Windows 系統數據恢復實驗教學探討

周安輝

（四川內江職業技術學院 四川 內江641000）

在我們的生活和工作中， 有大量敏感而重要的數據存儲在計算機系統的外存中， 一旦丟失則令人痛心不已，如果不能即時搶救與恢復，可能會給我們帶來巨大的經濟損失。此外，一些犯罪份子為掩蓋其犯罪行為故意損壞的數據， 司法鑒定取證也必須采用數據恢復技術進行相應的還原。因此，數據恢復產業應運而生。 面對日益增長的對數據恢復人才的需求， 讓高職計算機應用專業學生熟練掌握通用Windows系統下的幾款不同層次的數據恢復軟件， 提升其解決工作中遇到的數據丟失問題的能力是必要的。

實驗硬件環境要求

Windows 系統數據恢復實驗需要30 臺計算機 （BIOS 支持U盤/移動硬盤啟動， 內存1M 以上，安裝了WINXP/2003/7）；每臺計算機配置大容量移動硬盤和U 盤各一個。 U 盤存放可啟動計算機系統的數據恢復專用獨立工具包，移動硬盤存放數據恢復實驗所用的問題分區，來自于計算機硬盤中的可重用分區鏡像文件。

制作Windows 系統數據恢復專用獨立工具包

專用獨立工具包是采用Winpe 系統制作的可啟動ISO 文件，主要包括以下幾款數據恢復軟件：diskgenius v3.7.1 （國產免費版），PC Inspector File Recovery v4.0（英文免費版），FinalData 企業v3.0.8.1201（中文綠色版），EasyRecovery v6.1 （中 文 綠 色 版），RStudio v5.2（英文綠色版）。 數據恢復專用獨立工具包 （內置軟件）的制作步驟如下。

第一步 下載ISO 核心的簡版Winpe， 找到核心文件Winpe.is_， 用7-zip 或Winrar 解 壓 為Winpe.iso。

第二步 用UltraISO V9.5.2軟件打開Winpe.iso 進行編輯，在根目錄下新建一個文件夾，如Rtools， 將上述準備好的幾款數據恢復軟件的文件夾分別拖入此文件夾中。 提取WXPESYSTEM32P ECMD.INI 文件進行編輯， 修改環境變量設置語句TEAM ENVI W=%WinDir%|ENVI， ……，RT=%SystemDrive%Rtools； 找到程序菜單連接語句，添加LINK %Programs% 數據恢復DiskGenius3.7.1.1，%RT%diskgeniusDiskGenius.exe 語句， 其他軟件的連接添加類似，修改好后保存該文件， 用其替換Winpe.iso 中的PECMD.INI 文件，然后保存編輯好的Winpe.iso。

第三步 用makecab 命令將編輯好的Winpe.iso 壓回Winpe.is_。可制作一個reg 文件，內容如下。

Windows Registry Editor Version 5.00

[HKEY_CLASSES_ROOT*shell 轉為is_]

@=""

[HKEY_CLASSES_ROOT*shell 轉為is_command]

@="makecab /v3 /D CompressionType=LZX /D CompressionMemory=21 "%1""

執行該文件后，右擊要轉換的文件對象，彈出菜單中會出現添加的一個“轉為is_”命令，可直接用于轉換操作。

第四步 將制作好的Winpe.is_ 替換原有簡版Winpe 的該文件，并用UltraISO V9.5.2 將編輯好的數據恢復專用獨立工具包的Winpe 系統制作為可啟動光盤的ISO 文件，隨后可寫入U 盤或移動硬盤以備實驗使用。

幾款數據恢復軟件簡介

DiskGenius 一款國產的強大的磁盤管理軟件，帶有數據恢復功能， 可生成USB-HDD 啟動盤在DOS 下直接使用。

PC Inspector File Recovery一款免費的文件恢復軟件，簡單易用， 以目錄方式管理文件的恢復，可指定簇范圍搜索丟失的文件。

FinalData 企業版是一款較強的數據恢復工具， 操作界面簡潔，具有數據保護功能，可以很容易對格式化后的文件和被病毒破壞的文件進行恢復，甚至在極端的情況下， 目錄結構被部分破壞，數據文件已經被部分覆蓋以后，也可將剩余部分文件恢復出來。

EasyRecovery 一款威力較強的數據恢復工具，能夠幫助恢復丟失的數據以及重建文件系統。 在修復過程中不會對原數據進行改動，只是以讀的形式處理要修復的分區，主要是在內存中重建文件分區表使數據能夠安全地傳輸到其他驅動器中。

R-Studio 功能強大的專業級數據恢復、反刪除工具，提供對本地和網絡磁盤的支持， 還支持RAID恢復， 可以恢復跨區卷、RAID0、RAID1 及RAID5 的數據，并帶有靈活的參數設置， 讓用戶絕對控制數據的恢復。其帶有強大的鏡像功能，并且無論對什么類型的軟件類故障， 該數據恢復軟件會自動將分區結構、分區大小、分區類型、刪除的數據文件、 丟失的數據文件和無鏈接的單類型文件計算分析組合整理出來，讓你挑選想要恢復的數據。此外，該軟件還帶有高級磁盤編輯器，方便用戶手工恢復數據。

制作模擬軟件類故障的可重用分區鏡像

Windows 系統下的數據恢復是通過軟件方式進行數據修復的過程，并不涉及硬件維修。 常見的軟件類典型故障有：無法進入操作系統、分區丟失、目錄與文件丟失、文件無法讀取、亂碼顯示等。 雖然數據丟失的原因各異，但每種情況都有其特定的癥狀，所以根據癥狀可以人為模擬常見的軟件類故障，制作可重用分區鏡像文件。

利用R-Studio 軟件的高級磁盤編輯器， 能夠輕松編輯物理磁盤或邏輯磁盤的任意扇區， 可用于模擬制作常見的軟件類故障：（1）引導扇區故障，包括主引導記錄損壞、主分區表損壞、 引導區標志失效；（2）分區引導扇區故障，包括FAT32 分區的FAT 損壞、NTFS 分區的$MFT損壞等；（3） 其他軟件類故障。 而diskgenius 帶有備份分區到鏡像的工具， 可用它把模擬好的軟件類故障的分區制作為實驗所用的分區鏡像文件， 以備學生通過它把分區制作到移動硬盤上進行實驗。使用時，應該注意：為了提高效率，節省讀寫分區鏡像文件時間， 一般根據教學需要可把模擬的軟件類故障的分區設計為適當的小分區。

設計合理的Windows系統數據恢復實驗方案

要通過U 盤啟動計算機系統，利用制作好的可重用分區鏡像文件，在移動硬盤中實現Windows 系統數據恢復實驗，根據理論與實踐的關系與知識的連貫性，可設計出以下四層結構的實驗方案。

基礎實驗 在介紹了磁盤邏輯結構、分區與FAT32 與NTFS 分區等知識的基礎上， 利用diskgenius 可進行以下實驗：（1）快速分區、分區與格式化分區；（2）備份分區到鏡像文件或從鏡像文件還原分區；（3）利用鏡像文件制作好的數據恢復專用獨立工具包，實現U 盤啟動計算機系統；（4） 硬盤克隆、分區克隆；（5）備份分區表與還原分區表；（6）磁盤壞道檢測與修復， 順便介紹磁盤醫生NDD 修復0 磁道損壞；（7）重建主引記錄、檢查分區錯誤與重建分區表。

基本文件恢復實驗 可利用PC Inspector File Recovery 實現：（1）恢復已刪除的文件；（2）恢復丟失的文件/目錄；（3） 恢復被快速格式化的硬盤；（4）恢復丟失的驅動器。

高級數據恢復實驗 FinalData與EasyRecovery 除具有基本文件恢復功能外，還具有一定的文件修復功能，可用于office 文件、電子郵件和ZIP 文件的修復，但是它們能夠針對分區信息被破壞等原因導致邏輯驅動器不能識別的情況進行高級數據的恢復。 可進行以下實驗：（1）利用FinalData 恢復物理驅動器的指定扇區范圍的數據；（2）利用EasyRecovery 的高級恢復功能 修 復 主 引 導 扇 區（MBR）、BIOS參數塊（BPB）、分區表、文件分配表（FAT）或主文件表（MFT）、根目錄；（3） 利用EasyRecovery 的Raw恢復功能，逐扇區修復無文件系統結構信息的分區數據。

深度數據恢復實驗 利用RStudio 可以實現以下實驗：（1）創建磁盤鏡像、分區鏡像或部分分區的鏡像；（2）基本文件恢復操作，包括手動查找和搜索查找的數據恢復操作；（3）高級數據恢復操作，包括磁盤掃描、保存掃描結果、確認識別的優質分區與數據恢復操作；（4）利用高級磁盤編輯器，查看磁盤引導扇區信息、分區引導扇區和備份扇區信息，并進行扇區信息編輯的實驗；（5）利用高級磁盤編輯器， 手動恢復損壞的FAT32 與NTFS 分區信息等。

編制Windows 系統數據恢復實驗詳案

實驗詳案是保證教學順利完成的關鍵。 應逐一測試模擬的各類軟件類故障的解決方案，在獲取第一手資料的基礎上，遵循一個任務制定一個方案的原則，錄制和制作教學所用的屏幕視頻和演示文稿，并最終編寫出實驗詳案和教學計劃。 要保證在一定的教學周期內，讓學生根據實驗詳案和教學資料獨立地完成每個任務的操作，從而快速有效地幫助學生提高Windows系統的數據恢復動手能力。

□有話職說

人的天職在勇于探索真理。

——哥白尼

[1]劉乃琦，郭建東，張可.系統與數據恢復技術[M].成都：電子科技大學出版社，2008.

[2]戴士劍，涂彥暉.數據恢復技術（第2 版）[M].北京：電子工業出版社，2005.

[3]馬林.數據重現——文件系統原理精解與數據恢復最佳實踐[M].北京：清華大學出版社，2009.

[4]劉偉.數據恢復技術深度揭密[M].北京：電子工業出版社，2010.