數據恢復原理及常用恢復方法

摘要:無論是專業的計算機技術人員還是一般的普通用戶，都可能遇到存儲數據丟失的情況，因此數據恢復越來越多地引起了眾人的關注。了解數據恢復原理及掌握一些常用的邏輯數據恢復方法，不僅會給使用計算機的用戶帶來很大的方便，更會對數據丟失做出及時的處理，節省更多的時間。

關鍵詞:數據恢復;數據存儲;MBR;DBR;格式化

中圖分類號:TP309 文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2010)03-534-02

Data Recovery Principles and Common Recovery Methods

DUAN Dong-yan

(Dept. of Computer and Information Engineering， Heze University， Heze 274015， China)

Abstract: Whether a professional computer technician or an ordinary user， may experience loss of stored data， so data recovery more and more attracted everyone's attention. To understand the data recovery principle and have some common logical data recovery methods， not only give the computer's users great convenience， but also make timely processing to loss of data and save more time.

Key words: data recovery; data store; MBR; DBR; format

早期的數據恢復是一項專業性很強的工作，需對磁盤結構和文件系統有著透徹的了解。若要對數據庫數據進行修復和對加密文件進行解密，還必須具備過硬的數據庫知識和加解密知識。數據恢復在相當長的時間里罩著神秘的面紗，數據恢復技術也被一些人吹噓為旁人難窺門徑的高技術。其實并非如此，隨著數據恢復技術的進步，以及大量強大的數據恢復軟件的面世，往常不可企及的事現在非專業人員也可以問津了。對常見的數據丟失或損壞情況，如誤刪除或誤格式化、分區丟失、磁盤產生壞道、中低強度加密等，在一定條件下，普通用戶就可以借助數據恢復軟件或密碼破解軟件進行數據的恢復或修復。

1 數據恢復基礎知識

說到數據恢復，我們就不得不提到硬盤的數據結構、文件的存儲原理，甚至操作系統的啟動流程，這些是你在恢復硬盤數據時必須使用的基礎知識。

剛生產出來的硬盤是無法使用的，若要使用就先將它分區、格式化，然后再安裝上操作系統才可以使用。而在這一過程中，要將硬盤分成主引導區(MBR)，操作系統引導記錄區(DBR)、FAT表、DIR目錄區和DATA數據區等五個部分

MBR(Main Boot Record，主引導區)位于整個硬盤的0磁道0柱面1扇區中。不過在總共512字節 的主引導扇區中，MBR只占了其中的446字節，另外的64字節交給了DPT(Disk Partition Table，硬盤分區表)，最后的兩個字節“55AA”是分區的結束標志，其整體構成了硬盤的主引導扇區。

DBR(Dos Boot Record，操作系統引導區[1])，通常位于硬盤的0磁道1柱面1扇區，是操作系統可以直接訪問的第一個扇區，它包括一個引導程序和一個被稱為BPB(Bios Parameter Block)的分區參數記錄表，最后的結束標志為“55AA”。引導程序的主要任務是當MBR將系統控制權交給它時，判斷本分區跟目錄前兩個文件是不是操作系統的引導文件。如果確定存在，就把它讀入內存，并把控制權交給該文件。BPB參數塊記錄著本分區的起始扇區、結束扇區、文件存儲格式、硬盤介質描述符、根目錄大小、FAT個數，分配單元的大小等重要參數。DBR是由高級格式化程序(如Format.com等程序)所產生。

FAT(File Allocation Table，文件分配表)，是操作系統的文件尋址系統。為了防止意外損壞，FAT一般做兩個(也可以設置為一個)，第二個FAT為第一個FAT的備份。同一個文件的數據并不一定完整地存放在磁盤的一個連續的區域內，而往往會分成若干段，像一條鏈子一樣存放，這樣存放更多是為了讀寫速度上的考慮。由于硬盤上保存著段與段之間的連接信息，操作系統在讀取文件時，總是能夠準確地找到各段的位置并正確讀出。

在FAT區之后便是DIR目錄區與DATA數據區，其中目錄區起到定位的作用，通過這些目錄可以找到相應的數據。數據區是真正存儲數據的地方。

2 數據恢復原理

數據出現問題主要包括兩大類:邏輯問題和硬件問題，相對應的恢復也分別稱為軟件恢復和硬件恢復。本文主要從軟件恢復來討論數據的恢復方法。軟件恢復是指通過軟件的方式進行數據修復，整個過程并不涉及硬件維修。而導致數據丟失的原因往往是病毒感染、誤格式化、誤分區、誤克隆、誤刪除、操作斷電等。

事實上，造成軟件類數據丟失的原因十分復雜，每種情況都有特定的癥狀出現，或者多種癥狀同時出現。一般情況下，只要數據區沒有被徹底覆蓋，個人用戶通過相關軟件的使用，一般都可以順利恢復。以最普通的刪除操作為例，實際上此時保存在硬盤中的文件并沒有真正被完全覆蓋掉，而只是把指向這數據存儲空間的鏈條刪除了，真正的數據還是以二進制的方式存儲在硬盤上。只要這些數據不被覆蓋，通過一些特定的軟件方法，對這些存儲數據的磁盤進行掃描，通過對所掃描得到的數據進行分析，以一定的格式來進行編譯，就能夠在一定范圍內把丟失的數據找回來[2]。比如一塊硬盤或者是一個閃存，在Windows下進行高級格式化，實際上主要是對FAT表進行重新分配，把通向原來數據的通道給切斷了，這樣從表面上看起來是把磁盤進行格式化了，而實際上原來存儲的數據還存儲在盤片或是存儲元件上，通過對盤片或存儲元件進行掃描，然后按照主引導區、分區、DBR、FAT、文件實體恢復的順序來解決，可以在一定限度內對文件進行恢復。

當然也應當承認的是，盡管軟件類數據恢復有很多細節性的技巧與難以簡單表達的經驗，但是也的確存在現有軟件恢復技術無能為力的情況。如果硬盤中的數據被完全覆蓋或多次被部分覆蓋，很可能使用任何軟件也無法修復。

基于以上原因，當出現數據丟失的情況時，最主要的操作就是不要對原來存放數據的區域進行數據存儲或寫操作，以保持原來存放數據的區域不被改動，為數據恢復做好充足的準備。

3 數據恢復應用實踐

3.1 主引導區的恢復

對于開機自檢后提示\"Miss operation system\"而且DOS下查看C盤內容完整，這是屬于主引導區故障。另外在電腦啟動中，系統能夠通過自檢并檢測到硬盤，但在即將進入操作系統之前提示\"DISK BOOT FAILURE.INSERT SYSTEM DISK AND PRESS ENER\"，這也是主引導區錯誤[3]。對于這一類故障，可以用軟盤或是光盤來啟動，進行DOS系統，然后鍵入\"C:\"，看能否讀取C盤上的內容。如果C盤上的內容可以讀取的話，大家只要使用Fdisk/mbr命令就可以進行無條件重寫主引導區，這個方法一般都能成功，而且可以保留原有的數據。

當然即便是不能讀取C盤，我們也可以使用Fdisk/mbr命令。事實上Fdisk/mbr的作用十分明顯，也能對付一些主引導區病毒，大家一家要好好利用，這堪稱是對付硬盤在BIOS下可以識別而DOS下無法操作的第一工具。

3.2 分區表破壞

如用PQ Magic時操作失誤所導致的無法進入系統或者是進入系統后文件打不開等情況，即是典型的分區表故障。自動修復分區表的操作一般就是通過查找備份分區表并復制相應扇區，這里使用DiskGenius軟件。此軟件可以在純DOS系統下運行。操作方法:首先將此軟件拷入啟動盤，之后可以直接運行，進入此軟件的主界面后，按下F10就能夠輕松地自動恢復硬盤分區表。

3.3 修復DBR

對于一臺電腦，在Windows系統下打開一個分區時提示未被格式化，在DOS下進入此分區時提示\"General Fail Reading Drive\"。這種情況下，如果使用格式化工具對所要訪問的分區進行格式化，當然就很輕松地進入此分區，但代價就是此分區下所有的數據都將不復存在，此做法也與挽救數據的最終目的相違背。這時可以用WinHex軟件來修復DBR模板。在使用時可以把出問題的硬盤當作從盤進行掛接，隨后從打開的WinHex中選擇此硬盤，而后此軟件就可以使用硬盤中的分區表信息來處理分區，以達到修復的目的。

3.4 文件誤刪除的拯救

一般我們在刪除文件的時候，先是把文件進行邏輯刪除，文件會被邏輯地轉移到回收站。如果再想把刪除的數據找回來，就到回收站搜索就行了。但如果在刪除的時候按住了SHIFT鍵，那么就相當于把數據進行了物理刪除，而沒有通過回收站，這時候就無法通過一般的方法來找回刪除的數據了。這里可以用Easy Recovery或Final Data這兩個小軟件來進行恢復。比如Easy Recovery使用Ontrack公司復雜的模式識別技術找回分布在硬盤上不同文件的碎塊，并根據統計信息對這些文件碎塊進行重整。接著Easy Recovery在硬盤中建立一個虛擬的文件系統并列出所有的文件和目錄。哪怕整個分區都不可見或者硬盤上只有非常少的分區維護信息，Easy Recovery仍然可以高質量地找回文件。

3.5 因病毒侵害而導致的文件假丟失

有這么一類病毒，感染后會在根目錄下創建一個與原文件夾同名且可以運行的程序，使用殺毒軟件把病毒查殺后，原來的文件夾都變成隱藏的了，并且通過查看文件夾的屬性不能進行修改。雖然使用專業的修改軟件可以進行修改，但使用較為麻煩。這里可以使用Attrib命令。在Windows運行的過程中，打開MS-DOS，無論是Windows98，還是Window7.0，都可以通過運行CMD命令打開DOS，而后找到相應的盤符，輸入attrib /d /s –h –s，這樣就可以把隱藏的文件恢復到正常的狀態了。Attrib[4]是修改文件夾屬性的一個DOS命令，/d與/s是兩個開關，-h就是消除隱藏屬性。

4 結束語

總的來說，計算機技術發展到今天，信息數據的重要性日益引起了我們的注意，這也促進了數據存儲技術的不斷發展。當然再好的存儲也會遇到意外，除了通過數據冗余，以犧牲空間的方法來保證數據外，數據恢復技術也逐漸地走進了廣大計算機用戶的視野。了解數據存儲的基本原理并掌握簡單的數據恢復方法不僅可以讓用戶在數據丟失時不慌不亂，更能幫助用戶及時把丟失的數據找回來，雖然與專業的芯片級硬件維修無法比擬，但有時也會幫一時之需，節省寶貴時間。

參考文獻:

[1] 汪中夏，劉偉.數據恢復高級技術[M].北京:電子工業出版社，2006.

[2] 梁宇恩，沈建剛，梁啟來.計算機數據恢復技術[M].西安:西安電子科技大學出版社，2009.

[3] 王景輝.計算機硬盤維修與數據恢復[M].北京:高等教育出版社，2007.

[4] 邵喜強，朱宏斌.硬盤維修與數據恢復標準教程[M].北京:人民郵電出版社，2008.