王老师课堂

一、目录
1、数据恢复概述
2、误删除、误格式化的恢复
3、文件头损坏的修复
4、分区表损坏的修复
5、硬盘物理损坏的数据恢复
6、硬盘固件区损坏的数据恢复

二、数据恢复概述
按照硬盘存储的原理，对硬盘进行重新分区、格式化以及删除文件其实都没有对数据区造成实质的损坏，数据是有可能找回来的。一般情况下，人们对于重要的数据总会谨慎操作的，因为误操作而删除的可能性不大。往往是在硬盘发生物理损坏的情况下，人们才会想到恢复数据，因此平时对数据经常性的备份是很有必要的。
另外，如无特别说明，本文的讨论范围是在Windows系列操作系统中。

三、误删除、误格式化的恢复
删除、格式化的操作其实只改变了FAT和DIR的内容，数据区的二进制数据依然安然无恙地躺在硬盘表面睡大觉呢。此时要借助一些软件来恢复数据，这种软件不通过操作系统访问硬盘，而是直接扫描硬盘数据区，找到每一个文件的文件头和文件结尾等信息，根据这些信息把该文件读取出来。常用的软件有：易我数据恢复，Final Data，Easy Recovery等。
有一点要强调一下，如果数据被误删除了，最好不要再往硬盘中写入数据，因为有可能会造成数据的覆盖，一旦数据被覆盖，普通的恢复软件就基本无能为力了。

四、文件头损坏的修复
有些文件在被恢复之后，文件的大小是正确的，却不能打开，特别是Microsoft Office系列的文档，打开会变成乱。这种情况往往是因为文件头部的信息被更改或者被覆盖，操作系统不能正确识别文件类型。每一种文件类型基本上都是由该文件的前几个字节决定的，同一文件类型的文件，其前几个字节都是相同的。这种情况可以使用二进制或者十六进制的编辑器（比如Ultra Editor、WinHEX等）以十六进制的模式分别打开损坏的文件和同类型的一个正常文件，然后将正常文件的前几个字节（一般是8个）复制到损坏的文件头部，即可修复。
可以用这种原理和方法对文件进行简单的加密，具体方法就不再详述了。

五、分区表损坏的修复
分区表损坏往往是因为MBR被修改而引起的，MBR包括引导程序和分区表两部分，使用相应的软件重新写入正确的参数即可。引导程序部分的问题一般可通过带参数的命令：

FDISK /MBR

来进行修复。分区表部分的问题可以通过Disk Genius这个软件来修复，找一张带有该工具的启动光盘，进入DOS，输入‘diskgen’进入该软件主界面，在‘工具’菜单中选择‘重建分区表’，然后选择‘交互模式’，该软件会扫描硬盘存储区域，查找每一个分区的开始和结束标志，根据查找结果确定分区表的参数。
另外还有一种方法，将分区表损坏的硬盘挂接在其他电脑上，在Windows界面下运行WinHEX，在‘工具’菜单中选择‘磁盘编辑器’（快捷键是F9），打开待修复的硬盘，在‘查看’菜单中选择‘模板管理器’，双击‘主引导记录’（英文版是‘Main Boot Record’），在其中输入正确的参数即可，这些参数可以在磁盘编辑界面通过查看原来的分区信息得到。

六、硬盘物理损坏的数据恢复
在概述中说过，通常数据恢复的对象是物理损坏的硬盘，此时只有先修好硬盘才能恢复数据。硬盘物理损坏一般有电路板损坏、盘片损坏、磁头损坏、固件区损坏等。电路板损坏需要换板，磁头损坏需要开盘换磁头，更换的部件都要满足一定的条件。盘片损坏程度较轻的可以用效率源软件的产品‘强力拷贝’或者其他类似功能的软件来强行读取数据，损坏严重的要用更加高科技的方法比如激光扫描等方法读取。固件区损坏的情况见下文。

七、硬盘固件区损坏的数据恢复
mercy在硬盘存储原理中提到，一般硬盘的存储区域包括五个部分，其实在这五个部分之外，在硬盘盘片的最外圈，还有一块区域，一般的操作系统和软件是访问不到的，这里叫做服务区（SA，Service Area），存放的是硬盘的固件（Firmware），也称为固件区。固件就是固化在硬盘上的软件，固件的作用是保证硬盘的正常工作，没有固件，硬盘就是一堆废铁。固件区如果损坏的话，硬盘就无法访问了，此时可以用一些专业的硬盘修复工具来对固件区进行修复。常用的软件有俄罗斯生产的PC3000，效率源公司的效率源硬盘修复工具等。

一、目录
1、概述
2、MBR（Main Boot Record）
3、DBR（DOS Boot Record）
4、FAT（File Allocation Table）
5、DIR（Directory）
6、DATA

二、概述
在硬盘术语中，主要介绍了硬盘的物理划分。在实际存储数据的时候，硬盘上的每一个磁道和扇区的地位并不是完全等同的。提到硬盘的存储结构，很多人马上会想到FAT、FAT32和NTFS，其实这些只是硬盘上存储区域的一个组成部分，一个功能正常的硬盘，应该包括五个部分：MBR（主引导记录），DBR（DOS引导记录），FAT（文件分配表），DIR（根目录区），DATA（数据区）。

三、MBR（Main Boot Record）
MBR（主引导记录，Main Boot Record）位于硬盘的0磁头0柱面1扇区，占用1个扇区大小（512字节），而DOS是从1磁头0柱面1扇区开始，因此DOS不能访问MBR。MBR包含了硬盘的引导程序和分区表。引导程序负责检查分区表是否正确，以及确定哪个分区为操作系统可引导，然后赋予该分区上启动程序以控制权，即完成操作系统的引导。分区表位于该扇区的最后64个字节，每个分区占用16个字节，因此一个物理硬盘上最多只能划分4个主分区。
MBR是由分区程序产生的，比如DOS的FDISK命令。它是独立于操作系统而存在的，其内容可以随意被更改，前提是能保证完成引导系统的任务，安装多系统就是利用这一点，Linux的引导程序之一GRUB就可以写入MBR。由于FDISK是DOS的分区工具，其修复MBR的命令：

FDISK /MBR

会把MBR的引导程序重写，在只有Windows系列操作系统时此命令很好用，如果此时有GRUB写入MBR，就会被覆盖掉而失去作用。

四、DBR（DOS Boot Record）
DBR（DOS引导记录，DOS Boot Record）一般位于硬盘0磁道1柱面1扇区，是操作系统可以直接访问的第一个扇区。DBR包括两部分：DOS引导程序和BPB（BIOS参数块，BIOS Parameter Block）。实际上每个逻辑分区都有一个DBR，其内容因与分区的类型、大小等有关而不尽相同。引导程序的作用是判断本分区根目录的前两个文件是不是操作系统的引导文件，如果是，就将控制权转交之。BPB记录本分区的重要参数，如：每扇区字节数，每簇扇区数，根目录项数，磁盘总扇区数，每磁道扇区数，总扇区数，文件系统类型等。
DBR是由高级格式化程序产生，例如DOS的FORMAT命令。

五、FAT（File Allocation Table）
FAT（文件分配表，File Allocation Table）紧接在DBR的后面，是硬盘文件组织的重要组成部分，其大小由其所在分区的大小以及文件分配单元（Allocation Unit）的大小决定，分配单元也称为簇（Cluster）。可以理解为FAT的每一个条目对应着一个簇的情况，通过查找FAT可以得知任一簇的使用情况。DOS存放数据的时候就是通过查找FAT找到第一个可用簇，然后从其开始分配存储空间给文件，其他操作系统操作也类似。
FAT因为对文件系统有着非常重要的作用，在设计之初就有两份，即在原FAT的后面新建一个一模一样的FAT作为备份，因此有第一文件分配表（FAT1）和第二文件分配表（FAT2）的说法。FAT的格式有很多，常见的有DOS的FAT12、FAT16、FAT32，Windows NT的NTFS，LINUX的Ext2、Ext3、SWAP等。

六、DIR（Directory）
DIR（根目录区，Boot Directory）紧接在第二文件分配表（FAT2）之后，记录着根目录下每个文件（或目录）的起始单元，以及文件的属性等。操作系统在定位文件是要根据DIR中的起始位置，再结合FAT就可以知道文件在磁盘上的具体位置和大小了。
需要注意的是，这种寻址方式（或文件定位方式）是Mircosoft的DOS和Windows所特有的，其他类型的操作系统并不会这样做。

七、DATA
DATA（数据区）是硬盘真正存放数据的地方，但如果没有前面几个区域，这部分区域只是一堆杂乱无章的二进制代码而已，不能表达任何意义。
最后补充说明一下，对硬盘分区，只是重写了MBR和DBR，而高级格式化只是重写了FAT和DIR，甚至删除文件也只是改写了FAT中的相关参数，这些操作都不会对数据区的数据产生破坏，因此删除文件、格式化甚至对硬盘进行分区之后，其中的数据还是有可能恢复的。

一、目录
1、磁道（Track）
2、柱面（Cylinder）
3、磁头（Head）
4、扇区（Sector）
5、CHS（Cylinder-Head-Sector）
6、LBA（Logical-Block-Addressing）

二、磁道（Track）
硬盘驱动器中负责存储数据的部位就是硬盘的盘片，硬盘的每一个盘片的表面，如果用来存储数据，就要做相应的处理。具体的方法就是将硬盘表面划分成很多个同心圆，每一个同心圆就叫做一个磁道（Track）。划分成同心圆而不是其他形状，是为了便于访问。要定位到某一点，只需要先定位到其所在的磁道上，然后等待盘片旋转到欲访问的位置即可。

三、柱面（Cylinder）
知道了磁道的概念，柱面（Cylinder）的概念就很容易理解。对于一块物理硬盘，其中所包含的盘片可能有一片，也有可能有两片、三片，甚至四片。即使只有一块盘片，人们往往也会同时用其上下两个面存放数据，这样就有可能会存在两个、四个、六个甚至八个表面，每个表面的磁道划分都是完全相同的。每个盘片上相同位置的磁道看上去就像在同一个圆柱体的表面上，于是我们就称之为柱面。换言之，柱面就是所有位置相同的磁道的集合。一个硬盘的柱面数与其某个盘片表面的磁道数是相同的。

四、磁头（Head）
磁头（Head）是硬盘中负责读写数据的部件，因为数据是记录在硬盘盘片表面上的，因此每一个存放数据的盘片表面都要有一个与之对应的磁头。一般情况下，硬盘盘片的两个表面都会用来存放数据的，因此磁头数往往是盘片数的二倍。有一些硬盘最上面一个盘片的上表面和最下面一个盘片的下表面不用来存放数据，此时磁头数等于盘片数乘以二再减去二。

五、扇区（Sector）
对硬盘划分磁道之后，并不能马上用它来存放数据，为了更合理的利用空间，还要把磁道划分成更小的区间。早期的硬盘是直接从盘片的圆心引出多条射线，将每个磁道等分成若干个扇环形，每一个扇环形的小区域就称之为一个扇区（Sector），每个扇区的容量都是相等的，而且是固定的，都是512字节（Byte）。但是这种划分方式有一个明显的缺点，磁道（或柱面）的半径越大，每个扇区所占用的面积越大，造成了硬盘空间的浪费。现在的大容量硬盘上，扇区的划分已经不是由从圆心引出的射线来等分了，而是每个磁道单独划分，充分利用硬盘的空间。

六、CHS（Cylinder-Head-Sector）
CHS（Cylinder-Head-Sector）是一种硬盘容量的表示方法。早期的硬盘每个磁道（或柱面）上扇区数都是相同的，则硬盘的容量可以由柱面、磁头、扇区数来求得，磁盘容量=柱面数×磁头数×扇区数×512字节。硬盘容量大小有三种表示方法：Normal、LBA、Large，CHS其实就是Normal方法，其中柱面（Cylinder）的最大值是1024，磁头（Head）的最大值是16，每柱面的扇区（Sector）的最大值是63，因此Normal模式能表示的最大硬盘容量=1024×16×63×512B=528MB。

七、LBA（Logical-Block-Addressing）
LBA（Logical-Block-Addressing）是另外一种硬盘容量表示方法，一般翻译为线性选址方式。大容量的硬盘扇区的划分方式更加合理，每磁道的扇区数不再相等，不能直接使用CHS寻址方式，此时就要用到线性选址方式（LBA）。LBA以扇区为单位，将磁盘上所有的扇区看作是一个连续的存储空间，要定位到硬盘上的某个位置，只需要给出其LBA数即可。硬盘驱动器表面上一般都标注了该硬盘的最大LBA数，硬盘容量=最大LBA数×512字节。为了与CHS模式相兼容，大容量的硬盘一般也支持模拟的CHS寻址，此时的CHS参数都是模拟出来的，而不是实际的物理值，比如在BIOS中看到的硬盘参数就是这样。Head的最大值可以是16，Sector的最大值可以是255。