数据恢复及硬盘概述

课程内容1、数据恢复概论2、硬盘物理结构3、windows操作系统文件结构4、常见问题修复5、文档修复6、数据恢复常用软件介绍7、实验数据恢复概论数据恢复涵义常见系统保护方式硬盘基本知识数据存储介质电存储技术：电存储技术主要是指半导体存储器SCM，根据其工作方式不同，可分为随机存储器（RAM）与只读存储器（ROM）数据存储介质随机存储器（RAM）1.静态RAM2.动态RAM只读存储器（ROM）1.掩模式ROM：厂家做好内容后不能更改。2.可编程ROM：用户只能写入一次，写入后不能在更改3.可擦写PROM：通常工作时只能读取信息，但可以用紫外线擦除以有信息，并在专用设备上高压写入信息。4.电擦写PROM：用户可以通过程序的控制进行读写操作，我们常说的（FLASH）闪存。数据存储介质讨论：日常生活中存在哪些利用电存储技术的存储芯片？举例说明。数据存储介质磁存储技术磁存储主要是指磁表面存储器MSM。磁表面存储器是用非磁性金属或塑料做基体，在起表面涂敷、电镀、沉积或溅射一层很薄的高导磁率、硬矩磁材料的磁面，用磁层的两种剩磁状态记录信息“0”和“1”。基体和磁层合称为磁记录介质。依记录介质的形状可分别称为：1.磁卡存储器2.磁带存储器3.磁鼓存储器4.磁盘存储器数据存储介质光存储技术目前我们所能接触的光存储设备有：1.CD-ROM只读光盘；2.CD-R允许用户自己写一次的CD；3.CD-RW多次读写光盘，采用CD-R的格式；4.MO永磁光盘，可以重复读写，数据保存长达100年；相应的DVD产品可以视为CD的后代。数据存储介质各种存储技术的速度比较电存储磁存储光存储数据恢复技术总论数据的内涵我们在这里所说的数据，只指计算机数据。“数据”是一个广泛的概念，包括了计算机文件系统和数据库系统中存储的各种数据，正文、图形、声音，还包括存放或管理这些信息的硬件信息，如计算机硬件及其网络地址，网络结构、网络服务等。数据恢复技术总论数据恢复的定义：数据恢复就是把遭受破坏、或由硬件缺陷导致不可访问，或者不可获得，或者由于误操作等各种原因导致丢失的数据还原成正常的数据。数据出现问题主要包括两大类：即逻辑问题与硬件问题，相应的恢复也分别称为软恢复和硬恢复。软恢复：指一切可以通过“软”的方式进行的恢复，不涉及硬件修理的数据恢复。如病毒感染、误格式化、误删除、等等。硬恢复：涉及硬件修理、由硬件损坏或者失效造成的数据恢复。如磁道损坏、磁盘划伤、磁组损坏、电路板芯片等等。数据恢复技术总论数据恢复的服务范围不能进入系统磁盘出现坏道分区丢失文件丢失密码丢失文档不能打开，或打开后是乱码数据恢复技术总论数据恢复的一般原则1.备份当前尚能正常工作的驱动器上的所有数据。2.将损坏的硬盘拿到正常的相同的操作系统下，如果条件允许，取下该硬盘，安装一个新的硬盘，在重新挂上坏硬盘之前对硬盘分区格式化，并确信立即更改CMOS设置。3.调查使用者。了解详细情况。4.如果可能，备份所有扇区。5.准备扇区编辑工具，如WinHex等。6.尽可能得到使用者的关键文件信息。数据恢复技术总论硬盘数据恢复与硬盘修理的区别与联系数据恢复技术总论硬盘的修理与数据恢复的比较硬盘硬件维修数据恢复目的硬件正常工作得到数据方式维修软硬结合工具测量仪器、烙铁等系统软件、工具软件等代价不大于新硬件的成本与硬件无关，取决于数据。成本修理费用智能劳动专业的硬盘维修设备数据恢复技术总论硬盘数据的保护方式操作系统提供的系统还原功能随机赠送的系统恢复光盘GHOST杀毒软件提供的系统备份硬盘保护卡主板BIOS内置的系统保护虚拟还原工具软件硬盘保护与数据恢复重点：随机赠送的系统恢复光盘、GHOST、虚拟还原工具软件、硬盘保护卡。数据恢复技术总论软件界面：数据恢复技术总论软件界面：硬盘基础知识常见的硬盘品牌希捷迈拓西部数据三星IBM富士通现在常见的是前面五种品牌。硬盘基础知识常见的硬盘类型PATA（IDE）SATASCSISCSI的英文名称是“SmallComputerSystemInterface”,中文翻译为“小型计算机系统专用接口”;顾名思义,这是为了小型计算机设计的扩充接口,它可以让计算机加装其他外设设备以提高系统性能或增加新的功能,例如硬盘、光驱、扫描仪等。硬盘基础知识硬盘结构硬盘基础知识硬盘结构硬盘基础知识硬盘外部结构硬盘是一个集机、电、磁于一体的高精度系统。硬盘基础知识硬盘产品标签硬盘基础知识硬盘产品标签硬盘基础知识硬盘电路板部分硬盘基础知识硬盘内部结构硬盘内部结构由固定面板、控制电路和板、磁头、盘片、主轴、电机、接口及其它附件组成其中磁头盘片组件是构成硬盘的核心，它封装在盘的净化腔体内，包括有浮动磁头组件、磁头驱动机构、盘片、主轴驱动装置及前置读写控制电路这几个部份。如下图：硬盘基础知识硬盘内部结构硬盘基础知识细看硬盘内部结构硬盘基础知识磁头组件。这个组件是硬盘中最精密的部位之一，它由读写磁头、传动手臂、传动轴三部份组成。磁头是硬盘技术中最重要和关键的一环，实际上是集成工艺制成的多个磁头的组合，它采用了非接触式头、盘结构，加后电在高速旋转的磁盘表面移动，与盘片之间的间隙只有0.1～0.3um，这样可以获得很好的数据传输率。现在转速为7200RPM的硬盘飞高一般都低于0.3um，以利于读取较大的高信噪比信号，提供数据传输率的可靠性。硬盘基础知识硬盘的工作原理，它是利用特定的磁粒子的极性来记录数据。磁头在读取数据时，将磁粒子的不同极性转换成不同的电脉冲信号，再利用数据转换器将这些原始信号变成电脑可以使用的数据，写的操作正好与此相反。从下图中我们也可以看出，西数WD200BB硬盘采用单碟双磁头设计，但该磁头组件却能支持四个磁头，注意其中有两个磁头传动手臂没有安装磁头。硬盘基础知识硬盘磁头及附属组件硬盘基础知识磁头驱动机构。盘硬的寻道是靠移动磁头，而移动磁头则需要该机构驱动才能实现。磁头驱动机构由电磁线圈电机、磁头驱动小车、防震动装置构成，高精度的轻型磁头驱动机构能够对磁头进行正确的驱动和定位，并能在很短的时间内精确定位系统指令指定的磁道。硬盘基础知识其中电磁线圈电机包含着一块永久磁铁，这是磁头驱动机构对传动手臂起作用的关键，磁铁的吸引力足起吸住并吊起拆硬盘使用的螺丝刀。防震动装置在老硬盘中没有，它的作用是当硬盘受动强裂震动时，对磁头及盘片起到一定的保护使用，以避免磁头将盘片刮伤等情况的发生。这也是为什么旧硬盘的防震能力比现在新硬盘差多的缘故。硬盘基础知识硬盘基础知识磁盘片。盘片是硬盘存储数据的载体，现在硬盘盘片大多采用金属薄膜材料，这种金属薄膜较软盘的不连续颗粒载体具有更高的存储密度、高剩磁及高矫顽力等优点。另外，IBM还有一种被称为“玻璃盘片”的材料作为盘片基质，玻璃盘片比普通盘片在运行时具有更好的稳定性。从下图可以发现，硬盘盘片是完全平整的，可以当镜子使用。硬盘基础知识硬盘基础知识主轴组件。主轴组件包括主轴部件如轴承和驱动电机等。随着硬盘容量的扩大和速度的提高，主轴电机的速度也在不断提升，有厂商开始采用精密机械工业的液态轴承电机技术（FDB）。采用FDB电机不仅可以使硬盘的工作噪音降低许多，而且还可以增加硬盘的工作稳定性。硬盘基础知识硬盘主轴组件图硬盘基础知识前置控制电路。前置电路控制磁头感应的信号、主轴电机调速、磁头驱动和伺服定位等，由于磁头读取的信号微弱，将放大电路密封在腔体内可减少外来信号的干扰，提高操作指令的准确性。硬盘基础知识控制电路。硬盘的控制电路位于硬盘背面，将背面电路板的安装螺丝拧下，翻开控制电路板即可见到控制电路。硬盘基础知识硬盘控制电路图片硬盘基础知识硬盘控制电路图片硬盘基础知识硬盘控制电路总得来说可以分为如下几个部份：主控制芯片、数据传输芯片、高速数据缓存芯片等，其中主控制芯片负责硬盘数据读写指令等工作。硬盘基础知识对于SATA接口的硬盘，其内部结构与PATA内部结构是一样的。只是它们的对外接口不一样。硬盘基础知识SATA硬盘与传统硬盘在接口上有很大差异，SATA硬盘采用7针细线缆而不是大家常见的40/80针扁平硬盘线作为传输数据的通道。细线缆的优点在于它很细，因此弯曲起来非常容易。而传统的硬盘线弯曲起来就非常困难，由于很宽，还经常会造成某个局部散热不良。而细线缆就不存在这些缺点，它不会妨碍机箱内部的空气流动，这样就避免了热区的产生，从而提高了整个系统的稳定性。接下来用细线缆将SATA硬盘连接到接口卡或主板上的SATA接口上。由于SATA采用了点对点的连接方式，每个SATA接口只能连接一块硬盘，因此不必像并行硬盘那样设置跳线了，系统自动会将SATA硬盘设定为主盘硬盘基础知识硬盘的逻辑结构：盘片磁道柱面扇区容量硬盘基础知识盘片盘片是硬盘中承载数据存储的介质，硬盘是由多个盘片叠加在一起，互相之间由垫圈隔开。硬盘盘片是以坚固耐用的材料为盘基，其上在附着磁性物质，表面被加工的相当平滑。因为盘片在硬盘内部高速旋转（有5400转、7200转、10000转，甚至15000转），因此制作盘片的材料硬度和耐磨性要求很高，所以一般采用合金材料，多数为铝合金。硬盘基础知识磁道磁盘在格式化时被分成许多同心圆，这些同心圆轨迹叫做磁道（track).磁道从外向内自0开始顺序编号。硬盘的每一个盘面有300~~1024个磁道，新式大容量硬盘每面的磁道数就更多了。这些磁道用肉眼是根本看不到的，因为它们仅是盘面上以特殊方式磁化了的一些磁化区，磁盘上的信息便是沿着这样的轨道存放的。相邻磁道之间并不是紧挨着的，这是因为磁化单元相隔太近时磁性会相互产生影响，同时也为磁头的读写带来困难。一张1.44MB的3.5英寸软盘，一面有80个磁道，而硬盘上的磁道密度则远远大于此值，通常一面有成千上万个磁道。硬盘基础知识磁道硬盘基础知识柱面所有盘面上的同一磁道构成一个圆柱，通常称作柱面。每个圆柱上的磁头，由上而下从“0”开始编号。数据的读写是按柱面进行的。即磁头在读写数据时首先在同一柱面内从“0”磁头开始进行操作，依次向下在同一柱面的不同盘面即磁头上进行操作。只在同一柱面所有的磁头全部读写完毕后才移动磁头转移到下一柱面。硬盘基础知识扇区操作系统是以扇区（sector）形式将信息存储在硬盘上。每个扇区包括512字节的数据和一些其他信息。一个扇区有两个主要部分：存储数据地点的标识符存储数据的数据段如下图所示：硬盘基础知识硬盘基础知识扇区交叉因子给扇区编号最简单的方法是1，2，3，4的顺序，如果扇区按顺序绕着磁道依次编号，那么控制器在处理一个扇区的数据期间，磁盘旋转太远，超过扇区间距离，控制器要读出或写入的下一扇区已经经过磁头，也许是相当大的一段距离，这样磁盘控制器就只能等待磁盘再次旋转一周。IBM的工程师想出一个办法，即对扇区不使用顺序编号，而是使用一个交叉因子，用比值来表示，如3：1表示磁道上第一个扇区为1号扇区，跳过2个扇区第四扇区为2号。例如：17个扇区按照2：11，10，2，11，3，12，4，13，5，14，6，15，7，16，8，17，9硬盘基础知识容量硬盘的容量由盘面数（磁头数）、柱面数、和扇区数决定，其计算公式为：硬盘容量=盘面数*柱面数*扇区数*512字节注：为什么一块40G的硬盘，显示的时候，却只有37G呢？这是因为由于表示方法不标准造成的。硬盘基础知识硬盘的发展历史简介说起硬盘的历史，我们不能不首先提到蓝色巨人IBM所发挥的重要作用，正是IBM发明了硬盘，并且为硬盘的发展做出了一系列重大贡献。在发明磁盘系统之前，计算机使用穿孔纸带、磁带等来存储程序与数据，这些存储方式不仅容量低、速度慢，而且有个大缺陷：它们都是顺序存储，为了读取后面的数据，必须从头开始读，无法实现随机存取数据。硬盘基础知识硬盘的发展历史简介在1956年9月，IBM向世界展示了第一台商用硬盘IBM350RAMAC（RandomAccessMethodofAcc