硬盘还原技术原理探究.DOC

硬盘还原技术原理探究 王 琼? ?收稿日期：2016—03—10 作者简介：王琼（1986—），女，湖南省洪江市人。武汉工商学院实验师。研究方向：计算机应用开发。 （武汉工商学院 实验教学中心， 湖北 武汉 430065） 摘要：基于研究硬盘还原技术的工作原理,以长城还原卡为例，通过研究，分析多点还原技术的优缺点，进一步强调硬盘还原技术是高校机房、高校图书馆电脑系统维护中的重要性。 关键词：硬盘还原；计算机保护 中图分类号：TP309.2 文献标识号：A 文章编号：（鄂）0270048（2016）02-0000-00 硬盘还原技术，又称系统还原技术，指能使HYPERLINK /view/4480.htm \t _blank硬盘的HYPERLINK /view/38752.htm \t _blank数据保持在计算机设置为保护时的状态，对于学校计算机实验室的维护和管理非常有用。因为每次学生所做的操作，在电脑重新启动之后，都将恢复原样，下一节课的HYPERLINK /view/7860.htm \t _blank操作环境还原为设置的最开始的保护状态 。硬盘还原技术逐渐成为学校计算机实验室的常用手段，还发展出还原卡设备和还原软件。很多品牌HYPERLINK /view/13621.htm \t _blank计算机如惠普、联想、长城在针对学校的机型当中甚至集成了具有还原功能的还原卡产品，并且将系统还原和网络拷贝功能统一集成在还原卡中。 一、硬盘还原的工作原理 （一）操作系统的启动流程 操作系统是运行在电脑上的底层软件，故操作系统和计算机硬件是紧密结合在一起的。计算机通电后，首先读取BIOS(基本输入输出系统)，进行硬件自检，自检正常，BIOS根据设置的启动顺序将控制权交给下一阶段的启动程序，即根据用户指定的引导顺序从硬盘、光盘或是优盘中读取启动设备的主引导记录，一般来说从硬盘启动。根据主引导记录去指定的位置找操作系统，若从硬盘启动，这时计算机的控制权转交给硬盘的某个分区，然后转交给操作系统，启动完成[1]。如图1所示： 图1 操作系统启动流程图 （二）硬盘的数据结构 硬盘像一个仓库，分区就是将一块硬盘划分为几个部分，每个部分有不同的用途。安装操作系统之前，要对硬盘进行格式化和分区，才能使用硬盘保存各种信息。 硬盘分区时，一般分成五个部分。如图2所示： 图2 硬盘分区 硬盘的第一个扇区，是主引导扇区（Boot Sector），由主引导记录、硬盘分区表和引导区标记三部分组成。主引导记录主要存放系统主引导程序和出错信息存放区，其中系统主引导程序负责从活动分区中装载并运行系统引导程序。硬盘分区表主要记录磁盘的基本分区信息。 图3 主引导扇区结构 硬盘的第二个扇区，是操作系统引导扇区OBR（OS Boot Record），由引导程序和本分区参数记录表组成。引导程序的主要作用是判断本分区根目录前两个文件是否为操作系统的引导文件。分区参数记录表，记录了本分区的起始扇区、结束扇区、文件存储格式等重要参数。 硬盘的第三个扇区，是文件分配表FAT(File Allocation Table)，保存着文件的空间分配信息，是操作系统的文件寻址系统。文件分配表若损坏，就无法定位文件位置。 目录区 DIR （Directory）在文件分配表之后,它和文件分配表组合使用可以准确定位文件的位置。目录区记录着每个文件的起始单元、文件的属性等参数。定位文件位置时，根据目录区参数定位文件的起始单元，根据文件分配表定位文件的结束单元。 数据区 DATA在DIR区之后，是存储数据的区域，占据了硬盘的绝大部分空间。数据区可以说相当于仓库里存放的实物。但没有了文件分配表和目录区这些部分，数据区无法读取出文件。就像仓库有实物，但是你没有指路标示，就无法找到实物。日常中进行的格式化D盘，其实没有把D盘在数据区DATA的数据清除，只是重写了分区表FAT，在分区表中将D盘原来的数据全部清除，但是D盘数据内容还是存在于数据区DATA中的内容。对硬盘重新分区，绝大部分的数据区的数据也没有被改变，只是修改了主引导记录和操作系统引导扇区，这也是硬盘数据能够修复的原因。 （三）数据存储原理 1.文件读取。用户读取文件时，操作系统先从目录区中读取文件名称、文件大小和文件在数据区保存的位置即簇等重要信息。确定了文件在数据区DATA的簇编号，就可以去数据区对应的簇开始读取数据，但是目录区没有文件数据结束的簇编号信息，这时需要根据文件分配表的项和值来判断此簇是否代表文件结束，如果不是结束，就继续往下读取数据，如果是文件结束标志，则表示文件结束。 2. 用户保存文件时，操作系统首先在目录区DIR中找到空区写入文件名、文件大小和创建时间、修改时间和访问时间