不易磨損，固態硬碟還可以更加耐物理衝擊）。此外這樣可以降低功耗，因為將只需要一個裝置（硬碟）而不是兩個（硬碟+光驅）。
虛擬驅動器還可用作仿真一整台電腦（即虛擬機器） 。
軟件分發 編輯
隨着寬頻網絡的普及，CD和DVD映像已變為Linux分發的一個常見方式。[2]適用於Mac OS X的應用程式通常線上提供為一個蘋果磁碟映像，裡面包含着一個檔案系統，而該檔案系統中包含該應用程式、該應用程式的文件等檔案。部分商業軟件公司也會為客戶提供連線數據與可啟動恢復CD的鏡像。
磁碟映像也可能用於在公司網絡或可攜式媒介上分發軟件。有多種軟件用於將軟件分發到大量聯網的電腦，同時減少或消除對用戶的中斷。有些還可安排為僅在夜間更新，從而完全避免對工作期間的電腦造成干擾。這些技術減少了對終端使用者的影響，同時大幅減少了確保企業環境安全性所需的時間和人力成本。[6]同時也增加了效率，因為這減少了人工操作出錯的幾率。磁碟映像還可用於將軟件轉移到沒有相關物理裝置或介面的機器。
對於執行Mac OS X的電腦來說，磁碟映像是軟件下載中最常見的類型，通常使用網頁瀏覽器下載。這通常壓縮為蘋果磁碟映像（以.dmg為字尾）。它們通常被直接掛載而打開，而不需要一個真正的磁碟。與其他一些技術（例如ZIP和RAR壓縮檔案）相比，這不需要額外的磁碟空間儲存未被壓縮的數據。
面向Windows的軟件套件有時也會使用磁碟映像為形式，例如ISO映像。在Windows 7原生提供將磁碟映像掛載到檔案系統之前，有多款第三方軟件可提供此功能。參見磁碟映像軟件比較。
安全 編輯
諸如FreeOTFE和TrueCrypt等軟件會以提供虛擬硬碟作為即時加密（OTFE）方式，一個磁碟會以「加密」的映像為形式儲存在電腦上。在輸入正確的磁碟密碼後，磁碟映像會被掛載，並在電腦上呈現為一個新的可用卷。寫入虛擬驅動器的檔案會被寫入加密的映像，不會以明文方式儲存。
使一個電腦磁碟可用的過程被稱為「掛載」（mounting），移除它的過程可被稱為「解除掛載」或「解除安裝」；對加密的磁碟映像，上述用詞無區別。
虛擬化 編輯
硬碟映像可以被虛擬機器監視器解釋為一個系統的硬碟機。資訊科技管理員和軟件開發人員使用內建或第三方的工具以離線操作管理它們。在命名方面，特定的虛擬機器監視器都有特有的檔案類型副檔名，例如用於VMware VMDK的.vmdk、用於Xen和微軟Hyper-V的.vhd，以及用於Oracle VM VirtualBox的.vdi。
硬碟映像主要用在以下幾個應用領域：
原始磁碟可以對映以供虛擬機器使用，它可以用下列的兩種模式之一對映：
- 虛擬模式
- 對映的磁碟將呈現為客戶機作業系統的邏輯卷或虛擬磁碟檔案，並且隱藏其真實硬件特性。在此模式下，檔案鎖定機制將隔離並行更新從而保護數據；寫入操作將製成副本以允許快照。虛擬模式還提供跨儲存硬件的可移植性，因為它將虛擬磁碟檔案呈現為一致的行為。
- 物理模式
- 在這種模式下，虛擬機器監視器繞過I/O虛擬化層，並將所有I/O命令直接傳遞到裝置。底層硬件的所有物理特性都暴露給客戶機作業系統。沒有檔案鎖定機制提供數據保護。
系統備份 編輯
部分備份程式只備份用戶檔案。作業系統的啟動程式資訊和鎖定的檔案可能無法被正常備份。而磁碟映像會包含所有檔案，忠實地複製所有數據。就此原因，它也被用於備份CD和DVD。
快速部署克隆系統 編輯
舊款硬件模擬 編輯
目前為止，許多的作業系統已經基本不再支援舊的硬件，舊硬件在新的作業系統上有可能會發生無法辨識甚至是相容性也會受到極大影響，而此時利用磁碟映像並在虛擬機器或模擬器里安裝舊的作業系統便可以解決此類問題
傳統硬件仿真 編輯
仿真器經常使用磁碟映像來模擬被仿真電腦的軟碟機。這通常比訪問真正的軟碟機更容易編程（尤其是如果磁碟是主機作業系統不支援的格式），並且更易於較大軟件庫的管理。
規避複製保護 編輯
「迷你映像」是一種光碟映像檔案格式，它是為仿造出能繞過CD/DVD複製保護的磁碟內容。
相較於原始光碟的完整大小和內容，迷你映像很小巧，一般只有幾KB，僅包含繞過光碟檢查的必要資訊。因此，迷你映像是一種免光碟破解形式，用於無授權或合法副本的遊戲。迷你映像不包含常見映像檔案那樣的實際數據，只有滿足光碟檢查的必需代碼。它不能向電腦程式提供CD或DVD提供的，例如遊戲數據或影片檔。
建立 編輯
建立磁碟映像可以使用一個合適的程式完成。不同的映像程式有着不同的功能，它們可能不同程度着重於硬碟（包括硬碟機備份、恢復和轉返）或光學媒體（CD/DVD/BD）的映像。
「虛擬光驅軟件」是一種可以模擬電腦上存在光碟的軟件。它的作用不寫入數據到實際的光碟，而是建立一個虛擬的光碟映像。[7][8]虛擬光驅軟件的建立是在系統上呈現為一個可以寫入的光碟機（這不同於建立虛擬磁碟映像的光碟製作程式），從而允許燒錄光碟的軟件來建立虛擬光碟。[9]
檔案格式 編輯
在大多數情況下，一種檔案格式會捆綁到特定軟件。軟件本身經常會定義和使用自己專屬的映像格式。但也有某些格式已按開放標準廣泛支援，幾乎所有光學媒體軟件都會支援這些格式。
實用工具 編輯
RawWrite和WinImage是適用於MS-DOS和Microsoft Windows的軟碟映像建立工具。它們可以建立軟碟，的原始映像檔案，以及將這種映像檔案的內容寫入一個軟碟。
在Unix和類似系統中，dd程式可以用來建立磁碟映像及將映像內容寫入到特定磁碟，並還可以掛載到[/dev/loop loop裝置]並訪問它們的塊。
Apple Disk Copy在Mac OS系統上可以建立和寫入磁碟映像檔案。
諸如Nero Burning ROM等軟件可以生成和載入光碟的映像檔案。
參見 編輯
參考資料 編輯
- ^ IBM Mainframe Operating Systems (PDF). [2014-06-17]. （原始內容 (PDF)存檔於2014-07-01）.
- ^ 2.0 2.1 Linux ISO Images. LinuxHelp.net. [2007-03-23]. （原始內容存檔於2017-08-22）. 參照錯誤：帶有name屬性「linuxhelp」的
<ref>標籤用不同內容定義了多次 - ^ Although OS X's built-in DiskImageMounter software does not emulate a physical drive
- ^ Accessing data in ISO and VHD files. Building Windows 8 (TechNet Blogs). Microsoft. 30 August 2011 [27 April 2012]. （原始內容存檔於2015-11-06）.
- ^ pcguide.com - Access Time. [2017-04-14]. （原始內容存檔於2019-01-10）.
- ^ Software Distribution. Dell KACE. [2015-10-01]. （原始內容存檔於2015-10-03）.
- ^ Phantom Burner Overview. Phantombility, Inc. [19 July 2011]. （原始內容存檔於2011年8月19日）.
- ^ Virtual CD - The original for your PC. Virtual CD website. H+H Software GmbH. [19 July 2011]. （原始內容存檔於2017-12-01）.
- ^ Virtual CD/DVD-Writer Device. SourceForge. Geeknet, Inc. [19 July 2011]. （原始內容存檔於2011-02-17）.