数据备份与恢复课件

数据恢复技术信息安全专业

一、硬盘基础知识硬盘，是指采用金属或玻璃等硬物质为盘体， 上面均匀涂满磁性介质用以记录信息的存储 媒介。 硬盘具有高速随机读写的特点，容量大，成 本低，关机后仍能保持数据，且稳定性好。 因此成为计算机必备的主要存储器。

本章主要学习内容硬盘的发展 硬盘的物理结构 硬盘的逻辑结构

1、硬盘的发展计算机的作用就是存储和计算。数据是信息 的表达方式，数据的安全非常重要。 存储方式经由早期的打孔机、磁带机，现在 普遍使用硬盘机，今后还向光和半导体，甚 至生物方面发展。 温彻斯特硬盘技术具有部件全部密封、内部 磁片固定并高速旋转、磁片表面光滑、磁头 运动悬浮等特点。

2、硬盘的物理结构磁盘的内部由磁片、磁头及定位系统、电动机和 电子线路组成。 磁盘数据的存储实际上是根据电磁转换原理而实 现的。

磁盘数据组织图示软盘划分了18个 扇面，而硬盘通 常有63个扇面。 现代硬盘的扇区 已不再等角度划 分了。 最外圈的磁道记 为0磁道。

3、硬盘的逻辑结构要组织磁盘上存储的数据，使得可以方便的 存储和访问，就要实现数据的定位。 数据的定位主要有两种方式：CHS地址 LBA线性地址

由于硬盘技术和操作系统及存储结构等因素， 硬盘容量在不同的发展时期有着不同的硬盘 容量限制。

CHS地址早期硬盘存储空间采用3维地址结构描述：C=Cylinder(柱面。若干盘体重叠，相同的磁道 (track上)构成的一个立面体) H=Head(磁头。一张盘有两面(side),每面一个 磁头) S=Sector(扇区。盘体上的圆形轨迹为磁道，把磁道 等分为若干存储区域)

磁盘的容量=柱面总数×磁头总数×每道扇 区总数×每扇区容量(512byte)

LBA地址LBA是逻辑块地址的简称，它是一种线性地 址结构，它其实是由CHS计算的扇区编号顺 序编址，即0柱0面1扇区为LBA 0扇区。 现在的硬盘厂家为了保持兼容性，仍然提供 了虚拟的CHS参数，可在BIOS设置中看到。 对硬盘的数据访问是靠系统调用INT 13H中断 程序实现的，它将欲访问的数据地址传递给 硬盘接口电路(ATA接口)完成读写操作。

4、硬盘容量限制528MB的限制：早期的硬盘的CHS参数被限 制为：磁头数最大16,柱面数最大1024,扇 区最大63,每扇区字节数为512字节。因此 1024×16×63×512B≈528MB 8GB容量限制：将柱面数增加到16384,其 他不变，共计24bit,则硬盘容量最大为： 16384×16×63×512B≈8.4GB

硬盘容量限制32GB容量限制：硬盘采用了虚拟CHS值，使 得柱面数为65535,其他不变，共计26bit, 这样，磁盘的总容量最大为： 65535×16×63×512B≈32GB 137G容

量限制：由于普遍使用了LBA寻址模 式和虚拟CHS参数，将扇区数进一步增加为 255,共计28位，将其乘积作为LBA值。这样 系统使用28位的LBA参数，约计137GB。

二、硬盘存储结构操作系统中数据通常以文件形式存放，所以 文件是进行逻辑管理的基本单位。那么文件 是如何在磁盘上被组织管理的呢？ 管理组织文件存取的系统称为文件系统。 我们把磁盘划分为多个分区，每个分区可以 使用不同的文件系统。我们将学习分区管理 方式。

本章主要学习内容硬盘总体存储结构 主引导扇区 主引导记录(MBR) 硬盘分区表(DPT) 扩展分区及虚拟MBR 重建分区表 MBR、逻辑锁、0磁道的损坏与修复

1、常用编辑软件硬盘存取数据的最小单位是扇区，硬盘以扇 区为单位来分区，组织数据，在操作系统中 不能直接对扇区进行访问。 要对硬盘的底层单位(扇区)进行查看和编 辑，就需要专用的工具软件，可完成这项任 务的工具有很多，推荐使用的是：Diskedit(DOS) WinHex(Windows)

磁盘编辑工具介绍Diskedit是Norton公司的DOS工具包中的一个最有用的磁盘 编辑工具，由于开发较早，它只能运行在DOS下，支持 FAT16、FAT12文件系统，但不能对大于8GB的空间进行操 作。 Diskedit是DOS下功能最强大的磁盘编辑器，能够编辑物理/ 逻辑盘，能按照不同的界面来显示扇区内容，另带有计算器、 ASCII码表等实用工具。 WinHex是目前使用最多的一款工具软件，它的功能非常强 大，有完善的分区管理和文件管理功能，甚至可以克隆磁盘， 支持大硬盘和巨型文件。 WinHex是Win32下最强的十六进制编辑工具，它可以编辑 磁盘和内存，可自动分析分区信息，支持对FAT、NTFS、 EXT等常见文件系统的分析计算，支持对文件的分割、合并 和比较，也能够安全擦除文件。

2、硬盘总体存储结构我们在新购置一块硬盘后所做的第一件事情 就是分区，将硬盘分割为多个独立的空间。 这些空间是如何被标记并且被管理的呢？ 主引导扇区位于整个硬盘的最前端，0柱面 (道)0磁头(面)1扇区，也就是LBA 0扇 区。它占用一个扇区，里面包含MBR(主引 导记录)和磁盘分区表(DPT)两大部分。