數(shù)據(jù)恢復(fù)的基礎(chǔ)知識(shí)
發(fā)布時(shí)間:2007-04-23 閱讀數(shù): 次 來(lái)源:網(wǎng)樂(lè)原科技
說(shuō)到數(shù)據(jù)恢復(fù),我們就不能不提到硬盤的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、文件的存儲(chǔ)原理,甚至操作系統(tǒng)的啟動(dòng)流程,這些是你在恢復(fù)硬盤數(shù)據(jù)時(shí)不得不利用的基本知識(shí)。
硬盤數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
新購(gòu)買來(lái)一塊硬盤需要將它分區(qū)、格式化,然后才能安裝操作系統(tǒng)方可以使用。以Win9x/Me系列來(lái)說(shuō),我們一般要將硬盤分成主引導(dǎo)扇區(qū)(MBR)、操作系統(tǒng)引導(dǎo)扇區(qū)(DBR)、FAT(文件分配表)、DIR(目錄區(qū))和Data(數(shù)據(jù)區(qū))等五部分(其中只有主引導(dǎo)扇區(qū)是唯一的,其它的隨你的分區(qū)數(shù)的增加而增加)。
主引導(dǎo)扇區(qū)(MBR):
主引導(dǎo)扇區(qū)位于整個(gè)硬盤的0磁道0柱面1扇區(qū),包括硬盤主引導(dǎo)記錄MBR(Main Boot Record)和分區(qū)DPT(
Disk Partition Table)。其中主引導(dǎo)記錄的作用就是檢查分區(qū)表是否正確以及確定哪個(gè)分區(qū)為引導(dǎo)分區(qū),
并在程序結(jié)束時(shí)把該分區(qū)的啟動(dòng)程序(也就是操作系統(tǒng)引導(dǎo)扇區(qū))調(diào)入內(nèi)存加以執(zhí)行。至于分區(qū)表,很多人
都知道,以80H或00H為開(kāi)始標(biāo)志,以55AAH為結(jié)束標(biāo)志,共64字節(jié),位于本扇區(qū)的最末端。值得一提的是,MBR是由分區(qū)程序(例如DOS的Fdisk.exe)產(chǎn)生。
操作系統(tǒng)引導(dǎo)扇區(qū)
DBR(Dos Boot Record)即操作系統(tǒng)引導(dǎo)扇區(qū),通常位于硬盤的1磁道0柱面1扇區(qū)(這是對(duì)于DOS來(lái)說(shuō)的,對(duì)于那些以多重引導(dǎo)方式啟動(dòng)的系統(tǒng)則位于相應(yīng)的主分區(qū)/擴(kuò)展分區(qū)的第一個(gè)扇區(qū)),是操作系統(tǒng)可直接訪問(wèn)的第一個(gè)扇區(qū),它也包括一個(gè)引導(dǎo)程序和一個(gè)被稱為BPB(BIOS Parameter Block)的本分區(qū)參數(shù)記錄表。其實(shí)每個(gè)邏輯分區(qū)都有一個(gè)DBR,其參數(shù)視分區(qū)的大小、操作系統(tǒng)的類別而有所不同。引導(dǎo)程序的主要任務(wù)是判斷本分區(qū)根目錄前兩個(gè)文件是否為操作系統(tǒng)的引導(dǎo)文件(例如MSDOS或者起源于MSDOS的Win9x/Me的IO.SYS和MSDOS.SYS)。如是,就把第一個(gè)文件讀入內(nèi)存,并把控制權(quán)交予該文件。BPB參數(shù)塊記錄著本分區(qū)的起始扇區(qū)、結(jié)束扇區(qū)、文件存儲(chǔ)格式、硬盤介質(zhì)描述符、根目錄大小、FAT個(gè)數(shù)、分配單元(Allocation Unit,以前也稱之為簇)的大小等重要參數(shù)。DBR由高級(jí)格式化程序產(chǎn)生(例如DOS的Format.com)。
文件分配表
FAT(File Allocation Table)即文件分配表,是DOS/Win9x系統(tǒng)的文件尋址系統(tǒng),為了數(shù)據(jù)安全起見(jiàn),F(xiàn)AT一般做兩個(gè),第二FAT為第一FAT的備份,FAT區(qū)緊接在DBR之后,其大小由本分區(qū)的大小及文件分配單元的大小決定。關(guān)于FAT的格式歷來(lái)有很多選擇,Microsoft的DOS及Windows采用我們所熟悉的FAT12、FAT16和FAT32格式,但除此以外并非沒(méi)有其它格式的FAT,像Windows NT、OS/2、UNIX/Linux、Novell等都有自己的文件管理方式。
目錄區(qū)
DIR是Directory即根目錄區(qū)的簡(jiǎn)寫,DIR緊接在第二FAT表之后,只有FAT還不能定位文件在磁盤中的位置,F(xiàn)AT還必須和DIR配合才能準(zhǔn)確定位文件的位置。DIR記錄著每個(gè)文件(目錄)的起始單元(這是最重要的)、文件的屬性等。定位文件位置時(shí),操作系統(tǒng)根據(jù)DIR中的起始單元,結(jié)合FAT表就可以知道文件在磁盤的具體位置及大小了。在DIR區(qū)之后,才是真正意義上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū),即DATA區(qū)。
數(shù)據(jù)區(qū)
DATA雖然占據(jù)了硬盤的絕大部分空間,但沒(méi)有了前面的各部分,它對(duì)于我們來(lái)說(shuō),也只能是一些枯燥的二進(jìn)制代碼,沒(méi)有任何意義。在這里有一點(diǎn)要說(shuō)明的是,我們通常所說(shuō)的格式化程序(指高級(jí)格式化,例如DOS下的Format程序),并沒(méi)有把DATA區(qū)的數(shù)據(jù)清除,只是重寫了FAT表而已,至于分區(qū)硬盤,也只是修改了MBR和DBR,絕大部分的DATA區(qū)的數(shù)據(jù)并沒(méi)有被改變
硬盤分區(qū)方式
我們平時(shí)說(shuō)到的分區(qū)概念,不外乎三種:主分區(qū)、擴(kuò)展分區(qū)和邏輯分區(qū)。
主分區(qū)是一個(gè)比較單純的分區(qū),通常位于硬盤的最前面一塊區(qū)域中,構(gòu)成邏輯C磁盤。在主分區(qū)中,不允許再建立其它邏輯磁盤。
擴(kuò)展分區(qū)的概念則比較復(fù)雜,也是造成分區(qū)和邏輯磁盤混淆的主要原因。由于硬盤僅僅為分區(qū)表保留了64個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)空間,而每個(gè)分區(qū)的參數(shù)占據(jù)16個(gè)字節(jié),故主引導(dǎo)扇區(qū)中總計(jì)可以存儲(chǔ)4個(gè)分區(qū)的數(shù)據(jù)。操作系統(tǒng)只允許存儲(chǔ)4個(gè)分區(qū)的數(shù)據(jù),如果說(shuō)邏輯磁盤就是分區(qū),則系統(tǒng)最多只允許4個(gè)邏輯磁盤。對(duì)于具體的應(yīng)用,4個(gè)邏輯磁盤往往不能滿足實(shí)際需求。為了建立更多的邏輯磁盤供操作系統(tǒng)使用,系統(tǒng)引入了擴(kuò)展分區(qū)的概念。
所謂擴(kuò)展分區(qū),嚴(yán)格地講它不是一個(gè)實(shí)際意義的分區(qū),它僅僅是一個(gè)指向下一個(gè)分區(qū)的指針,這種指針結(jié)構(gòu)將形成一個(gè)單向鏈表。這樣在主引導(dǎo)扇區(qū)中除了主分區(qū)外,僅需要存儲(chǔ)一個(gè)被稱為擴(kuò)展分區(qū)的分區(qū)數(shù)據(jù),通過(guò)這個(gè)擴(kuò)展分區(qū)的數(shù)據(jù)可以找到下一個(gè)分區(qū)(實(shí)際上也就是下一個(gè)邏輯磁盤)的起始位置,以此起始位置類推可以找到所有的分區(qū)。無(wú)論系統(tǒng)中建立多少個(gè)邏輯磁盤,在主引導(dǎo)扇區(qū)中通過(guò)一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)的參數(shù)就可以逐個(gè)找到每一個(gè)邏輯磁盤。
需要特別注意的是,由于主分區(qū)之后的各個(gè)分區(qū)是通過(guò)一種單向鏈表的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)鏈接的,因此,若單向鏈表發(fā)生問(wèn)題,將導(dǎo)致邏輯磁盤的丟失。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)原理
既然要進(jìn)行數(shù)據(jù)的恢復(fù),當(dāng)然數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)原理我們不能不提,在這之中,我們還要介紹一下數(shù)據(jù)的刪除和硬盤的格式化相關(guān)問(wèn)題……
文件的讀取
操作系統(tǒng)從目錄區(qū)中讀取文件信息(包括文件名、后綴名、文件大小、修改日期和文件在數(shù)據(jù)區(qū)保存的第一個(gè)簇的簇號(hào)),我們這里假設(shè)第一個(gè)簇號(hào)是0023。
操作系統(tǒng)從0023簇讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù),然后再找到FAT的0023單元,如果內(nèi)容是文件結(jié)束標(biāo)志(FF),則表示文件結(jié)束,否則內(nèi)容保存數(shù)據(jù)的下一個(gè)簇的簇號(hào),這樣重復(fù)下去直到遇到文件結(jié)束標(biāo)志。
文件的寫入
當(dāng)我們要保存文件時(shí),操作系統(tǒng)首先在DIR區(qū)中找到空區(qū)寫入文件名、大小和創(chuàng)建時(shí)間等相應(yīng)信息,然后在Data區(qū)找到閑置空間將文件保存,并將Data區(qū)的第一個(gè)簇寫入DIR區(qū),其余的動(dòng)作和上邊的讀取動(dòng)作差不多。
文件的刪除
看了前面的文件的讀取和寫入,你可能沒(méi)有往下邊繼續(xù)看的信心了,不過(guò)放心,Win9x的文件刪除工作卻是很簡(jiǎn)單的,簡(jiǎn)單到只在目錄區(qū)做了一點(diǎn)小改動(dòng)――將目錄區(qū)的文件的第一個(gè)字符改成了E5就表示將改文件刪除了。
Fdisk和Format的一點(diǎn)小說(shuō)明
和文件的刪除類似,利用Fdisk刪除再建立分區(qū)和利用Format格式化邏輯磁盤(假設(shè)你格式化的時(shí)候并沒(méi)有使用/U這個(gè)無(wú)條件格式化參數(shù))都沒(méi)有將數(shù)據(jù)從DATA區(qū)直接刪除,前者只是改變了分區(qū)表,后者只是修改了FAT表,因此被誤刪除的分區(qū)和誤格式化的硬盤完全有可能恢復(fù)。