探究計(jì)算機(jī)硬盤故障數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)

何穎堯

摘要：近年來，我國科技水平的不斷提升極大地促進(jìn)著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，并且計(jì)算機(jī)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，為人們的工作、學(xué)習(xí)及生活帶來了巨大的便利。硬盤作為計(jì)算機(jī)的重要硬件，一旦出現(xiàn)故障問題極易導(dǎo)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(diǎn)探究如何實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)硬盤故障數(shù)據(jù)的有效恢復(fù)。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)硬盤;故障;數(shù)據(jù)恢復(fù)

中圖分類號(hào)：TP3? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）18-0225-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和應(yīng)用，助推了社會(huì)發(fā)展和進(jìn)步。在計(jì)算機(jī)使用過程中，計(jì)算機(jī)病毒、硬件故障和人為因素等諸多影響因素容易造成計(jì)算機(jī)硬盤出現(xiàn)故障問題，進(jìn)而導(dǎo)致重要數(shù)據(jù)信息丟失，給用戶造成巨大損失。為了及時(shí)恢復(fù)故障數(shù)據(jù)，保護(hù)信息，就要重視計(jì)算機(jī)硬盤故障數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)的應(yīng)用，從而安全有效地解決計(jì)算機(jī)硬盤數(shù)據(jù)恢復(fù)難題。

1計(jì)算機(jī)硬盤故障概述

硬盤作為計(jì)算機(jī)設(shè)備的核心部分，一旦出現(xiàn)故障問題，輕則導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，重則導(dǎo)致計(jì)算機(jī)癱瘓。導(dǎo)致計(jì)算機(jī)硬盤出現(xiàn)故障的原因，主要包括以下幾個(gè)方面：

1）硬件的故障

計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)老化、磁頭變形、磁盤斷裂，磁盤劃傷、磁頭放大器損壞等，均會(huì)導(dǎo)致硬盤出現(xiàn)故障問題，進(jìn)而導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失、損壞[1]。計(jì)算機(jī)硬件故障所造成的數(shù)據(jù)丟失和損壞，修復(fù)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(jì)算機(jī)硬件的保養(yǎng)維護(hù)工作，及時(shí)更換老舊零部件。

2）惡意程序的影響

計(jì)算機(jī)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(jìn)入計(jì)算機(jī)硬盤當(dāng)中，導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄露、丟失、損壞。尤其是當(dāng)前計(jì)算機(jī)病毒種類越來越多，若計(jì)算機(jī)感染病毒，輕則導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失、泄露，嚴(yán)重的則會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)系統(tǒng)癱瘓、硬盤損壞，給用戶造成巨大損失。病毒入侵計(jì)算機(jī)后，會(huì)改變硬盤的可執(zhí)行文件，進(jìn)而損壞數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)連接到網(wǎng)絡(luò)為黑客的入侵提供了便利，黑客非法入侵后，會(huì)篡改、破壞硬盤數(shù)據(jù)，因此積極做好安全防護(hù)工作顯得至關(guān)重要。

3）不良的操作習(xí)慣

如果沒有形成良好的操作習(xí)慣，在使用計(jì)算機(jī)的過程中，也會(huì)給硬盤的運(yùn)行造成一定的影響，加快硬盤老化。尤其是一些計(jì)算機(jī)初學(xué)者，不具備較高的操作技能，在操作計(jì)算機(jī)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(cuò)誤操作，均會(huì)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(jìn)行正確的分區(qū)，也極大地增加了計(jì)算機(jī)硬盤故障的發(fā)生概率。

2 計(jì)算機(jī)硬盤故障數(shù)據(jù)恢復(fù)原理及意義分析

2.1 硬盤數(shù)據(jù)恢復(fù)的原理

計(jì)算機(jī)硬盤數(shù)據(jù)丟失、損壞是由多種因素所導(dǎo)致的，針對(duì)硬盤當(dāng)中尚未被完全掩蓋的數(shù)據(jù)，使用數(shù)據(jù)恢復(fù)軟件能夠修復(fù)部分?jǐn)?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(shí)現(xiàn)快速恢復(fù)，應(yīng)借助差錯(cuò)校驗(yàn)的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的有效恢復(fù)，每一個(gè)人的計(jì)算機(jī)操作能力存在差異，對(duì)計(jì)算機(jī)硬盤數(shù)據(jù)恢復(fù)的認(rèn)知也存在不同，因此要想提升計(jì)算機(jī)硬盤故障維修水平，就要重視計(jì)算機(jī)硬盤故障數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)的應(yīng)用，達(dá)到良好的數(shù)據(jù)信息恢復(fù)效果，減少損失。

2.2 硬盤數(shù)據(jù)恢復(fù)的意義

信息時(shí)代背景下，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛，其作用也越來越大。隨著計(jì)算機(jī)性能的不斷提高，能夠?qū)崿F(xiàn)即時(shí)化溝通交流，并且能夠?qū)⒑Ａ康臄?shù)據(jù)信息資料存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)硬盤當(dāng)中，這些數(shù)據(jù)信息資料具備較高的價(jià)值，一旦丟失、泄露、損壞，將會(huì)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(duì)企業(yè)發(fā)展所帶來的影響是致命的。無論是個(gè)人還是企業(yè)，一旦計(jì)算機(jī)硬盤數(shù)據(jù)信息泄露、丟失，均會(huì)造成極大的影響。面對(duì)當(dāng)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(jì)算機(jī)硬盤故障數(shù)據(jù)恢復(fù)工作，并強(qiáng)化計(jì)算機(jī)硬盤管理維護(hù)，降低硬盤故障問題的發(fā)生概率，同時(shí)也能夠及時(shí)恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù)，減少損失，保證計(jì)算機(jī)硬盤數(shù)據(jù)信息的安全有效存儲(chǔ)。

3計(jì)算機(jī)硬盤故障數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)探討

3.1 DBR恢復(fù)

計(jì)算機(jī)運(yùn)行期間，DBR出現(xiàn)故障后會(huì)無法打開硬盤，顯示沒有格式化并且無法正常啟動(dòng)。面對(duì)該故障問題，大多采用高級(jí)、快速、完整格式化的方法來進(jìn)行解決，但大多只能解決磁盤無法打開的問題，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的有效恢復(fù)。目前，常見的修復(fù)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(jìn)入扇區(qū)修復(fù)，最后打開硬盤并恢復(fù)磁盤數(shù)據(jù)。

3.2 MBR恢復(fù)

MBR中分區(qū)信息被破壞的情況下，大多會(huì)無法找到主分區(qū)和擴(kuò)展分區(qū)，對(duì)于邏輯分區(qū)的影響并不大。 因此要想恢復(fù)數(shù)據(jù)則需要恢復(fù)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(kuò)展分區(qū)，并且擴(kuò)展分區(qū)包含多個(gè)邏輯分區(qū)。大多數(shù)分區(qū)軟件為MBR保留63個(gè)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(kuò)展分區(qū)的大小與第一個(gè)EBR的LBA地址密切相關(guān)，經(jīng)計(jì)算：主分區(qū)大小等于第一個(gè)EBR的LBA地址63，擴(kuò)展分區(qū)大小等于硬盤總大小減去第一個(gè)EBR的LBA地址。除此之外，還可以通過搜索邏輯驅(qū)動(dòng)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(kuò)展分區(qū)的分區(qū)類型為05），并且起始扇區(qū)和結(jié)束扇區(qū)的C/H/S地址不即可。在弄清主分區(qū)和擴(kuò)展分區(qū)的基本信息后，可以使用WinHex等軟件將計(jì)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(jìn)行恢復(fù)。

3.3 EBR恢復(fù)

當(dāng)EBR損壞時(shí)，擴(kuò)展分區(qū)的分區(qū)鏈將斷開，并且無法識(shí)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(fù)難度更高。EBR的分區(qū)表項(xiàng)有兩個(gè)：其中一個(gè)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(gè)邏輯分區(qū)，則第二個(gè)分區(qū)表項(xiàng)將記錄下一個(gè)邏輯分區(qū)的LBA地址和分區(qū)大小。以某隨機(jī)邏輯分區(qū)為例，計(jì)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(gè)EBR的LBA地址減去63，分區(qū)大小等于上一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)大小減去63。當(dāng)EBR損壞時(shí)，可以通過搜索之前和之后的EBR，并利用前述計(jì)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(jì)算的數(shù)值，最終將擴(kuò)展分區(qū)鏈條恢復(fù)。

3.4 硬盤分區(qū)表損壞的恢復(fù)

計(jì)算機(jī)遭受病毒的入侵或者用戶錯(cuò)誤操作可能會(huì)導(dǎo)致硬盤分區(qū)表損壞，計(jì)算機(jī)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(duì)這一故障問題所采取的數(shù)據(jù)損壞修復(fù)，可以使用DiskMan軟件修復(fù)，該軟件操作簡單。計(jì)算機(jī)每個(gè)硬盤分區(qū)是不同的，使用DiskMan軟件來進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)，其恢復(fù)率能夠達(dá)到90%左右。DiskMan軟件有著明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，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(jìn)行有效的恢復(fù)。我們還可以使用Finaldata軟件來恢復(fù)數(shù)據(jù)，首先使用Finaldata軟件將主分區(qū)恢復(fù)，接著啟動(dòng)操作系統(tǒng)并使用Finaldata軟件將其他分區(qū)的數(shù)據(jù)恢復(fù)。如果硬盤是FAT或者是FAT32分區(qū)格式，可以使用NDD軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的恢復(fù)，并且能夠起到良好的數(shù)據(jù)恢復(fù)效果，在操作中首先使用分區(qū)軟件進(jìn)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(huì)默認(rèn)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(jì)算機(jī)，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(huì)發(fā)出提示，然后按照提示項(xiàng)選擇所需要恢復(fù)的內(nèi)容，完成修復(fù)工作后重啟計(jì)算機(jī)，就可以恢復(fù)硬盤分區(qū)文件。

3.5 引導(dǎo)扇區(qū)數(shù)據(jù)的恢復(fù)

計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)引導(dǎo)扇區(qū)數(shù)據(jù)破壞的情況下，打開計(jì)算機(jī)的時(shí)候會(huì)提示分區(qū)數(shù)據(jù)丟失、損壞。在處理這一問題的時(shí)候，首先需要使用format軟件將操作系統(tǒng)引導(dǎo)扇區(qū)中的數(shù)據(jù)恢復(fù)，或者使用winhex軟件恢復(fù)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)修復(fù)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(fù)硬盤各項(xiàng)數(shù)據(jù)。

3.6 文件分配表FAT數(shù)據(jù)的恢復(fù)

文件分配表FAT準(zhǔn)確記錄著硬盤數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)路徑，若文件分配表損壞，則數(shù)據(jù)就會(huì)丟失。通常情況下，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有兩個(gè)FAT表，其中一個(gè)損壞后可以利用另一個(gè)進(jìn)行覆蓋修復(fù)。當(dāng)前眾多的工具軟件都能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)文件分配表的修復(fù)，應(yīng)用較為便利。如果兩個(gè)分配表文件均遭受破壞，會(huì)極大地增加硬盤數(shù)據(jù)恢復(fù)難度。若是文件中的數(shù)據(jù)依然在硬盤數(shù)據(jù)區(qū)當(dāng)中，在這個(gè)時(shí)候可以利用scandisk命令來掃描計(jì)算機(jī)硬盤，進(jìn)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(jìn)行合并，最終得到完整的文件，如果文件為二進(jìn)制格式，其數(shù)據(jù)恢復(fù)難度大，效果并不會(huì)很理想。

3.7 誤操作導(dǎo)致硬盤數(shù)據(jù)損失的恢復(fù)

在計(jì)算機(jī)使用的過程中，如果出現(xiàn)錯(cuò)誤的操作，例如：格式化、誤刪除等，極易導(dǎo)致硬盤數(shù)據(jù)的丟失，這是當(dāng)前計(jì)算機(jī)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(huì)出現(xiàn)較大的變化，僅僅是文件首字節(jié)會(huì)出現(xiàn)變化，此時(shí)要想恢復(fù)，難度較低，操作便利。在對(duì)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(huì)給原文件造成影響。誤刪除分區(qū)時(shí)，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(duì)應(yīng)分區(qū)信息而已。在解決誤操作所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)信息丟失問題的時(shí)候，利用finaldata軟件掃描丟失文件的分區(qū)即可找到并恢復(fù)丟失的文件。在操作過程中，在選擇需要恢復(fù)文件的保存位置的時(shí)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(jì)算機(jī)硬盤數(shù)據(jù)的有效恢復(fù)。

3.8 壞道修復(fù)屏蔽恢復(fù)技術(shù)

計(jì)算機(jī)硬盤在運(yùn)行的過程中，極易出現(xiàn)部分壞道的現(xiàn)象，這也會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的問題。硬盤壞道問題的存在，嚴(yán)重影響著計(jì)算機(jī)硬盤的應(yīng)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(yīng)用壞道修復(fù)屏蔽恢復(fù)技術(shù)來處理硬盤壞道的問題顯得至關(guān)重要。利用軟件來修復(fù)計(jì)算機(jī)硬盤壞道，可修復(fù)狀況下能夠快速修復(fù)，如果無法使用軟件修復(fù)壞道，那么可以應(yīng)用壞道屏蔽技術(shù)來完成修復(fù)工作。需要注意的是，在壞道修復(fù)或者壞道屏蔽的過程中，首先需要恢復(fù)重要的數(shù)據(jù)，盡可能地減少損失。采取壞道屏蔽技術(shù)所修復(fù)的計(jì)算機(jī)硬盤，由于部分壞道被屏蔽，因此其存儲(chǔ)空間會(huì)在一定程度上縮小，所以在應(yīng)用該技術(shù)的過程中需要先對(duì)硬盤進(jìn)行掃描，完成掃描工作后需要對(duì)壞道區(qū)域的起止柱面進(jìn)行準(zhǔn)確的記錄，然后結(jié)合柱面序列號(hào)來隱藏柱面，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)壞道區(qū)域的屏蔽或者隱藏。

4結(jié)語

綜上所述，硬盤作為計(jì)算機(jī)設(shè)備的重要組成部分，一旦出?現(xiàn)故障問題，將會(huì)導(dǎo)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(jì)算機(jī)硬盤故障數(shù)據(jù)修復(fù)工作，合理應(yīng)用數(shù)據(jù)修復(fù)技術(shù)，減少損失。同時(shí)要做好計(jì)算機(jī)硬盤安全管理工作，降低故障問題的發(fā)生概率，保證計(jì)算機(jī)的安全使用，提升用戶使用體驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

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[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(fù)的研究[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2020，30（5）：94-98.

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