Degradación de datos

La degradación de los datos es la corrupción gradual de los datos de la computadora debido a la acumulación de fallas no críticas en un dispositivo de almacenamiento de datos . El fenómeno también se conoce como descomposición de datos , descomposición de datos o descomposición de bits .

Ejemplo visual

A continuación se muestran varias imágenes digitales que ilustran la degradación de los datos, todas compuestas por 326,272 bits. La foto original se muestra a la izquierda. En la siguiente imagen a la derecha, se cambió un solo bit de 0 a 1. En las siguientes dos imágenes, se voltearon dos y tres bits. En los sistemas Linux , la diferencia binaria entre archivos se puede revelar usando un cmpcomando (por ejemplo cmp -b bitrot-original.jpg bitrot-1bit-changed.jpg).

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  0 bits volteados

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  1 bit volteado

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  2 bits volteados

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  3 bits volteados

En RAM

La degradación de los datos en la memoria dinámica de acceso aleatorio (DRAM) puede ocurrir cuando la carga eléctrica de un bit en la DRAM se dispersa, posiblemente alterando el código del programa o los datos almacenados. La DRAM puede verse alterada por rayos cósmicos ^[1] u otras partículas de alta energía. Esta degradación de datos se conoce como error leve . ^{[2] La} memoria ECC se puede utilizar para mitigar este tipo de degradación de datos. ^{[ cita requerida ]}

En almacenamiento

La degradación de los datos es el resultado de la degradación gradual de los medios de almacenamiento a lo largo de los años o más. Las causas varían según el medio:

• Los medios de estado sólido , como las EPROM , la memoria flash y otras unidades de estado sólido , almacenan datos mediante cargas eléctricas, que pueden filtrarse lentamente debido a un aislamiento imperfecto. El chip en sí no se ve afectado por esto, por lo que reprogramarlo aproximadamente una vez por década evita la descomposición. Se requiere una copia intacta de los datos maestros para la reprogramación.
• Los medios magnéticos , como las unidades de disco duro , los disquetes y las cintas magnéticas , pueden experimentar un deterioro de los datos a medida que los bits pierden su orientación magnética. La actualización periódica reescribiendo los datos puede aliviar este problema. En condiciones cálidas / húmedas, estos medios, especialmente aquellos mal protegidos contra el aire ambiente, son propensos a la descomposición físicadel medio de almacenamiento. ^{[3] [4]}
• Los medios ópticos , como CD-R , DVD-R y BD-R , pueden experimentar un deterioro de los datos debido a la descomposición del medio de almacenamiento. Esto se puede mitigar almacenando los discos en un lugar oscuro, fresco y con poca humedad. Los discos de "calidad de archivo" están disponibles con una vida útil prolongada, pero aún no son permanentes. Sin embargo, el escaneo de la integridad de los datos que mide las tasas de varios tipos de errores puede predecir el deterioro de los datos en los medios ópticos mucho antes de que ocurra una pérdida de datos incorregible. ^[5]
• Los soportes de papel , como tarjetas perforadas y cinta perforada , pueden literalmente pudrirse . La cinta perforada de Mylar es otro enfoque que no depende de la estabilidad electromagnética.

Fallos de componentes y sistemas

La mayoría de los discos, controladores de disco y sistemas de nivel superior están sujetos a una pequeña posibilidad de fallas irrecuperables. Con capacidades de disco en constante crecimiento, tamaños de archivo y aumentos en la cantidad de datos almacenados en un disco, aumenta la probabilidad de que se produzca un deterioro de los datos y otras formas de corrupción de datos no corregidos y no detectados . ^[6]

Los controladores de disco de bajo nivel suelen emplear códigos de corrección de errores (ECC) para corregir datos erróneos. ^[7]

Se pueden emplear sistemas de software de alto nivel para mitigar el riesgo de tales fallas subyacentes aumentando la redundancia e implementando verificación de integridad, códigos de corrección de errores y algoritmos de autorreparación. ^[8] El sistema de archivos ZFS fue diseñado para abordar muchos de estos problemas de corrupción de datos. ^[9] El sistema de archivos Btrfs también incluye mecanismos de protección y recuperación de datos, ^{[10] al} igual que ReFS . ^[11]

Ver también

• Suma de comprobación
• Integridad de la base de datos
• Conservación de datos
• Preservación de datos
• Permanencia digital
• Preservación digital
• Pudrición del disco
• Detección y corrección de errores
• Podredumbre de enlaces
• Preservación de medios
• El formato de archivo RAR tiene recuperación opcional
• Formato de archivo de recuperación PAR2

Referencias

1. "La amenaza de neutrones invisibles | Revista de ciencia de seguridad nacional" . Laboratorio Nacional de Los Alamos . Consultado el 13 de marzo de 2020 .
2. O'Gorman, TJ; Ross, JM; Taber, AH; Ziegler, JF; Muhlfeld, HP; Montrose, CJ; Curtis, HW; Walsh, JL (enero de 1996). "Pruebas de campo para errores de software de rayos cósmicos en memorias de semiconductores". Revista de investigación y desarrollo de IBM . 40 (1): 41–50. doi : 10.1147 / rd.401.0041 .
3. Riss, Dan (julio de 1993). "Conservar O Gram (número 19/8) Preservación de medios magnéticos" (PDF) . nps.gov . Harpers Ferry, Virginia Occidental: Servicio de Parques Nacionales / Departamento del Interior (EE. UU.). pag. 2. La longevidad de los medios magnéticos se ve más seriamente afectada por los procesos que atacan la resina aglutinante. El ligante absorbe la humedad del aire y reacciona con la resina. El resultado es un residuo gomoso que puede depositarse en los cabezales de la cinta y hacer que las capas de cinta se peguen. La reacción con la humedad también puede provocar roturas en las largas cadenas moleculares del aglutinante. Esto debilita las propiedades físicas del aglutinante y puede resultar en una falta de adherencia al soporte. Estas reacciones se aceleran enormemente por la presencia de ácidos. Las fuentes típicas serían los gases contaminantes habituales en el aire, como el dióxido de azufre (SO2) y los óxidos nitrosos (NOx), que reaccionan con el aire húmedo para formar ácidos. Aunque los inhibidores de ácido suelen estar integrados en la capa aglutinante, con el tiempo pueden perder su eficacia.
4. "Conservación de los medios magnéticos" . Archivos Nacionales de Australia . Consultado el 3 de noviembre de 2020 . Las altas temperaturas, la humedad y las fluctuaciones pueden hacer que las capas magnética y base de un carrete de cinta se separen o que los bucles adyacentes se bloqueen entre sí. Las altas temperaturas también pueden debilitar la señal magnética y, en última instancia, desmagnetizar la capa magnética.
5. "Glosario de QPxTool" . qpxtool.sourceforge.io . QPxTool. 2008-08-01 . Consultado el 22 de julio de 2020 .
6. Gray, Jim; van Ingen, Catharine (diciembre de 2005). "Medidas empíricas de las tasas de falla y error de disco" (PDF) . Informe técnico de investigación de Microsoft MSR-TR-2005-166 . Consultado el 4 de marzo de 2013 .
7. "ECC y Spare Blocks ayudan a mantener los datos SSD de Kingston protegidos de errores" . Compañía de tecnología de Kingston . Consultado el 30 de marzo de 2021 .
8. Salter, Jim (15 de enero de 2014). "Bitrot y VACAS atómicas: dentro de los sistemas de archivos de" próxima generación "" . Ars Technica . Archivado desde el original el 6 de marzo de 2015 . Consultado el 15 de enero de 2014 .
9. Bonwick, Jeff. "ZFS: la última palabra en sistemas de archivos" (PDF) . Asociación de la industria de redes de almacenamiento (SNIA). Archivado desde el original (PDF) el 21 de septiembre de 2013 . Consultado el 4 de marzo de 2013 .
10. "Wiki btrfs: características" . El proyecto btrfs . Consultado el 19 de septiembre de 2013 .
11. Wlodarz, Derrick. "Windows Storage Spaces y ReFS: ¿es hora de deshacerse de RAID para siempre?" . Betanews . Consultado el 9 de febrero de 2014 .