第10讲-GPT型磁盘结构分析

项目三任务4《GPT型磁盘分区结构分析》一、教学分析任务名称任务4GPT型磁盘分区结构分析课程名称数据备份与恢复课程性质专业核心课所属专业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2022.3.23授课地点钉钉平台授课班级信安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》内容分析本次课的内容为项目三修分区、现数据（磁盘分区表恢复），任务4GPT型磁盘分区结构分析。GUID分区表(简称GPT，使用GUID分区表的磁盘称为GPT磁盘)是源自EFI标准的一种较新的磁盘分区表结构的标准。通过分析全局唯一标识型分区结构，培养学生不断钻研的工匠精神。掌握磁盘分区结构，对后续手工恢复硬盘数据的起到关键作用。学情分析知识技能基础1.通过项目三任务2和任务3MBR型磁盘分区结构分析的学习，学生已经掌握了主引导型磁盘分区结构知识，了解主分区表的类型和功能，对全局唯一标识型分区结构分析提供了一定的理论基础；2.通过学情调研测试，发现有5名学生对全局唯一标识分区（GPT）头结构，（GPT）分区表结构回答错误，说明对该类型的磁盘结构分析有待进一步提高。认知实践能力1.通过项目三子任务3.2.1主引导型磁盘结构分析，学生能够区分磁盘类型，快速定位主分区，会依据分区表结构进行分区参数分析；2.通过课前调研了解了全局唯一标识分区的特点与功能。但是测试显示，学生对全局唯一标识（GPT）磁盘的结构分析有待提高。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.在GPT型磁盘结构分析中注重工作流程和操作规范，培养学生耐心专注的工匠精神2.逐步养成热爱劳动的良好习惯。知识目标学生理解全局唯一标识（GPT）型磁盘的分区结构学生掌握全局唯一标识(GPT)包含MBR结构，GPT头结构，GPT分区表结构，分区类型，GPT头备份结构知识。能力目标1.学生能够识别全局唯一标识型（GPT）磁盘分区结构。2.学生能够利用磁盘编辑工具Winhex，分析全局唯一（GPT）头结构，GPT分区表结构，遍历磁盘分区教学重点及解决措施教学重点：掌握全局唯一标识(GPT)包含MBR结构，GPT头结构，GPT分区表结构，根据实训环境，灵活分析该磁盘结构解决措施：1.课前布置任务，学生查阅资料，了解全局唯一标识GPT型磁盘特点，分区表结构；课中教师引导，构建虚拟仿真环境，小组合作，分析GPT型磁盘分区结构；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进行实战，拓展能力。教学难点及解决方案教学难点：GPT型磁盘分区表在Winhex工具中的数据分析解决措施：1.课前推送视频学习，GPT型磁盘分区表结构分析；2.课中仿真实验中，加强教师指导，小组合作，相互帮扶；3.课后要求学生练习巩固。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。虚拟仿真通过虚拟故障磁盘验证数据恢复的效果，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。教学策略课程以“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，以磁盘分区表恢复项目为驱动，全局唯一标识型分区结构分析工单任务为引领，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，探磁盘分区数据恢复之魄，涵养学生新时代精神，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，了解与探究全局唯一标识（GPT）磁盘特点，分区结构组成课程教学平台，自主探究全局唯一标识（GPT）磁盘存储结构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.查资料：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.课前测：慕课堂平台推送课前检测题单。4.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。1.知任务：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，自主探究主引导记录结构。4.先预习：完成课前测题单，在讨论区师生、生生交流。1.教师以“模”为策略，引出课堂任务。2.学生通过查阅资料，线上自主探究GPT型磁盘分区结构，结合课前测，完成专业知识考核，引导学生“博学”。3.教师通过课前测过程性评价结果。依据教学目标、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（5分钟）【分析任务】讲解目前市场磁盘分区类型引出工单任务1.做引导：提问学生目前磁盘分区类型，特点，并总结2.引任务：引出工单任务，展示虚拟仿真场境1.答疑问：小组活动，头脑风暴，回答磁盘分区类型，特点。2.学知识：跟随教师思路，理解主引导型分区与GPT型磁盘分区的优缺点。3.明任务：打开仿真模拟系统，分析任务1.通过课前查阅目前磁盘分区类型，总结两种分区类型的优缺点2.“诊”知识要点，理解全局唯一标识GPT目前主流磁盘的重要性，明确任务需求。探真知（40分钟）【探索真知】讲解全局唯一标识GPT磁盘结构案例详解GPT磁盘结构内容：保护MBR，GPT头，分区表，分区内容，分区表备份，GPT头备份。1.讲知识：讲解GPT磁盘结构GUID分区表(简称GPT，使用GUID分区表的磁盘称为GPT磁盘)是源自EFI标准的一种较新的磁盘分区表结构的标准。2.识安全：数据安全保护意识：案例分析保护MBR的位置与组成。在0号扇区，由磁盘签名、MBR磁盘分区表和结束标志组成。共探究：通过GPT型磁盘案例，共同探究磁盘结构。【解决本次课的教学重点】（1）GPT头结构（2）分析分区表分区类型：师生互动解析GPT头的备份结构【解决本次课的教学难点】强调：分区表备份通过GPT头备份恢复1.学思路：小组活动，跟随教师思路。画图记录GPT型磁盘结构2.强安全：增强数据安全意识，理解记录保护MBR有哪些组成，磁盘签名、MBR磁盘分区表和结束标志组成。3.做记录：记录GPT头中GPT头的CRC校验码和分区表校验码的位置。4.明重点：记录分区表的位置，分区项128字节，每个分区项占8行，分区类型。5.知备份：记录GPT头的备份在磁盘的最后1个扇区，里面记录了磁盘分区表备份的位置。。1.引导学生通过GPT型磁盘案例“审问”，理解重难点知识。2.通过虚实磁盘，分析硬盘的分区表结构，分区表表项含义。掌握硬盘的分区类型。3.通过GPT型磁盘结构，GPT头和分区表的备份，提高学生数据安全保护意识。练技术（35分钟）【演练技术】工单任务：目前主流全局唯一标识型GPT磁盘结构分析1.做引导：引导学生采用虚拟磁盘技术，搭建实验环境。2.指导向：巡回指导，启发学生自己探究解决问题练匠技：在学生仿真实践，启发引导中，提出【习近平总书记指出：“在长期实践中，我们培育形成了爱岗敬业、争创一流、艰苦奋斗、勇于创新、淡泊名利、甘于奉献的劳模精神，崇尚劳动、热爱劳动、辛勤劳动、诚实劳动的劳动精神，执着专注、精益求精、一丝不苟、追求卓越的工匠精神。”】，练匠技，提醒学生遵守安全操作规范，不篡改数据，执着专注，反复检测，逐步养成热爱劳动的良好习惯。【育人案例】华为发布鸿蒙操作系统的鸿蒙的含义】鸿蒙，《西游记》第一章的最后一句，正是“鸿蒙初辟本无性，打破顽空须悟空"。鸿蒙既代表着一切的起源，代表着从零做起，也代表着破开混沌的决心;既能看出华为开天辟地的决心，也能感受到他们披荆斩棘的艰辛。1.定计划：学生小组活动，在仿真环境下，共同制定实施计划。2.做仿真：学生个人训练，组内成员相互帮助，完成仿真实践。3.现匠心：在仿真实践中体会细致专注的工匠精神和热爱劳动。4.记流程：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，锻炼学生利用虚拟磁盘技术，模拟目前主流GPT型磁盘仿真环境，分析磁盘结构为GPT型分区数据恢复打下坚实的技能基础。3.教师过程性评价学生完成情况，在实践中引导学生遵守安全操作规范，执着专注，逐步养成热爱劳动的良好习惯，达自省。验成效（10分钟）【检验成果】检验学生成效，总结经验1.做总结：总结全局唯一标识型GPT磁盘结构组成，简要指出保留MBR，GPT头，分区表，数据分区，分区表备份，GPT头备份6部分的特点。2.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。1.展成果：以小组单位，展示对磁盘结构的分析是否正确，分享技术经验。2.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GPT型磁盘分区分析成果，分享经验，促进小组之间相互学习，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，模拟全局唯一标识型GPT磁盘分区及数据存储，搭建实验环境，思考分区表手工恢复方法1.布任务：布置任务，协助学生模拟磁盘实验仿真。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分析实验，进行仿真验证2.传成果：完善任务工单，上传学习通教师和学生遵守“执着专注”的职业素养。通过仿真，模拟GPT型磁盘分区，进行分析，拓展技能，“笃行”。通过数据恢复与计算机取证研究中心进行数据恢复训练提升能力，强化实“战”。形成终结性评价考核结果，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数据恢复实战1.勤组织：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2.协指导：协同数据恢复大赛指导教练对学生进行现场指导。1.先观摩：学生小组活动，认真观摩学习磁盘恢复技术、积极参与实战。2.强实战：积极参加数据恢复大赛学生团队，争取通过选拔。五、考核评价评价方式设计意图课程实施动态的“五元评价”考核体系，全过程数据采集，过程与结果考核相结合，达到个性化增值评价。教学效果通过本次课的学习，学生对gpt磁盘的分区结构理解有了提升，加深了磁盘结构理论理解，为分区恢复提供坚实的基础，都具备了数据备份意识。特色创新1.利用磁盘编辑工具Winhex对GPT型磁盘结构分析，培养学生安全操作规范能力，执着专注的工匠精神，逐步养成热爱劳动的良好习惯。反思改进不足：利用虚拟磁盘技术来学习磁盘分区结构，节省了课程成本，但是实操形式感不够强烈。改进：课后引导学生到企业级实训基地-数据恢复与计算机取证中心参与真实磁盘案例，加深理解。附件1：工单任务任务名称任务4GPT型分区结构分析学时2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Winhex,虚拟机磁盘精灵学习场地实训机房日期任务需求：数据恢复工程师接收到磁盘对硬件外观进行检测，发现没问题之后，再将磁盘接入电脑，故障现象与小冯描述的一致，然后打开磁盘管理如图1所示，分区信息与分区内容不见了，数据恢复工程师根据图1的提示怀疑是分区表破坏，恢复分区表。任务目的：学生能够熟悉Winhex工具的基本操作学生具备硬盘分区划分的操作技能学生能够遍历磁盘分区，掌握磁盘整体结构全面提升分析、计划、实施和监控数据备份与恢复任务的能力查阅资料了解与探究全局唯一标识（GPT）磁盘特点，分区结构组成计划与决策根据任务需求，提供采用提供可行的解决方案。学生能够创建虚拟磁盘划分分区，模拟实验环境，检验是否与真实相符学生根据GPT磁盘结构，恢复分区表数据任务实施知识链接（1）GUID分区表(简称GPT，使用GUID分区表的磁盘称为GPT磁盘)是源自EFI标准的一种较新的磁盘分区表结构的标准。（2）GPT结构图保护MBR（0号扇区）GPT头（1号扇区）分区表（2-33号扇区）分区区域（34号扇区--）分区表备份GPT头备份（最后1个扇区）保护MBR保护MBR位于GPT磁盘的第一个扇区，也就是0号扇区，由磁盘签名、MBR磁盘分区表和结束标志组成。（4）GPT头分区表分区表位于GPT磁盘的2～33号扇区，一共占用32个扇区，能够容纳128个分区表项，每个分区表项大小为1