探究計算機硬盤故障數(shù)據(jù)恢復技術

何穎堯

摘要：近年來，我國科技水平的不斷提升極大地促進著計算機技術的進步，并且計算機被廣泛應用于各個領域當中，為人們的工作、學習及生活帶來了巨大的便利。硬盤作為計算機的重要硬件，一旦出現(xiàn)故障問題極易導致大量數(shù)據(jù)信息丟失、泄露，造成巨大損失。因此，該文重點探究如何實現(xiàn)對計算機硬盤故障數(shù)據(jù)的有效恢復。

關鍵詞：計算機硬盤;故障;數(shù)據(jù)恢復

中圖分類號：TP3? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）18-0225-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

計算機的出現(xiàn)和應用，助推了社會發(fā)展和進步。在計算機使用過程中，計算機病毒、硬件故障和人為因素等諸多影響因素容易造成計算機硬盤出現(xiàn)故障問題，進而導致重要數(shù)據(jù)信息丟失，給用戶造成巨大損失。為了及時恢復故障數(shù)據(jù)，保護信息，就要重視計算機硬盤故障數(shù)據(jù)恢復技術的應用，從而安全有效地解決計算機硬盤數(shù)據(jù)恢復難題。

1計算機硬盤故障概述

硬盤作為計算機設備的核心部分，一旦出現(xiàn)故障問題，輕則導致數(shù)據(jù)丟失，重則導致計算機癱瘓。導致計算機硬盤出現(xiàn)故障的原因，主要包括以下幾個方面：

1）硬件的故障

計算機存儲介質老化、磁頭變形、磁盤斷裂，磁盤劃傷、磁頭放大器損壞等，均會導致硬盤出現(xiàn)故障問題，進而導致數(shù)據(jù)丟失、損壞[1]。計算機硬件故障所造成的數(shù)據(jù)丟失和損壞，修復難度較大，因此為減少損失，降低故障問題的發(fā)生概率，必須要定期做好計算機硬件的保養(yǎng)維護工作，及時更換老舊零部件。

2）惡意程序的影響

計算機使用期間，極易遭受病毒的入侵，病毒入侵后可以通過U盤等進入計算機硬盤當中，導致數(shù)據(jù)泄露、丟失、損壞。尤其是當前計算機病毒種類越來越多，若計算機感染病毒，輕則導致數(shù)據(jù)丟失、泄露，嚴重的則會導致計算機系統(tǒng)癱瘓、硬盤損壞，給用戶造成巨大損失。病毒入侵計算機后，會改變硬盤的可執(zhí)行文件，進而損壞數(shù)據(jù)。計算機連接到網(wǎng)絡為黑客的入侵提供了便利，黑客非法入侵后，會篡改、破壞硬盤數(shù)據(jù)，因此積極做好安全防護工作顯得至關重要。

3）不良的操作習慣

如果沒有形成良好的操作習慣，在使用計算機的過程中，也會給硬盤的運行造成一定的影響，加快硬盤老化。尤其是一些計算機初學者，不具備較高的操作技能，在操作計算機的過程中存在刪除系統(tǒng)文件、將硬盤格式化等一系列的錯誤操作，均會在一定程度上損壞硬盤數(shù)據(jù)。此外，在重裝系統(tǒng)的過程中沒有進行正確的分區(qū)，也極大地增加了計算機硬盤故障的發(fā)生概率。

2 計算機硬盤故障數(shù)據(jù)恢復原理及意義分析

2.1 硬盤數(shù)據(jù)恢復的原理

計算機硬盤數(shù)據(jù)丟失、損壞是由多種因素所導致的，針對硬盤當中尚未被完全掩蓋的數(shù)據(jù)，使用數(shù)據(jù)恢復軟件能夠修復部分數(shù)據(jù)信息，也可以使用操作系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)信息的地址來尋找丟失的硬盤數(shù)據(jù)，特別是一些已經(jīng)被覆蓋的數(shù)據(jù)信息。為實現(xiàn)快速恢復，應借助差錯校驗的方式實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的有效恢復，每一個人的計算機操作能力存在差異，對計算機硬盤數(shù)據(jù)恢復的認知也存在不同，因此要想提升計算機硬盤故障維修水平，就要重視計算機硬盤故障數(shù)據(jù)恢復技術的應用，達到良好的數(shù)據(jù)信息恢復效果，減少損失。

2.2 硬盤數(shù)據(jù)恢復的意義

信息時代背景下，計算機的應用越來越廣泛，其作用也越來越大。隨著計算機性能的不斷提高，能夠實現(xiàn)即時化溝通交流，并且能夠將海量的數(shù)據(jù)信息資料存儲于計算機硬盤當中，這些數(shù)據(jù)信息資料具備較高的價值，一旦丟失、泄露、損壞，將會給用戶造成巨大的損失，若是企業(yè)數(shù)據(jù)信息被泄露，對企業(yè)發(fā)展所帶來的影響是致命的。無論是個人還是企業(yè)，一旦計算機硬盤數(shù)據(jù)信息泄露、丟失，均會造成極大的影響。面對當前信息數(shù)據(jù)丟失的問題，要引起足夠的重視，采取有效措施做好計算機硬盤故障數(shù)據(jù)恢復工作，并強化計算機硬盤管理維護，降低硬盤故障問題的發(fā)生概率，同時也能夠及時恢復丟失的數(shù)據(jù)，減少損失，保證計算機硬盤數(shù)據(jù)信息的安全有效存儲。

3計算機硬盤故障數(shù)據(jù)恢復技術探討

3.1 DBR恢復

計算機運行期間，DBR出現(xiàn)故障后會無法打開硬盤，顯示沒有格式化并且無法正常啟動。面對該故障問題，大多采用高級、快速、完整格式化的方法來進行解決，但大多只能解決磁盤無法打開的問題，無法實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的有效恢復。目前，常見的修復方法是使用WinHex重寫DBR模板，掛接操作問題磁盤，再在WinHex中選擇發(fā)生故障的磁盤以避開DBR信息，然后處理分區(qū)中的信息，進入扇區(qū)修復，最后打開硬盤并恢復磁盤數(shù)據(jù)。

3.2 MBR恢復

MBR中分區(qū)信息被破壞的情況下，大多會無法找到主分區(qū)和擴展分區(qū)，對于邏輯分區(qū)的影響并不大。 因此要想恢復數(shù)據(jù)則需要恢復MBR中的分區(qū)信息。MBR分區(qū)信息主要是由LBA地址和分區(qū)大小兩部分所組成的[2]。硬盤分區(qū)包括主分區(qū)和擴展分區(qū)，并且擴展分區(qū)包含多個邏輯分區(qū)。大多數(shù)分區(qū)軟件為MBR保留63個扇區(qū)，因此63是主分區(qū)起始扇區(qū)的LBA地址。主分區(qū)和擴展分區(qū)的大小與第一個EBR的LBA地址密切相關，經(jīng)計算：主分區(qū)大小等于第一個EBR的LBA地址63，擴展分區(qū)大小等于硬盤總大小減去第一個EBR的LBA地址。除此之外，還可以通過搜索邏輯驅動器的起始扇區(qū)DBR來合理地確定分區(qū)信息中的分區(qū)類型（擴展分區(qū)的分區(qū)類型為05），并且起始扇區(qū)和結束扇區(qū)的C/H/S地址不即可。在弄清主分區(qū)和擴展分區(qū)的基本信息后，可以使用WinHex等軟件將計算出的數(shù)值和分區(qū)類型寫入MBR，從而將MBR中損壞的分區(qū)信息進行恢復。

3.3 EBR恢復

當EBR損壞時，擴展分區(qū)的分區(qū)鏈將斷開，并且無法識別EBR所指向的邏輯分區(qū)及后續(xù)的邏輯分區(qū)，和MBR故障相比較而言，EBR故障恢復難度更高。EBR的分區(qū)表項有兩個：其中一個用來記錄邏輯分區(qū)起始扇區(qū)的LBA地址和邏輯分區(qū)的大小，若還有下一個邏輯分區(qū)，則第二個分區(qū)表項將記錄下一個邏輯分區(qū)的LBA地址和分區(qū)大小。以某隨機邏輯分區(qū)為例，計算起始扇區(qū)地址和大小的方法為：起始扇區(qū)的LBA地址等于下一個EBR的LBA地址減去63，分區(qū)大小等于上一個擴展分區(qū)大小減去63。當EBR損壞時，可以通過搜索之前和之后的EBR，并利用前述計算方法得到EBR的分區(qū)信息，然后再利用WinHex軟件來重新寫入計算的數(shù)值，最終將擴展分區(qū)鏈條恢復。

3.4 硬盤分區(qū)表損壞的恢復

計算機遭受病毒的入侵或者用戶錯誤操作可能會導致硬盤分區(qū)表損壞，計算機正常工作狀態(tài)下突然斷電也是損壞硬盤分區(qū)表的重要因素。針對這一故障問題所采取的數(shù)據(jù)損壞修復，可以使用DiskMan軟件修復，該軟件操作簡單。計算機每個硬盤分區(qū)是不同的，使用DiskMan軟件來進行數(shù)據(jù)恢復，其恢復率能夠達到90%左右。DiskMan軟件有著明顯的應用優(yōu)勢，支持較多的分區(qū)文件格式，因此無論是NTFS文件格式分區(qū)表還是EXT文件格式分區(qū)表出現(xiàn)損壞，均能夠進行有效的恢復。我們還可以使用Finaldata軟件來恢復數(shù)據(jù)，首先使用Finaldata軟件將主分區(qū)恢復，接著啟動操作系統(tǒng)并使用Finaldata軟件將其他分區(qū)的數(shù)據(jù)恢復。如果硬盤是FAT或者是FAT32分區(qū)格式，可以使用NDD軟件進行數(shù)據(jù)的恢復，并且能夠起到良好的數(shù)據(jù)恢復效果，在操作中首先使用分區(qū)軟件進行重新分區(qū)，分區(qū)后禁止格式化操作。由于部分分區(qū)軟件在分區(qū)的過程中會默認格式化操作，所以分區(qū)操作過程中要取消連帶操作。完成分區(qū)工作后重啟計算機，并打開NDD軟件，使用Diagnose診斷，NDD軟件在掃描的過程中首先掃描的是硬盤，如硬盤存在問題會發(fā)出提示，然后按照提示項選擇所需要恢復的內容，完成修復工作后重啟計算機，就可以恢復硬盤分區(qū)文件。

3.5 引導扇區(qū)數(shù)據(jù)的恢復

計算機操作系統(tǒng)引導扇區(qū)數(shù)據(jù)破壞的情況下，打開計算機的時候會提示分區(qū)數(shù)據(jù)丟失、損壞。在處理這一問題的時候，首先需要使用format軟件將操作系統(tǒng)引導扇區(qū)中的數(shù)據(jù)恢復，或者使用winhex軟件恢復數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)修復過程中需要將硬盤連接到其他電腦上，然后使用軟件來恢復硬盤各項數(shù)據(jù)。

3.6 文件分配表FAT數(shù)據(jù)的恢復

文件分配表FAT準確記錄著硬盤數(shù)據(jù)的存儲路徑，若文件分配表損壞，則數(shù)據(jù)就會丟失。通常情況下，計算機系統(tǒng)有兩個FAT表，其中一個損壞后可以利用另一個進行覆蓋修復。當前眾多的工具軟件都能夠實現(xiàn)對文件分配表的修復，應用較為便利。如果兩個分配表文件均遭受破壞，會極大地增加硬盤數(shù)據(jù)恢復難度。若是文件中的數(shù)據(jù)依然在硬盤數(shù)據(jù)區(qū)當中，在這個時候可以利用scandisk命令來掃描計算機硬盤，進而得到.chk文件，這便是丟失fat鏈的扇區(qū)文件，如果是文本格式文件，可以從中提取并進行合并，最終得到完整的文件，如果文件為二進制格式，其數(shù)據(jù)恢復難度大，效果并不會很理想。

3.7 誤操作導致硬盤數(shù)據(jù)損失的恢復

在計算機使用的過程中，如果出現(xiàn)錯誤的操作，例如：格式化、誤刪除等，極易導致硬盤數(shù)據(jù)的丟失，這是當前計算機硬盤故障數(shù)據(jù)丟失的主要原因。這些文件被刪除后，文件所在數(shù)據(jù)區(qū)并不會出現(xiàn)較大的變化，僅僅是文件首字節(jié)會出現(xiàn)變化，此時要想恢復，難度較低，操作便利。在對硬盤文件所在分區(qū)格式化之后，其數(shù)據(jù)也沒有從數(shù)據(jù)區(qū)清除，只是重建FAT以及扇區(qū)文件，并不會給原文件造成影響。誤刪除分區(qū)時，并沒有從硬盤直接刪除數(shù)據(jù)，僅僅是清除了分區(qū)表中的對應分區(qū)信息而已。在解決誤操作所導致的數(shù)據(jù)信息丟失問題的時候，利用finaldata軟件掃描丟失文件的分區(qū)即可找到并恢復丟失的文件。在操作過程中，在選擇需要恢復文件的保存位置的時候，禁止將文件保存于誤格式化分區(qū)中和誤刪除分區(qū)中，避免數(shù)據(jù)覆蓋甚至被破壞，影響計算機硬盤數(shù)據(jù)的有效恢復。

3.8 壞道修復屏蔽恢復技術

計算機硬盤在運行的過程中，極易出現(xiàn)部分壞道的現(xiàn)象，這也會導致出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的問題。硬盤壞道問題的存在，嚴重影響著計算機硬盤的應用穩(wěn)定性及有效性。為了使硬盤具備更加長久的使用壽命，應用壞道修復屏蔽恢復技術來處理硬盤壞道的問題顯得至關重要。利用軟件來修復計算機硬盤壞道，可修復狀況下能夠快速修復，如果無法使用軟件修復壞道，那么可以應用壞道屏蔽技術來完成修復工作。需要注意的是，在壞道修復或者壞道屏蔽的過程中，首先需要恢復重要的數(shù)據(jù)，盡可能地減少損失。采取壞道屏蔽技術所修復的計算機硬盤，由于部分壞道被屏蔽，因此其存儲空間會在一定程度上縮小，所以在應用該技術的過程中需要先對硬盤進行掃描，完成掃描工作后需要對壞道區(qū)域的起止柱面進行準確的記錄，然后結合柱面序列號來隱藏柱面，最終實現(xiàn)對壞道區(qū)域的屏蔽或者隱藏。

4結語

綜上所述，硬盤作為計算機設備的重要組成部分，一旦出?現(xiàn)故障問題，將會導致重要數(shù)據(jù)信息被泄露，給用戶造成巨大損失。因此，要高度重視計算機硬盤故障數(shù)據(jù)修復工作，合理應用數(shù)據(jù)修復技術，減少損失。同時要做好計算機硬盤安全管理工作，降低故障問題的發(fā)生概率，保證計算機的安全使用，提升用戶使用體驗。

參考文獻：

[1] 張興廣.淺議計算機硬盤故障數(shù)據(jù)恢復技術[J].通訊世界，2019，26（5）：78-79.

[2] 陳培德，吳建平，王一景，等.GPT磁盤克隆成MBR磁盤后數(shù)據(jù)恢復的研究[J].計算機技術與發(fā)展，2020，30（5）：94-98.

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