硬盤數(shù)據(jù)安全和數(shù)據(jù)恢復(fù).ppt

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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2 3個盤片 所以盤面號 磁頭號 為0 3或0 5 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?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(jìn)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(jìn)行操作 依次向下在同一柱面的不同盤面即磁頭上進(jìn)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1000000字節(jié) 還是代表1048576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 lowlevelformat 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) 現(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 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(jìn)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 lowlevelformat 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(jìn)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(jìn)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(jìn)入純DOS模式 然后鍵入fdisk命令即可進(jìn)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 Fdisk不支持NTFS等非DOS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(jìn)行分區(qū) 在Fdisk的主界面的 Enterchoose 處輸入選項 1 如果硬盤還有未分區(qū)空間 則進(jìn)入創(chuàng)建分區(qū)界面 建立主分區(qū) CreateprimaryDOSPartition 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) 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)大小 MB 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(kuò)展分區(qū) CreateextendedDOSPartition 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(kuò)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(kuò)展分區(qū)的大小 按系統(tǒng)提示或輸入新值回車即可 擴(kuò)展分區(qū)創(chuàng)建完成 系統(tǒng)會提示建立邏輯驅(qū)動器 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(kuò)展分區(qū)的百分比 直至完全分配完畢 刪除分區(qū) DeletePartition 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(kuò)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) SetActivePartition 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 Setactivepartition 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 DisplayPartitionInformation 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) 但可以對擴(kuò)展分區(qū)中的部分邏輯磁盤進(jìn)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(kuò)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 PartitionMagic PartitionMagic是一款無損分區(qū)軟件 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(jìn)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 FAT32格式轉(zhuǎn)換為NTFS格式 也支持NTFS格式轉(zhuǎn)換為FAT16 FAT32格式 4 格式化分區(qū) 分區(qū)后可以直接進(jìn)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 PartitionMagic 基本的分區(qū)操作 擴(kuò)展的功能 選擇硬盤和分區(qū)空間 PartitionMagic具有保護(hù)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(jìn)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 formatC WARING ALLDATAONTHEDISKDRIVEC WILLBELOST ProceedwithFormat 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下格式化硬盤分區(qū) 在Windows95 98 Me的資源管理器和WindowsNT 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PartitionMagic下格式化硬盤分區(qū) 利用PartitionMagic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 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(jìn)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 DATA MBR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 FAT1 FAT2 FAT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 0600 SI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 Invalidpatitiontable 死循環(huán) 啟動ROMBASIC 磁盤復(fù)位 計算器 0 顯示MissingOperatingSystem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(kuò)展分區(qū) 指定該擴(kuò)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(kuò)展分區(qū) 擴(kuò)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)