硬盤數(shù)據(jù)安全和數(shù)據(jù)恢復(fù)課件.ppt

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1、硬盤數(shù)據(jù)安全和數(shù)據(jù)恢復(fù)硬盤基礎(chǔ)知識 基本概念盤片 硬盤的盤片一般用鋁合金作基片，高速旋轉(zhuǎn)的硬盤也有用玻璃作基片的。每一個盤片都有兩個盤面（side），即上、下盤面，一般每個盤面都利用上，即都裝上磁頭可以存儲數(shù)據(jù)，也有極個別的硬盤其盤面數(shù)為單數(shù)。每一個這樣的有效盤面都有一個盤面號，按順序從上而下自“0”開始依次編號。在硬盤系統(tǒng)中，盤面號又叫磁頭號，就是因為每一個有效盤面都有一個對應(yīng)的讀寫磁頭。硬盤通常有23個盤片，所以盤面號（磁頭號）為03或05。磁道 磁盤在低級格式化時被劃分成許多同心圓，這些同心圓軌跡叫磁道（Track）。磁道從外向內(nèi)自0開始順序編號。信息就是記錄在這些軌跡中，這些同心圓不是

2、連續(xù)記錄數(shù)據(jù)，而是被劃分成一段段的圓弧，由于半徑不一樣，這些圓弧角速度一樣，而線速度不一樣，外圈的線速度較內(nèi)圈大，所以在同樣的轉(zhuǎn)速下，外圈在同樣的時間段 里，經(jīng)過的圓弧長度要比內(nèi)圈的圓弧長度大。每段圓弧叫做一個扇區(qū)，扇區(qū)從“1”開始編號，每個扇區(qū)中的數(shù)據(jù)是作為一個單元同時讀出或?qū)懭氲摹?基本概念柱面 所有盤面上的同一磁道構(gòu)成一個圓柱，通常稱做柱面（Cylinder），每個圓柱上的磁頭，由上而下從“0”開始編號。數(shù)據(jù)的讀寫是按照柱面進行的，即磁頭在讀寫數(shù)據(jù)時首先在同一柱面內(nèi)從“0”開始進行操作，依次向下在同一柱面的不同盤面即磁頭上進行操作，只在同一柱面所有的磁頭全部寫完畢后才移動磁頭轉(zhuǎn)移到下一柱

3、面。也就是說，一個磁道已寫滿數(shù)據(jù)，就在同一柱面的下一個盤面來寫，一個柱面寫滿后，才移到下一個柱面，從下一個柱面的1扇區(qū)開始寫數(shù)據(jù)。扇區(qū) 操作系統(tǒng)是以扇區(qū)（Sector）形式將信息存儲在硬盤上的。每個扇區(qū)包括512字節(jié)的數(shù)據(jù)和一些其他信息。容量 硬盤容量=盤面數(shù)*柱面數(shù)*扇區(qū)數(shù)*512字節(jié)關(guān)于硬盤容量的大小，經(jīng)常有人感到迷惑，為什么同一塊硬盤，有時 顯示或報為40GB，有時卻只有37GB，這主要是由于表示方法不標(biāo)準(zhǔn)造成的，如1MB到底代表1 000 000字節(jié)，還是代表1 048 576字節(jié)。在一些書籍或報刊雜志上發(fā)表的論文中，硬盤空間容量的單位也表示不一，所以造成表示上的不同。 硬盤數(shù)據(jù)組織硬

4、盤在存儲數(shù)據(jù)之前，一般需經(jīng)過低級格式化、分區(qū)、高級格式化三個步驟之后才能使用。其作用是在物理硬盤上建立一定的數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)，一般將硬盤分為5個區(qū)域，分別為主引導(dǎo)記錄區(qū)、DOS引導(dǎo)記錄區(qū)、文件分配表區(qū)、文件目錄表區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的存儲與管理。低級格式化 low level format一塊剛出廠的硬盤接在電腦上，即使CMOS中的硬盤參數(shù)設(shè)置正確，硬盤可能仍然不能使用。因為從硬盤生產(chǎn)廠家出品的硬盤通常還要對其劃分磁道和扇區(qū)后才能在上面記錄數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在北能很多的硬盤在出廠前就已做好低級格式化，所以一般我們購買回來的新硬盤不必再做這個工作。低級格式化的主要功能1、測試硬盤介質(zhì)2、為硬盤劃分磁道 3、

5、為硬盤的每個磁道按指定的交叉因子間隔安排扇區(qū)4、將扇區(qū)ID放置到每個磁道上，完成對扇區(qū)的設(shè)置5、對磁盤表面進行測試，對已損壞的磁道和扇區(qū)做“壞”標(biāo)記6、給硬盤中的每個扇區(qū)寫入某一ASCII碼字符 硬盤數(shù)據(jù)組織低級格式化 low level format低級格式化就如在一片空地上蓋房子（一個個的扇區(qū)），為了管理這些房子，還要給它們編上號，記錄它們的地址（C/H/S），蓋好房子、編好號以后就能夠?qū)@些房子進行戶口管理。經(jīng)過低級格式化后，一塊硬盤的“房子”就建造好了，就可以居住（存放數(shù)據(jù)）。低級格式化的場合1、新購置硬盤或硬盤適配器，要低格后才能使用。現(xiàn)在一般廠家已經(jīng)代勞，所以一般不必用戶自己低格硬

6、盤。2、因長期使用出現(xiàn)壞扇區(qū)，致使在操作時常常收到windows的文件損壞報告。3、合理地設(shè)置交叉因子，可改善硬盤的數(shù)據(jù)傳輸速率。用戶要改變一硬盤 的交叉因子也只能通過低格來完成。4、硬盤經(jīng)常出現(xiàn)各種莫名其妙的問題時，可以考慮低級格式化。 硬盤數(shù)據(jù)組織分區(qū)通常硬盤的容量都比較大，現(xiàn)在PC上硬盤都在80G甚至100G以上。一塊硬盤正如一個大柜子，要在這個柜子里存放各種文件，有很多種方法，一般都會把大柜子分成一個一個相對獨立的“隔間”或者“抽屜”，絕不會就把大柜子當(dāng)做一個大抽屜來使用的。硬盤的分區(qū)正如大柜子的使用，把整個硬盤的存放空間分成一個一個的邏輯分區(qū)。分區(qū)的優(yōu)點有：1、便于硬盤的規(guī)劃、文件的

7、管理。2、有利于病毒的防治和數(shù)據(jù)的安全。3、硬盤分區(qū)可有效地利用磁盤空間。4、提高系統(tǒng)的運行效率。5、便于為不同的用戶分配不同的權(quán)限。6、方便用戶整理磁盤。 7、鏡像磁盤分區(qū)時，也必須在不同的分區(qū)之間進行操作。8、安裝多個操作系統(tǒng)時，可能需要使用不同類型的文件系統(tǒng)，這也只能在不同的分區(qū)上實現(xiàn)。9、邏輯盤比較小，文件性能好，查殺毒速度也快。 硬盤數(shù)據(jù)組織分區(qū)軟件 Fdisk在電腦啟動時進入純DOS模式，然后鍵入fdisk命令即可進入分區(qū)界面，系統(tǒng)會提示是否選擇支持FAT32格式的分區(qū)，選擇“Y”。如果有兩塊以上的硬盤，系統(tǒng)會提示用“F5”鍵選擇要分區(qū)的硬盤。 不過，F(xiàn)disk不支持NTFS等非D

8、OS分區(qū)的創(chuàng)建操作，且只能創(chuàng)建一個主分區(qū)。 硬盤數(shù)據(jù)組織分區(qū)軟件 Fdisk對于一塊新硬盤或沒有分區(qū)的硬盤（低格已經(jīng)完成）來說，首要任務(wù)就是創(chuàng)建分區(qū)。當(dāng)然，對于一個已經(jīng)分過區(qū)且還有部分未分區(qū)空間的硬盤，同樣可以進行分區(qū)。在Fdisk的主界面的“Enter choose”處輸入選項“1”，如果硬盤還有未分區(qū)空間，則進入創(chuàng)建分區(qū)界面。建立主分區(qū) （Create primary DOS Partition）為了便于操作系統(tǒng)的引導(dǎo)，一塊硬盤至少要建立一個主分區(qū)，所以首先要建立這個主引導(dǎo)分區(qū)。選“1”后，系統(tǒng)會詢問是否使用最大的可用空間作為主分區(qū)，直接回車即可按默認(rèn)輸入“Y”，將整塊硬盤分成一個主分區(qū)。

9、如果輸入“N”，系統(tǒng)會提示當(dāng)前可用空間大小，只要在光標(biāo)處輸入需要的分區(qū)大?。∕B）或百分比即可。完成后會顯示分區(qū)情況，按“ESC”鍵返回到創(chuàng)建分區(qū)界面。一般來說，用戶要根據(jù)自己的要求劃分硬盤空間。 硬盤數(shù)據(jù)組織建立擴展分區(qū)（Create extended DOS Partition）如果不想在硬盤中分出其他的非DOS分區(qū)，可以將剩余空間全部分成擴展分區(qū)，當(dāng)然，也可以留出一部分空間供以后利用其它分區(qū)軟件再行分區(qū)，因為Fdisk只能創(chuàng)建一個DOS主分區(qū)。在Fdisk的主界面中輸入選項“2”后，系統(tǒng)同樣提示輸入擴展分區(qū)的大小，按系統(tǒng)提示或輸入新值回車即可。擴展分區(qū)創(chuàng)建完成，系統(tǒng)會提示建立邏輯驅(qū)動器，

10、可以直接回車把它建成一個邏輯磁盤，也可以根據(jù)用戶自己的要求，按系統(tǒng)提示的可用邏輯磁盤的空間，輸入下一個邏輯的大小或占擴展分區(qū)的百分比，直至完全分配完畢。刪除分區(qū) （Delete Partition）利用Fdisk刪除DOS分區(qū)的順序，與建立分區(qū)的順序相反，依次是：“邏輯驅(qū)動器”“擴展分區(qū)”主分區(qū)”。如果硬盤中含有非DOS分區(qū)，在這里也會顯示出來，可以任意刪除。在刪除主分區(qū)或邏輯分區(qū)時，系統(tǒng)會一直不斷 地“Warning”（警告），因為數(shù)據(jù)會全部丟失。在通過一系列的輸入確認(rèn)，如邏輯驅(qū)動器號、卷標(biāo)等信息后，按“Y”鍵即可完成刪除。 硬盤數(shù)據(jù)組織設(shè)置活動分區(qū) （Set Active Partitio

11、n）分區(qū)創(chuàng)建完成，如果有多個分區(qū)，必須指定一個用于引導(dǎo)系統(tǒng)的活動分區(qū)。通過Fdisk主界面的“Set active partition”即可完成。如果硬盤中只有一個主分區(qū)，系統(tǒng)會自動把它設(shè)置為活動分區(qū)。活動分區(qū)只能是主分區(qū)。顯示分區(qū)信息 （Display Partition Information）通過Fdisk主界面中的選項4，可以瀏覽當(dāng)前硬盤的分區(qū)情況。包括邏輯驅(qū)動器的分配情況、空間使用情況以及分區(qū)格式等信息。一些需要注意的技巧1、已有分區(qū)的數(shù)據(jù)備份很重要，因為Fdisk可使涉及的分區(qū)數(shù)據(jù)全部丟失。但未刪除的分區(qū)上的數(shù)據(jù)，仍完整保留。 2、必須在硬盤所有分區(qū)刪除后，才能對硬盤重新完全分區(qū)。

12、但可以對擴展分區(qū)中的部分邏輯磁盤進行合并或重新劃分，這時只要刪除這部分邏輯磁盤即可，不需要刪除全部分區(qū)。3、Fdisk只能分出一個DOS主分區(qū)。建議除了這個分區(qū)外，再建立一個擴展分區(qū)，分配幾個適當(dāng)?shù)倪壿嫶疟P，不要把整個硬盤建成一個分區(qū)，因為這樣一方面不便于文件管理，另一方面也不安全。 硬盤數(shù)據(jù)組織一些需要注意的技巧4、不要把數(shù)個操作系統(tǒng)全裝在一個主分區(qū)中，最好利用其他軟件分出多個主分區(qū)分別安裝。安裝操作系統(tǒng)的分區(qū)，不宜過大，當(dāng)然也不能太小，因為還有應(yīng)用程序必須要占用空間，以免經(jīng)常警告“內(nèi)存不足，空間不夠”。分區(qū)軟件 Partition MagicPartition Magic是一款無損分區(qū)軟件

13、，與Fdisk相比有以下的特點：1、數(shù)據(jù)無損分區(qū)：可以對現(xiàn)有分區(qū)進行合并、分割、復(fù)制、調(diào)整等操作，不破壞現(xiàn)有數(shù)據(jù)。2、多主分區(qū)格式：可以是FAT16、FAT32等DOS主分區(qū)，也可以是NTFS，HPFS，Linux等非DOS主分區(qū)。3、分區(qū)格式轉(zhuǎn)換：支持FAT16，F(xiàn)AT32格式轉(zhuǎn)換為NTFS格式，也支持NTFS格式轉(zhuǎn)換為FAT16，F(xiàn)AT32格式。 4、格式化分區(qū)：分區(qū)后可以直接進行高級格式化。5、分區(qū)隱藏：可以隱藏分區(qū)。6、分區(qū)簇調(diào)整：可以手動調(diào)整分區(qū)簇的大小，可以是4KB、2KB、1KB或者512B，以減少空間的浪費。7、修改盤符功能：解決一些系統(tǒng)下的盤符交錯問題。 硬盤數(shù)據(jù)組織分區(qū)軟件

14、 Partition Magic基本的分區(qū)操作擴展的功能選擇硬盤和分區(qū)空間 Partition Magic具有保護硬盤數(shù)據(jù)的功能，所以用戶用得最多的就是重新調(diào)整已有的分區(qū)大小或格式。但在進行分區(qū)調(diào)整的之前最好做好數(shù)據(jù)的備份。 硬盤數(shù)據(jù)組織硬盤的高級格式化硬盤分區(qū)完成后，就建立起一個個相互“獨立”的邏輯驅(qū)動器。這些邏輯磁盤只是一座座空城，要使用這些城堡，還需要在上面搭建文件系統(tǒng)。這個過程就是邏輯驅(qū)動器的高級格式化。高級格式化一定是針對邏輯磁盤而言的，既不是針對物理磁盤，也不是針對某個目錄。由于文件系統(tǒng)和邏輯磁盤相對應(yīng)，所以，也可以說高級格式化針對文件系統(tǒng)。高級格式化的途徑1、在DOS環(huán)境下： f

15、ormat C: WARING:ALL DATA ON THE DISK DRIVE C: WILL BE LOST ! Proceed with Format (Y/N) ? Y有一個技巧是，如果要安裝Windows系統(tǒng)，在DOS下格式化完C盤以后就安裝系統(tǒng)，不要在DOS下格式化其他分區(qū)。因為DOS下磁盤的性能比Windows下的磁盤性能要差得多，尤其是在格式化大硬盤的時候。在Windows安裝完畢，打開32位磁盤性能后，再格式化硬盤，就會又快又方便。我們可以連C盤也不必在DOS下格式化，直接利用安裝Windows系統(tǒng)時的格式化工具。 硬盤數(shù)據(jù)組織高級格式化的途徑2、在Windows下格式化

16、硬盤分區(qū)在Windows 95/98/Me的資源管理器和Windows NT/2000/XP的磁盤管理中，選取相應(yīng)的分區(qū)，單擊右鍵，選擇“格式化”即可完成，還可以選擇快速格式化、完全格式化等操作。 在Windows下格式化硬盤分區(qū) 硬盤數(shù)據(jù)組織高級格式化的途徑3、在Partition Magic下格式化硬盤分區(qū) 利用Partition Magic格式化硬盤，在欲格式化的分區(qū)上右鍵單擊，選擇“格式化”選項，在彈出的對話框中選擇文件系統(tǒng)，一般選擇FAT32和NTFS，然后填上卷標(biāo)，例如system，單擊確定。 硬盤數(shù)據(jù)組織硬盤數(shù)據(jù)存儲區(qū)域為了更深入地了解硬盤，還必須對硬盤的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有個簡單的認(rèn)識。

17、對于FAT32文件系統(tǒng)（NTFS采用不同的文件管理技術(shù)），硬盤上的數(shù)據(jù)按照其不同的特點和作用大致可分為5個部分：MBR區(qū)、DBR區(qū)、FAT區(qū)、DIR區(qū)和DATA區(qū)。其中，MBR由分區(qū)軟件創(chuàng)建，而DBR區(qū)、FAT區(qū)、DIR區(qū)和DATA區(qū)由高級格式化程序創(chuàng)建。文件系統(tǒng)寫入數(shù)據(jù)進只是改寫了相應(yīng)的FAT區(qū)、DIR區(qū)和DATA區(qū)。也正是這5個區(qū)域共同作用的結(jié)果，才使整個硬盤的管理有條不紊。MBR（63）DBR（32）FAT1 FAT2 DIR（32）DATAMBR一般占用63個扇區(qū)（實際只占用1個扇區(qū)）；DBR占用32個扇區(qū)（實際只占用 第1和第6兩個扇區(qū)，第1扇區(qū)起作用，第6扇區(qū)為第1扇區(qū)的備份）；F

18、AT1=FAT2，F(xiàn)AT的長度為變長，隨分區(qū)大小、每簇扇區(qū)數(shù)的變化而變化；DIR的變化最大，早期的系統(tǒng)中，DIR是固定長度，為32個扇區(qū)，而每個文件目錄項占用32個字節(jié)，所以，根目錄下最多只能有512項（文件和目錄總和），軟盤只有112項。后來為了突破這個限制，根目錄采用和子目錄一樣的方式來管理，稱為根目錄文件，而成為DATA的一部分。 硬盤數(shù)據(jù)組織硬盤數(shù)據(jù)存儲區(qū)域 MBR數(shù)據(jù) 0000:7c00始的512字節(jié)的硬盤引導(dǎo)記錄0000:0600SI指向第一硬盤分區(qū)表SI指向活動分區(qū)讀起始磁頭號、柱面號、扇區(qū)號送DX，CX，分區(qū)位置BP分區(qū)檢測完畢？ 將活動分區(qū)系統(tǒng)引導(dǎo)扇區(qū)讀入0000:7c00讀

19、盤成功？自舉標(biāo)志為AA55？執(zhí)行引導(dǎo)程序非活動分區(qū)計算器!=0計算器減1顯示“Invalid patition table”死循環(huán)啟動ROMBASIC磁盤復(fù)位計算器=0顯示Missing Operating System 死循環(huán)硬盤分區(qū)表 硬盤數(shù)據(jù)組織硬盤數(shù)據(jù)存儲區(qū)域通過主引導(dǎo)記錄定義的硬盤分區(qū)表，最多只能描述4個分區(qū)，如果想要多于4個分區(qū)，就要突破主引導(dǎo)記錄中的分區(qū)描述方法，這在某些時候也是突破硬盤容量限制的一種方法。微軟為了解決這個問題，采用了一種稱做虛擬MBR的技術(shù)。所謂虛擬MBR，就是讓主MBR在定義分區(qū)的時候，將多余的容量定義為擴展分區(qū)，指定該擴展分區(qū)的起止位置，根據(jù)起始位置指向的硬盤的某一扇區(qū)，作為下一個分區(qū)表項，接著在該扇區(qū)繼續(xù)定義分區(qū)。如果只有一個分區(qū)，就定義該分區(qū)，然后結(jié)束；如果不止一個分區(qū)，就定義一個基本分區(qū)和一個擴展分區(qū)，擴展分區(qū)再指向下一個分區(qū)描述扇區(qū)，在該扇區(qū)按上述原則繼續(xù)定義分區(qū)，直到分區(qū)定義結(jié)束。這些用以描述分區(qū)的扇區(qū)形成一個”分區(qū)鏈“，通過這個分區(qū)鏈，就可以描述所有的分區(qū)。