计算机硬盘数据恢复技术研究

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1、计算机硬盘数据恢复技术研究　　摘要：硬盘是计算机系统中最主要的外部存储设备，硬盘上存储的数据会因为各种原因遭到损坏或丢失，数据恢复是将硬盘上损坏或丢失的数据重新找回来，还原为正常可用数据的过程。该文主要分析了硬盘文件存储和读取的原理，以及数据恢复的原理，论述了硬盘数据损坏或丢失的原因和类型，以及相应的恢复方法。关键词：硬盘；数据；文件；数据恢复中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044（2014）01-0166-02硬盘是计算机系统中最主要的外部存储设备，由于其容量大、速度快以及可以断电保存的特点，所以被广泛用于存储各类软件和数据。对于信息时代的我们

2、来说，数据存储越来越重要，硬盘数据的损坏或丢失有时会给我们造成无法估量的损失。8硬盘数据恢复是指通过技术手段，将保存在计算机硬盘上损坏或丢失的数据还原为正常可用数据的过程。通常情况下的硬盘数据恢复分为逻辑恢复和物理恢复，逻辑恢复是指对硬盘误操作而格式化、误删除文件、突然断电以及系统感染计算机病毒等造成的数据丢失的恢复；物理恢复是指由于硬盘磁头变形或定位不准、盘片划伤、电机故障、控制芯片或电路板烧坏等硬件损坏造成数据丢失的恢复。物理恢复涉及物理设备的硬件维修，只能将硬盘交给专业维修人员进行处理了，该文只论述硬盘数据的逻辑恢复。1硬盘文件的存储与读取原理在存储文件的时候，操作

3、系统首先会在硬盘上记录所有空间使用情况的文件分配表中，找到足够容纳新文件的空间，然后把文件内容写到相应的扇区上，最后在分配表中标出该空间被占用了。在删除文件的时候，一般并不对文件所占用的扇区数据进行操作，而仅仅是在该分配表中标记哪些空间是空白的，可以分配给其他文件使用，被删除文件的实际内容并没有被破坏，可以恢复回来。但是如果删除一个文件后，在文件原来所在的扇区上，又存储了一个新文件，那么被删除文件所占用的扇区就可能被新的文件占用，这时就可能无法恢复被删除的文件了。文件的读取：操作系统首先从目录表（DIR）区中读取有关文件信息，即文件主名、扩展名、文件占用字节大小、文件建立

4、和修改的日期，以及该文件在数据区（DATA）中存储的第一个簇的簇号。然后操作系统从这个簇中读取相应的数据，接着判断该簇号在文件分配表（FAT）中所代表的单元的内容是否为“FF”，如果是则表示文件结束。否则从该处读取下一个簇的簇号，再读取该簇号所代表单元的内容，这种读取操作会一直重复下去直到文件结束标志为止。8文件的存储：当保存文件时，操作系统首先是在硬盘的目录表（DIR）区中找到空闲位置写入文件名、文件字节大小和创建时间等信息，然后在数据区（DATA中）找到空闲位置将文件保存，并将数据区的第一个簇写入目录表中，同时完成文件分配表（FAT）的填写。文件的删除：文件的删除操作

5、只是将目录区中文件的第一个字节内容改为“E5”，表示该文件被删除了，同时改写引导扇区的第二个扇区中表示该分区占用空间大小的相应信息。而硬盘的高级格式化操作只是重写了文件分配表（FAT），并没有把数据区中的数据删除，至于硬盘分区操作也只是修改了主引导扇区和操作系统扇区，大部分的数据区中的内容并没有改变。2硬盘数据的恢复原理在硬盘内部有一个校验公式，可用来对数据进行完整性校验。校验方法是将每个扇区的数据内容和伺服信息通过校验公式计算，得到的值我们称之为校验和，这个值是唯一的，也即对于每个扇区其值都不相同。换句话说，只要数据改变存储内容或存储扇区位置，其校验和都不会相同。对于数

6、据因为误操作而损坏或丢失的情况下，我们可以完全利用这个数据恢复原理，通过逆向运算找到剩余的原始信息，就能够把数据完整地恢复出来。8在对硬盘的操作中，快速低级格式化、硬盘分区、快速高级格式化（假设格式化时没有使用/U这个无条件格式化参数）、删除文件、重整硬盘缺陷列表等操作，都不会真正将数据从数据区Data中实际抹去。快速低级格式化一般只有硬盘厂家才能实现，是通过软件快速重写每个盘面、柱面、扇区等初始化信息，不会将扇区中的数据抹掉。硬盘分区和快速高级格式化是重新构造新的扇区信息和文件分区表，不会对原来扇区中Data区的数据造成影响。删除文件只是在目录区作了删除标记，将文件的地

7、址信息从列表中抹去，而数据本身并没有真正被删除，除非在原来数据所在扇区重新写入了新的数据。重整硬盘缺陷列表是把新的缺陷扇区加入到G列表或者P列表中，对于其他扇区中的数据没有任何影响。对于以上这类操作造成硬盘数据“损坏”或“丢失”的情况，在进行数据恢复时是比较容易的，关键是在以上操作之后，千万不要在硬盘上写入任何其他数据。因此，各类数据恢复软件正是利用Data区中的数据不易被改写，从而根据其中残留的种种痕迹来恢复数据的。3硬盘数据损坏或丢失的原因3.1硬件故障8硬件故障是造成数据损坏或丢失的重要原因之一，如供电电压不稳造成系统自