第2讲-硬盘存储结构

任务2硬盘存储结构一、教学分析任务名称任务2：硬盘存储结构课程名称数据备份与恢复课程性质专业核心课专业名称信息安全管理课程类型理实一体先修课程信息安全技术与实施后续课程计算机取证技术与应用授课方式线上线下混合、工单任务、虚拟仿真、小组合作授课学时2学时授课时间2022.2.23、2022.2.24授课地点理实一体化教室4405、15-201、4103授课班级信安2002、信安2003、信安2004、信安2005授课教师高灵霞、廖艳授课教材国家“十二五”规划教材《数据恢复技术》、1+X证书制度试点教学用书《数据备份与恢复》内容分析根据五标准、一方案，即《信息安全与管理》专业教学标准，“电子数据分析师”国家职业技能标准，“网络安全运维”职业技能等级标准（X证书），“芯片级维修与数据恢复”国家技能竞赛规程标准，《数据备份与恢复》实施性课程标准，以及《信息安全管理》专业人才培养方案。参考校企合编十二五国家规划教材，结合1+X证书制度试点教学用书，将课程重组为五个项目。本次课的内容为项目一任务2，硬盘存储原理。学情分析知识技能基础1.通过任务1的学习，学生了解了常用的存储介质，掌握的硬盘的物理结构，对硬盘的性能指标有清晰的认识。2.通过学情调研测试，发现学生对硬盘寻址方式和硬盘分区的认识有待进一步提高。认知实践能力1.通过子任务1的训练，学生能够识别不同的存储介质，会根据硬盘的性能指标合理选购硬盘。2.通过课前调研了解了磁盘分区的流程。但是测试显示，学生对磁盘分区的灵活使用有待提高。学习特点1.学生喜欢借助手机APP、微课、动画、仿真软件等信息化手段学习。2.学生实操欲望较强，具有一定的自主学习能力，喜欢挑战任务，通过完成任务来获得成就感。教学目标素质目标1.具有数据安全法律意识。2.注重个人信息保护。知识目标1.学生了解硬盘的逻辑结构。2.学生掌握硬盘的寻址方式。3.学生掌握硬盘的分区。能力目标1.学生能够对硬盘进行寻址计算。2.学生能够合理对磁盘进行分区。教学重点及解决措施教学重点：掌握磁盘的分区、分区的类型解决措施：1.课前布置任务，学生查阅资料，了解硬盘的分区方式。课中教师引导，通过虚拟磁盘技术练习磁盘分区。课后要求学生仿真故障，强化技能，并安排学生到数据恢复与计算机取证研究中心实践操作，拓展能力。教学难点及解决方案教学难点：硬盘的寻址方式CHS寻址和LBA寻址解决措施：1.课前布置任务，学生查阅资料，了解硬盘的寻址方式。2.课中教师引导，通过动画展示硬盘内部的逻辑结构及地址计算。3.课后要求学生仿真故障，强化技能，并安排学生到数据恢复与计算机取证研究中心实践操作，拓展能力。二、教学策略教学资源中国大学MOOC学习网址：/learn/preview/cqcet-1002526030?tid=1463444550课程资源（微课、PPT、动画、作业、测试、讨论）自主学习，个性化学习中国大学慕课堂慕课堂二维码：全程教学管理、实时采集数据，记录学生的学习行为，学生成绩评定和调整教学策略。动画课件辅助学习，帮助理解，攻克教学难点。企业案例工学结合，以工单任务，引出本次课的任务，提高学习兴趣。虚拟仿真通过虚拟磁盘技术验证磁盘分区的效果，降低实训成本,优化设计方案。企业级实训基地通过数据恢复与计算机取证研究中心，推动产教融合，提供技术交流服务技术论坛技术论坛“硬盘基地”：/学习数据备份与恢复的新技术,新应用，拓展视野。QQ群师生交流，答疑解惑，企业导师分享案例与经验。教学策略本次课以“德技并修”为逻辑起点，秉承“学生为主体、教师为主导”的育人理念，以虚拟磁盘使用任务为驱动，实施“德育”与“专业”双线育人模式，“博学、审问、慎思、明辨、笃行”为学生学习的阶梯线，“模-诊-练-验-战”为课堂实施的教学线，双线并举，以传统文化之魂，探数据存储原理之魄，涵养学生职业自律，实现知识目标和价值目标的协调统一，尽职履责捍卫国家数据安全，护航国家迈入数字经济蓝海。三、教学整体设计四、教学实施.课前准备环节（用时）内容教师活动学生活动设计意图测学情模场景【检测学情】查阅资料，了解与探究磁盘分区的方案和硬盘的存储结构。课程教学平台，自主探究硬盘的逻辑结合和硬盘分区。在慕课堂完成课前测、在线讨论。【模拟场境】通过虚拟磁盘技术模拟训练场境。1.发资料：慕课堂推送学习资料，布置资料查询任务。2.答疑惑：慕课堂平台讨论区答疑，聚焦学生疑点。3.模场境：依据教学内容，学情分析，通过虚拟磁盘技术模拟训练场环境。4.课前测：慕课堂平台推送课前检测题单。1.查资料：登录慕课堂，下载学习资料，查看课前和课中任务。2.互合作：小组协作，完成课前查询资料，上传慕课堂。3.勤自学：在中国大学MOOC平台，自主探究磁盘分区过程。4.先预习：完成课前测题单，在讨论区师生、生生交流。以“模”为策略，引出课堂任务。引导学生“博学”，学生通过查阅资料和线上自主探究硬盘的逻辑结构，结合课前测，完成专业知识考核。教师诊断性评价考核结果，结合学情，模拟训练场境，确定教学重难点给出解决方案。课中探究环节（用时）内容教师活动学生活动设计意图析任务（10分钟）【分析任务】展示新硬盘在电脑中的情况。硬盘的使用需要初始化，划分分区。引出工单任务。展磁盘：展示新硬盘在电脑中的情况。问方法：提问学生磁盘分区方法。引任务：引出工单任务，发放模拟的虚拟磁盘看硬盘：查看新硬盘在电脑中的情况答疑问：小组活动，头脑风暴，回答磁盘分区方法明任务：打开虚拟磁盘，分析任务1.通过展示，理解新硬盘未分区的现象。2.“诊”现象，明确任务需求。体会磁盘分区的重要性。探真知（40分钟）【探索真知】探究硬盘的逻辑结构。讲解硬盘的寻址方式。讲知识：介绍硬盘的逻辑结构共探究：师生互动，头脑风暴共同探究硬盘的容量计算。硬盘容量计算公式：硬盘容量=盘面数*柱面数*扇区数*512字节提问：柱面数：38913，磁头数：255扇区/磁道:63,求容量？3.勤互动：硬盘的寻址两种方式：CHS（三维地址模式）和LBA（逻辑地址模式）CHS---LBA地址转换公式：LBA(逻辑扇区号)=磁头数×每磁道扇区数×当前所在柱面号+每磁道扇区数×当前所在磁头号+当前所在扇区号–1提问：已知有硬盘4个磁头，每个磁道17个扇区，其中逻辑磁盘“D”，它的第一个扇区在硬盘的柱面号为120，磁头号为1，扇区号为1，则计算柱面号160，磁头号为3，扇区号为6的逻辑扇区号RS是多少。【解决本次课的教学难点】学结构：跟随教师思路，清楚硬盘的逻辑结构2.答疑问：小组活动，头脑风暴，回答硬盘的容量计算方法。3.认真听：认真听讲，通过公式计算硬盘的容量4.做计算：通过公式计算CHS地址到LBA地址的转换1.教师导学生“审问”，理解重难点知识。2.通过小组活动，探究硬盘的容量计算方法，掌握硬盘的逻辑结构及硬盘容量的计算，掌握硬盘的寻址方式，便于加深硬盘存储结构的理解，合理设计实施计划。练技术（30分钟）【演练技术】磁盘分区的仿真实践。（1）虚拟磁盘的创建（2）虚拟磁盘的挂载（3）虚拟磁盘的分区1.找问题：引导学生使用虚拟磁盘，查看磁盘情况，根据任务工单对磁盘进行合理分区。2.指导向：巡回指导，启发学生自己探究解决问题。3.练匠技：在学生仿真实践中，启匠心,启发引导学生遵守相关法律法规，在数据使用及处理中遵纪守法，养成自律的好品德。【育人案例】数据安全相关法律法规中华人民共和国数据安全法。个人信息保护法。案例：2021年4月，有网民向宁夏回族自治区中卫市警方举报：宁夏中卫沙坡头区有人在网上售卖公民个人信息。警方在浙江慈溪、四川自贡、甘肃兰州及宁夏中卫沙坡头区先后抓获6名犯罪嫌疑人。数据安全法明确规定，任何组织、个人收集数据，应当采取合法、正当的方式，不得窃取或者以其他非法方式获取数据定计划：学生小组活动，选择最优方案，共同制定实施计划。做仿真：学生个人训练，组内成员相互帮助，完成仿真实践。现匠心：在仿真实践中培养遵纪守法的意识，严于律己。记结果：记录实践流程，完善任务工单内容。1.教师加强指导，学生“慎思”，寻找问题解决方法。2.课中“练”，通过仿真实践，锻炼学生学习虚拟磁盘使用的技能。3.教师相对性评价学生完成情况，在实践中强调数据安全的重要性，引导学生遵纪守法，养成自律的品质。验成效（10分钟）【检验成果】检验学生成效，总结经验。做总结：总结虚拟磁盘分区的方式。指不足：引导学生发现各小组汇报的特色亮点，指出改进和不足之处。3.引评价：给出评价细则，组织学生进行项目积分的组间互评，小组自评。展成果：以小组单位，展示虚拟磁盘分区情况，分享技术经验。做评价：根据讨论和汇报情况完成小组自评和互评。1.师生共“验”，展示成果，经验分享，使得小组之间的相互学习，取长补短，达成共同进步。2.提高学生表达能力，增加自信。通过“明辨”，拓展思路，学习其他同学好的想法。3.教师引导学生梳理知识点，巩固知识和技能，提高学生总结概括能力。3.课后拓展环节（用时）内容教师活动学生活动设计意图仿故障【模仿故障】做仿真，模拟磁盘格式化，进行分区恢复。1.布任务：布置任务，协助学生模拟磁盘仿真。2.做改进：检查学生任务工单，分析学情完善教学策略。1.做仿真：小组活动，通过虚拟磁盘技术模拟磁盘分区。2.传成果：完善任务工单，上传学习通1.教师和学生遵守“探究坚韧”的职业素养。2.通过仿真，模拟磁盘故障，拓展技能，“笃行”。3.通过数据恢复与计算机取证研究中心进行磁盘分区训练，提升能力，强化实“战”。4.形成总结性评价考核结果，以小组互评，教师评价的方式，达成课程培养目标。强实战【强化实战】到数据恢复与计算机取证研究中心进行磁盘分区实战。组织学生到数据恢复与计算机取证研究中心，观摩学习或参与磁盘恢复实战协同数据恢复大赛指导教练对学生进行现场指导。学生小组活动，认真观摩学习磁盘恢复技术、积极参与实战。积极参加数据恢复大赛学生团队，争取通过选拔。五、考核评价评价方式1.采用专业教师、小组互评、自评、平台考核等多元评价方式，学生成绩客观、公正、透明、真实。2.课程评价标准与方式（1）课前测：根据中国大学慕课堂平台记录的学习数据成绩。（2）模块测：依据学生完成效果，授课教师评阅，学习通平台记录测试成绩。（3）工单任务：由考勤记录（30%分）、课堂表现（20%）、实施成效（50%）三方面平时考勤：迟到早退各扣1分，旷课扣2分，提前10分钟激励1分。以平均分达到满分，按比例打分。（扣分超过10，总评0）课堂表现：课程中的案例、思考、练习，鼓励学生主动参与讨论、分享思路、帮助同学，表现突出的，当场记录加1~2分，若有影响课堂学习的（如：睡觉、玩手机）当场记录扣2分。总评以最高分达到满分，按比例打分。实施成效：依据完成工单任务成效每次得分1-2分，总评以最高分达到满分，按比例打分（4）实战拓展：以提交学习通中工单任务报告，采用教师评价，学生互评方式，学习通平台记录成绩。（5）期终考评：线上采用中国大学MOOC成绩，线下由教学团队统一规划出题考试教学效果学生通过课前查阅资料，了解了硬盘逻辑结构相关知识。通过师生共同探究，提高学生积极性，掌握了硬盘逻辑结构。通过课中虚拟仿真，学生学会了虚拟磁盘的运用，能够根据需求合理对磁盘进行分区，最优方案的选择。特色创新通过法律法规，引导学生树立法律意识。采用虚拟磁盘技术，仿真实验环境，节约成本。利用MOOC平台，采用工单任务，线上线下结合，工学结合，模拟职场情境，提高学生综合职业技能。反思改进1.通过课前测，有5名学生对硬盘的物理寻址方式不了解，通过画图动画方式来加强认识。2.通过课堂师生交流，硬盘物理地址和逻辑地址转换难点较大，通过小组交流，教师引导改进教学策略。3.通过工单任务完成情况以及学生自我评价，加强虚拟磁盘的操作，改进工单任务内容。工单任务任务名称虚拟磁盘的使用学时班级学生姓名小组成员小组任务成绩个人任务成绩使用工具win7\win10系统、磁盘管理学习场地实训机房日期任务需求：2020年2月初，国内新型冠状病毒感染肺炎疫情非常严峻，为减少工作人员聚集，降低疫情传播风险，很多单位都实行居家网上办公。某公司的员工李某，接收到单位在线办公通知时，发觉家里电脑安装操作系统时，因疏忽没有事先分区，只有1个分区。因电脑中存放很多私人信息，想单独划分出1个分区存储工作文件，希望方便移动存储。任务目的：了解虚拟磁盘的概念、特点掌握虚拟磁盘的创建、分离、附加操作（3）通过抗疫加强人类命运共同体意识，同时让学生时刻怀有感恩之心。计划与决策

根据任务需求，提供采用虚拟磁盘存储文件的解决方案。虚拟磁盘的创建，确定磁盘类型、大小虚拟磁盘的分离虚拟磁盘的附加虚拟磁盘的使用任务实施；知识链接虚拟硬盘文件是一个以.vhdx或者.vhd扩展名结尾的文件，在虚拟硬盘可以用于存储包括文档、图片、视频等各种类型的文件，就像计算机上就有了像真实分区一样功能的分区。Windows

10直接可以创建VHD或VHDX格式的虚拟磁盘，以上需在VMware软件中安装对应的操作系统。2．任务实施步骤2.1

在Windows10系统中创建虚拟磁盘（1）右击“我的电脑”，打开“计算机管理”窗口，选择“磁盘管理”。或运行对话框输入“diskmgmt.msc”命令，进入磁盘管理界面。（2）进入磁盘管理界面，点击上方“操作”选项，然后在弹出的菜单栏选中“创建VHD”，文件名“