硬盘数据恢复的原理和方法

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硬盘数据恢复技术与方法分析

作者：谢艺平 曾锋 曾秋养

来源：《电脑迷·中旬刊》2018年第03期

摘 要：本文针对硬盘数据丢失原因、硬盘数据恢复的基本概念进行概述，其次围绕常见的硬盘数据故障，对其数据恢复技术与方法展开研究，主要包括主引导代码恢复、分区表损坏恢复、删除文件恢复、格式化恢复等几个方面入手，希望能梳理硬盘数据恢复的思路，从而也能够在计算机教学中凸显出重点与难点，提升课堂教学质量。

关键词：硬盘数据丢失；硬盘数据恢复；技术

前言：在硬盘存储信息容量不断加大、使用耗损增强、个人操作失误等多方面原因的影响下，硬盘数据丢失现象频频发生，不仅延误计算机正常使用，更重要的是使用者承受着数据丢失造成的损失。为了解决这一问题，硬盘数据恢复技术凸显出重要价值，也成为保护硬盘数据安全的重要屏障，但硬盘数据恢复具有一定的难度和复杂性，掌握熟练的技术恢复方法与技术尤为关键。

1 硬盘数据恢复概述

1.1硬盘数据恢复概念

硬盘数据恢复是在硬盘数据丢失后所采取的一种补救措施，针对数据丢失的具体情况，采取针对性的技术方法将存储介质上已经损坏的数据寻回，保证硬盘恢复正常使用[1]。现阶段的硬盘数据恢复可以划分为硬恢复、软恢复两个主要方面。

1.2硬盘数据丢失原因

硬盘数据丢失已经成为计算机应用过程中极为常见的一种故障，不仅会延误正常使用，甚至会由于硬盘数据丢失而找出严重的损失。但在实际应用中硬盘数据丢失问题的出现具有较大的不可控制性，受到多种原因的影响，基本上可以划分为硬件故障原因、逻辑原因[2]。首先，在逻辑问题导致的硬盘数据丢失的情况下，硬盘本身实际上并未出现损坏，通常表现为数据找不到、数据无法打开、乱码等形式，一般而言逻辑问题导致的数据丢失通过相关软件即可完成修复，与硬件不发生关系。例如操作系统失误、计算机电源突然中断、格式化、人为的错误删除等等。其次，硬件问题导致的数据丢失。这种情况下的硬件本身出现了物理损坏，表现方式为CMOS无法识别硬盘、硬盘异常等，如硬盘盘片损坏、磁头偏移等都是具体的故障原因。

第７卷第２期　２００８年３月　漯河职业技术学院学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｌｕｏｈｅ　Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ＶＯ１．７　ＮＯ．２　Ｍａｒ．２００８　

谈硬盘数据恢复技术　于秀珍，李娟　（商丘职业技术学院，河南商丘４７６０００）　寺・幸・÷・÷・÷・夺・孛・牛・夺・孛・幸・寺・夺・夺・孛・夺・＋・牛・孛‘牛‘÷。专・夺・孛・　・孛‘牛。夺‘幸‘÷’幸。争‘夺’孛‘÷‘÷‘夺‘夺’夺　牵’夺‘争‘辛‘夺‘々‘寺‘争‘争　夺‘　摘要：根据硬盘的电路原理和数据结构，分析了数据丢失的原因和症状，从软件故障的六大方面阐　述了数据恢复的方法和技巧。　关键词：硬盘；故障；数据恢复　中图分类号：ＴＰ３３３．３　５　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７１—７８６４（２００８）０２—００６９—０２　夺．夺．毒．夺．夺．　．÷．幸．夺．牛．牛．串．夺．牛．÷．寺．夺・夺・牛・牛・÷・串．夺・夺・÷・争・夺・争・夺・夺・夺・夺・牛－夺・夺・夺・夺・孛・辛－夺・夺・牵・孛－专・寺・争・夺・夺・÷・　数据作为信息系统最重要的组成部分，其安全性已受到　了人们越来越多的重视。一旦硬盘存储的数据丢失，就可能　会给我们的工作或生活带来不可估量的损失。硬盘有价，而　数据无价。有时候我们投入ｌＯ万元建立的信息系统，因数　据丢失却要花费１００万元甚至更多才能恢复。所以数据恢　复无论对于单位、个人来说都显得格外重要。所谓数据恢复　就是把遭受破坏或由硬件缺陷导致不可访问或不可获得的，　或由于误操作等各种原因导致丢失的数据，还原成正常数　据，即恢复至它本来的面目。　１　故障类型　软件故障主要有：（１）病毒感染；（２）误格式化、误分　区；（３）误克隆；（４）误操作；（５）网络删除；（６）０磁道损　坏；（７）硬盘逻辑锁；（８）操作时断电。软件故障现象一般　表现为无操作系统，读盘错误，文件找不到、打不开、乱码，报　告无分区、无格式化等。　硬件故障主要有：（１）磁盘划伤；（２）磁组变形；（３）　芯片及其它原器件烧坏。硬件故障一般表现为硬盘不认，常　有一种“咔嚓咔嚓”的磁组撞击声或电机不转、通电后无任何　声音、选头不对造成读写错误等现象。对于硬件故障我们暂　不做探讨。　２硬盘存储结构　软件故障虽然常见有上面８种现象，但是造成故障的本　质也就是改变或损坏了硬盘的存储结构。所以我们有必要　先了解硬盘的存储结构。硬盘的存储结构分为五个部分：即　主引导记录区（ＭＢＲ）、操作系统引导记录区（ＤＢＲ）、文件分　区表区（ＦＡＴ）、根目录区（ＤＩＲ）、数据区（ＤＡＴＡ）。　ＭＢＲ区（Ｍａｉｎ　Ｂｏｏｔ　Ｒｅｃｏｒｄ）位于整个磁盘的０磁道０柱　面１扇区，共占用５１２字节。这５１２字节里主引导记录占了　４４６字节，硬盘分区表（ＤＰＴ）占６４字节，用来存储硬盘主引　导分区信息，最后２字节“５５ＡＡ”是主引导扇区的结束标志。　主引导记录是由分区程序（如Ｆｄｉｓｋ．ｅｘｅ）所产生的，它不依　赖任何操作系统，其主要作用是检查分区表是否正确，并且　在系统硬件完成自检后，引导主分区上已安装的操作系统，　并将控制权交给启动程序。　ＤＢＲ区（ＤＯＳ　Ｂｏｏｔ　Ｒｅｃｏｒｄ）位于硬盘的０磁道１柱面１　扇区，是操作系统可以直接访问的第一个扇区，它包括一个　引导程序和一个被称为ＢＰＢ（ＢＩＯＳ　Ｐａｒａｍｅｔｅｒ　Ｂｌｏｃｋ）的分区　参数记录表。操作系统引导记录由高级格式化程序（如Ｆｏｒ—　ｍａｔ．ＣＯＢ）产生。这里引导程序的主要任务是当ＭＢＲ将系统　控制权交给它时，判断本分区和当前目录的前两个文件是否　操作系统的引导文件。如果确定存在，就把它读人内存，并　把控制权交给该文件。ＢＰＢ参数块记录着本分区的起始扇　区、结束扇区、文件存储格式、硬盘介质描述符、根目录大小、　ＦＡＴ个数以及分配单元的大小等重要参数。　ＦＡＴ区（Ｆｉｌｅ　Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ　Ｔａｂｌｅ）是操作系统的文件寻址系　统，是ＦＡＴ文件系统给文件分配磁盘使用空间的表。文件　的存放是以链式存储的方式将文件分为若干段存放在磁盘　的非连续区域内的，通过指针把文件的若干段联系在一起，　当读写一个文件时。操作系统通过ＦＡＴ表就可以知道文件　存放的位置，从而可以准确地读出文件。ＦＡＴ表存放在ＤＢＲ　区之后，从各分区的逻辑１扇区开始存放，其大小随分区大　小不同而不同。同时，为了防止意外损坏，ＦＡＴ一般有两个，　第二ＦＡＴ作为第一ＦＡＴ的备份。　根目录区（ＤＩＲＥＣＴＯＲＹ）就是文件的目录，它与ＦＡＴ配　合起到给文件正确定位的作用。　数据区（ＤＡＴＡ）是真正存储数据的区域，即文件真正存　放的区域。　３　故障修复　３．１　ＭＢＲ区的修复　此段程序损坏将无法从硬盘引导，但从软驱或光驱启动　之后可对硬盘进行读写。修复此故障的方法较为简单，使用　收稿日期：２００８一Ｏ２一ｌ８　作者简介：于秀珍（１９６５一），女，河南商丘人，商丘职业技术学院讲师。

技术市场　常见硬盘数据恢复的思想与方法　万丽华邹贤芳　（江西信息应用职业技术学院，江西　南昌３３００４３）　【摘要】本文从常见的教据丢失的情况出发，给出相应的恢复方法。　【关键词】硬盘：数据丢失；数据恢复　一、硬盘分区概述　（１）硬盘分区。硬盘安装好后，要进行分区和格式化后，才　能存储数据。分区就是将硬盘容量分割为多个独立的存储空　间。硬盘分区的工具在ＤＯＳ系统下有ＦＤＩＳＫ、ＤＩＳＫＧＥＮ、ＰＱ　ＭＡＧＩＣ等，在Ｗｉｎｄｏｗｓ系统中可以用磁盘管理来实现。（２）硬　盘格式化。格式化就是为每个分区空间创建文件系统，分区在　格式化后才能存取文件，用户数据都是以文件形式组织存放　的。格式化操作可以使用ＦＯＲＭＡＴ命令，或其他的分区、格式　化工具等。也可以在Ｗｉｎｄｏｗｓ系统的安装或磁盘管理中完成。　二、硬盘数据组织结构　（１）主引导扇区。在硬盘的０磁头０柱面１扇区是主引导　扇区，它由三部分组成：一是主引导记录（ＭＢＲ）；二是硬盘分区　表（ＤＰＴ）：三是结束标识（‘‘５５ＡＡ’’）。主引导扇区大小为５１２字　节，其中ＭＢＲ占４４６字节，ＤＰＴ占６４字节，结束标志占２字节　（５５ＡＡ）。硬盘主引导扇区在各个ＤＯＳ版本下其内容基本一　致，主要完成的任务是：第一，存放硬盘分区表，这是硬盘正确　读写的关键数据；第二，检查硬盘分区的正确性，要求只能且必　须存在一个活动分区；第三，确定活动分区号，并读出相应操作　系统的引导记录：第四，检查操作系统引导记录的正确性，ＤＯＳ　引导扇区末尾存在着一爪‘‘５５ＡＡ’，Ｈ标志，供引导程序识别；第　五，把操作系统的引导记录调入内存加以执行，操作系统就此　开始启动。（２）分区表。传统的分区方案是将分区信息保存到磁　盘的第一个扇区中的６４个字节中，每个分区项占用ｌ６个字　节，这ｌ６个字节中存有活动状态标志、文件系统标识、起止柱　面号、磁头号、扇区号、隐含扇区数目、分区总扇区数目等内容。　由于ＭＢＲ扇区只有６４个字节用于分区表，所以只能记录４个　分区的信息。这就是硬盘主分区数目不能超过４个的原因。后　来为了支持更多的分区，引入了扩展分区及逻辑分区的概念，　但每个分区项仍用１６个字节存储。　三、文件系统　文件系统就是存取文件的一组格式和程序，可对文件进行　管理。常用的Ｗｉｎｄｏｗｓ系统中使用的文件系统有ＦＡＴ和　ＮＴＦＳ。ＦＡＴ文件系统是以前配合ＤＯＳ操作系统发展而来，现　在仍然对它仍然保持兼容，主要用于数码存储设备中。ＮＴＦＳ系　统则是Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００以及以上操作系统所特有的文件系统，它　能提供更好的安全性、管理性、可恢复性功能，能用于商业环　境。现在流行的ＬＩＮＵＸ操作系统使用ＥＸＴ、ＥＸＴ２文件系统。　ＦＡＴ文件系统分为ＦＡＴ１２、ＦＡＴ１６和ＦＡＴ３２，现在的硬盘均使　２８２企业导报２０１３年第９期　用ＦＡＴ３２格式，它由引导扇区、保留区、ＦＡＴ表、数据区组成，　其中文件系统信息放在引导扇区、ＦＡＴ表和目录中。ＮＴＦＳ文件　系统中整个分区部用于装载文件数据，它将文件系统信息以文　件形式来存储，其中最重要的就是ＳＭＦＴ元文件，里面记录了该　分区中所有文件的文件属性信息。　四、误删除、误格式化的局部数据恢复思路与方法　当做删除或格式化操作时，系统并未将文件数据内容清　除，只是在其它地方做了标记，改变了状态。每个分区的０扇区　记录了这个分区的文件系统信息。当数据丢失时，可在此处读　出文件系统格式信息，然后将文件的各类属性及数据读出，从　而恢复文件。对于局部数据恢复，可用ＥａｓｙＲｅｃｏｖｅｒｙ、　Ｆｉｎａｌ　Ｄａｔａ甚至３６０安全卫士里的文件恢复小工具来进行。　ＥａｓｙＲｅｃｏｖｅｒｙ不会向原始驱动器写入任何内容，主要在内存中　重建文件分区表使数据能够安全传输到其他驱动器中。　ＥａｓｙＲｅｃｏｖｅｒｙ可以从被病毒破坏或已格式化的硬盘中恢复数　据，被破坏的硬盘中像丢失的引导记录、Ｂ１０Ｓ参数数据块、分　区表、ＦＡＴ表、引导区都可以由它来恢复。另外，应用该软件还　可以对ＺＩＰ文件及微软的Ｏｆｆｉｃｅ系列文档进行修复，其界面如　下图所示。　一　五、误重分区全盘数据恢复思路与方法　硬盘被重新分区后，原来的数据将会全部丢失，但只要没　有破坏到原分区的文件系统信息数据，就可以将原分区找回，　同时还能保留里面的数据，因此速度快而且效果好。ＥａｓｙＲｅ　ｃｏｖｅｒｙ或Ｆｉｎａｌ　Ｄａｔａ是通过扫描磁盘来恢复数据，而分区表破　坏造成的全盘数据丢失，可以通过Ｄｉｓｋｇｅｎｉｕｓ或Ｐａｒａｔｔｉｏｎ　Ｔａｂｌｅ　Ｄｏｃｔｏｒ等软件来进行分区表重建，从而达到恢复数据目的。在　纯ＤＯＳ下运行Ｄｉｓｋｇｅｎｉｕｓ，运行后它会自动检测当前硬盘并提　供每个分区信息，如上图所示。左边柱形图表示硬盘、有几截就　代表有几个分区，在莱单栏点选【工具】ｌ【重建分区】，Ｄｉｓｋｇｅｎｉｕｓ　便开始搜索并重建分区，搜索过程可采用“自动方式”或“交互　方式”，“自动方式”保留发现的每一个分区、“交互方式”对发现　的每一个分区给出提示并由用户选择，用户可以根据自身需求　进行选择，在分区表的重建完成后，用户就可以看到以前分区　上的数据了。

硬盘坏了数据恢复的5种实用方法

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硬盘坏了数据恢复的5种实用方法

1. 数据恢复软件。