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硬盘数据软件恢复原理与实现方法

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摘要：本文探讨软件数据恢复的方法，首先分析数据存储的基本原理，然后探讨了硬盘数据丢失后的恢复方法，分析了数据删除原理，最后提出了数据恢复的方案思路。

关键词：硬盘逻辑结构数据恢复数据存储原理

一、研究背景

硬盘数据恢复技术是在人们对信息的依赖性越来越高，信息数据的价值远高于设备本身的情况下产生的，它是针对数据的丢失和破坏进行的一种数据挽救措施。

二、硬盘的逻辑结构

硬盘由很多盘片组成，每个盘片的每个面都有一个磁头，如果有N个盘片，就有2N个面，对应2N个磁头，依次从0、1、2……开始编号；每个盘片被划分成若干个同心圆磁道，每个盘片的半径为固定值R的同心圆，逻辑上形成了一个以电动机主轴为轴的柱面，由外至里依次编号为0、1、2……；每个盘片上的每个磁道又被划分为几十个扇区，容量是512B，编号为1、2、3……。

三、硬盘数据存储原理

1.主引导扇区。主引导扇区位于硬盘的0磁头0柱面1扇区，包括硬盘主引导记录MBR和分区表DPT，MBR的作用是检查分区表是否正确及确定哪个分区为引导分区。在主引导扇区中，MBR的引导程序占了前446B，随后的64B为硬盘分区表，最后的2字节是分区的有效结束标志（55AAH）。

2.操作系统引导扇区。操作系统引导扇区OBR位于硬盘的0磁头1柱面1扇区，包括一个引导程序和一个本分区参数记录表。引导程序的主要任务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，若是，就把第一个文件读入内存，并把控件权交给该文件。参数记录表记录着本分区的起始扇区、结束扇区、文件存储格式、根目录大小等重要参数。OBR由高级格式化程序产生。

3.文件分配表。文件分配表FAT是系统的文件寻址系统，为了数据安全起见，FAT一般做两个，第二个FAT为备份。FAT区紧接在OBR之后，FAT系统采用FAT簇链的方式来建立、管理和访问文件。

4.目录区。目录区DIR紧接在第二个FAT之后，FAT必须和DIR配合才能准确定位文件的位置。DIR记录着每个文件（目录）的起始单元、文件的属性等。

5.数据区。数据区Date位于目录区之后，占据着硬盘的绝大部分空间，存放的是用户和系统建立的文件数据。

四、硬盘数据恢复原理

1.数据删除原理。Windows操作系统在删除硬盘上的一个文件时并没有真正地将文件数据彻底抹去，而是做了一个删除标记。文件删除分为经“回收站”删除和不经过“回收站”删除两种。经“回收站”删除时将文件暂时放到回收站中。系统在文件的目录项上作上标记，FAT表和DATA区在删除前后都不作改动。而不经过“回收站”删除一个文件时，即将删除过的文件从回收站清空。此时，系统只在文件的文件目录项FDT上作了个标记，文件在DATA区的数据并没有删除。需注意的是，发现文件丢失后，在数据恢复前不要向该分区或磁盘写入信息，因为向该分区或磁盘写入信息就可能将误删的数据覆盖，而造成无法恢复。

2.常见的丢失数据的恢复原理。在实际操作中，删除文件、重新分区、高级格式化、快速低格等，都不会把数据从硬盘扇区中实际抹去。重新分区只是对硬盘的分区表有所改动，硬盘中的数据并没有破坏。高级格式化只是重新创建新的文件分配表FAT和根目录表，不会清除原来在扇区中的数据；快速低格只是用DM软件快速重写盘面、碰头、柱面、扇区等初始化信息，仍然不会把数据从原来的扇区中抹去。基于硬盘数据，经过上述中的破坏操作，数据区内的数据没有被抹掉，我们利用相应的软件将分区表、文件分配表、目录表重建或恢复过来，重新建立起文件头与文件内容的链接关系，就可以恢复文件。

五、硬盘数据恢复的软件方法

1.硬盘误删除数据恢复。删除文件只是把文件的地址信息在文件分配表和根目录区中抹去，而文件的数据本身还是在原来的扇区中；我们可以利用WinHex完成数据恢复，WinHex专门用来对付计算机数据恢复、IT安全性，用来检查和修复各种文件、恢复删除文件、硬盘损坏造成的数据丢失。

2.硬盘误格式化数据恢复。高级格式化只是重新创建新的文件分配表和根目录区，不会清除原来数据扇区中的数据，我们可以借助EasyRecovery完成数据恢复。该软件可以恢复硬盘中的引导记录、分区表、FAT表、引导区信息等，也可以解决数据区损坏或丢失等问题。

3.硬盘误分区数据恢复。重新分区只是对硬盘的分区表有所改动，硬盘中的数据并没有被破坏。如果硬盘分区表被分区调整软件或病毒破坏，引起硬盘和系统瘫痪，DiskGenius可以通过未破坏的各种记录来迅速重建硬盘的分区表，从而找回丢失的数据。

基于FAT32文件系统，本文对数据恢复的基本技术进行了分析和讨论。希望能进一步提高你的硬盘数据恢复的应用水平。“硬盘有价，数据无价。”针对愈演愈烈的数据丢失和破坏现象，如何保护好这些重要数据，如何在数据被