淺談數據恢復技術在計算機操作中的應用

韓兵 國家新聞出版廣電總局564臺 李海坤 華北電力大學

淺談數據恢復技術在計算機操作中的應用

韓兵 國家新聞出版廣電總局564臺 李海坤 華北電力大學

計算機系統的廣泛應用帶來了數據的海量增長，但因各種原因造成的數據丟失或損壞也經常發生。如何通過數據恢復技術找回丟失的數據，成為人們關注的問題。本文介紹了數據恢復的概念和基本原理，并結合計算機日常使用，介紹了常見文檔的恢復方法。

數據恢復 計算機 應用

1 引言

數據作為用戶保存信息的有效載體，在計算機系統運行和應用中具有重要價值。相對于有形有價的存儲介質，無形的數據常常顯得更加珍貴。在日常計算機操作使用中，由于誤操作、病毒破壞、物理損壞、系統故障等原因引發的數據丟失時有發生，在影響計算機用戶正常使用的同時，也常常給使用單位帶來巨大損失。正是在這樣的背景下，數據恢復技術應運而生了。掌握數據恢復技術及其在計算機操作中的主要應用，有利于我們盡可能挽回數據丟失的損失，并給計算機日常安全與維護帶來極大便利。

2 數據恢復技術原理

所謂的數據恢復，簡單的說就是通過一定的技術手段，把各類存儲介質中已經丟失或遭到破壞的數據還原為正常數據的過程。通常，數據恢復可以分為“硬恢復”和“軟恢復”兩種。“硬恢復”是指存儲介質因外地破壞、機械故障等原因在物理上出現問題而導致數據無法讀取的恢復。此時，常常需要專業的數據恢復工程師配合專業數據恢復設備在無塵環境下維修發生故障的零件。“軟恢復”則是指因格式化誤刪或者病毒破壞等邏輯故障導致數據丟失的恢復。此時，除非數據已被完全覆蓋，否則大部分可以通過數據恢復軟件恢復出來。

要了解數據恢復技術的基本原理，必須從認識計算機系統的數據存儲過程開始。在計算機系統中，扇區是硬盤存放數據的基本單位。為了方便對硬盤存儲空間的管理，系統在分區時會在硬盤的第一個扇區建立主引導記錄（MBR），用于標注硬盤的分區數量、每個分區的大小，起始位置等信息。當主引導記錄因為各種原因（硬盤壞道、病毒、誤操作等）被破壞后，存儲在扇區的數據通常并沒有丟失。根據數據信息特征，我們可以重新推算分區大小及位置，重新標注主引導記錄，這樣丟失的分區就找回來了。

為了管理文件存儲，分區完畢后格式化程序會根據分區大小，將分區劃分為目錄文件分配區和數據區。當我們向硬盤里存放文件時，系統首先會在文件分配表內寫上文件名稱、大小，并根據數據區的空閑空間在文件分配表中寫上文件內容在數據區的起始位置，然后開始向數據區寫上文件的真實內容。當我們執行刪除操作時，系統只是在文件分配表內在該文件前面寫一個刪除標志，表示該文件所占用的空間已被“釋放”，而不會立即刪除數據區內該文件的真實內容。因此，只要刪除文件所占用的空間還沒有被新的內容覆蓋，就可以借助數據恢復工具把數據恢復出來。如果文件分配表遭到破壞，雖然每個文件的真實內容還存放在數據區，系統卻因為無法定位到文件而認為文件已經不存在。此時，只要我們能重建文件分配表，存儲在數據區的數據就仍然能夠恢復回來。當將一個分區格式化后又寫入新內容，新數據只是覆蓋掉分區前部分空間,該分區剩余空間數據區上無序內容仍然有可能被重新組織,將數據恢復出來。

3 Windows常見文檔的恢復

工作中經常遇到的MS office文件、壓縮文件、視頻文件、音頻文件、圖片文件、郵件等，都有可能遭遇數據丟失的情況。對于因誤操作和病毒感染等邏輯問題引發的數據丟失，學會運用軟恢復技術和相應工具及時恢復此類文件，對日常工作非常重要。為避免因數據恢復過程中破壞數據，降低數據完全喪失的可能性，應該在數據恢復前根據實際情況確定是否對故障磁盤進行鏡像，以保存丟失數據的副本。

3.1 刪除文件的恢復

一般情況下，只要數據區沒有被徹底覆蓋，用戶通過相關軟件順利恢復數據的幾率很大。例如，最普通的刪除文件操作是對被刪除文件修改文件頭的前兩個代碼，這種修改映射在文件分配表中，就為文件作了刪除標記，但文件的內容仍保存在原簇，只要不被后來保存的數據覆蓋，數據就仍在磁盤上，且文件分配表中也有它的信息，這個文件可以使用軟件工具得到恢復。即使后來有新的數據寫入該文件保存的簇上，只要不是整個簇被覆蓋，就會存在文件殘留部分，這個文件就有恢復的機會。但是，文件被刪除后，如果它所占的簇被存入其它數據且完全覆蓋，文件在分配表中的信息就會被新的文件映射所代替，這樣的文件一般很難恢復。對刪除的word等office文檔，除了使用恢復軟件外，還可以通過在其安裝目錄下找到隱藏的臨時文件直接恢復。這是因為，office軟件會對用戶當前操作的文件生成一個備份文件，而且不會自動刪除。只要找到備份文件并消除臨時文件的隱藏狀態，然后把后綴名改為*.doc，就可能實現文檔的成功恢復。

3.2 分區表損壞恢復

因意外斷電、軟件錯誤等引發的分區表損壞是一種比較常見的數據讀取故障，其直接表現就是用戶看不到分區存在，也無法訪問其中的數據。此時，除主引導記錄扇區外，其它扇區基本沒有任何錯誤，可以通過數據恢復軟件找回丟失的數據。比如，Easy Recovery就是一款能夠恢復丟失的數據以及重建文件系統的專業硬盤數據恢復工具。除了能修復硬盤中丟失的引導記錄、BIOS參數數據塊、分區表、FAT表和引導區等，Easy Recovery還能修復MS Office文件、zip壓縮文件和郵件等。通常，在Windows系統下打開一個分區時可能會提示“未被格式化”，并且詢問是否對其進行格式化。這種情況大多時由分區表損壞引起的。此時，如果選擇格式化命令，將會向磁盤中寫入代碼或對某些區域進行清零操作。為了盡可能挽救其中的數據，應該禁止對其進行格式化操作，而是使用數據恢復軟件修復DBR模板，以達到修復的目的。

3.3 格式化恢復

格式化是指對硬盤或其中的分區進行初始化的操作，格式化后磁盤或分區中的所有文件將被清除。硬盤在進行高級格式化時，系統并不是把DATA區的所有數據清除，而只是把相應的FAT表和FDT表進行重寫，即徹底刪除所有的文件和子目錄，使其FDT和FAT中都不會再有文件或者目錄記錄登記項，從而釋放存儲空間。但是，快速格式化后，其子目錄下的文件目錄項還保留著。此時，可以使用Easy Recovery中的格式化恢復功能進行恢復。硬盤低級格式化將重新劃分硬盤的柱面和磁道，再將磁道劃分為若干個扇區，并用某個數字對該卷的數據區從頭到尾進行填充，此時就不能恢復其分區中的數據了。

4 結語

隨著數據恢復市場的擴大，各國和大公司都投巨資對數據恢復技術進行研發，使數據恢復技術日新月異，新技術不斷涌現，特別是覆蓋數據的恢復更成為各國爭奪的焦點，我國只有加強投入，迎難而上，才能在數據恢復領域不至于落后太多，才能保證重要部門的數據安全，減少數據災難的損失。通過以上幾個實踐案例及總結的一些技巧，已經可以簡單感受到數據恢復軟件工具的使用情況。雖然過程簡要，但是要真正了解、熟悉數據恢復技術、數據恢復方法，仍需通過長期的理論探究、實踐及應用過程。