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硬盤數據恢復與結構

時間:2011-6-9來源:www.jdflqf.live 作者: 沈陽電腦維修網點擊:
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剛買來一塊硬盤,我們是沒有辦法使用的,你需要將它分區、格式化,然后再安裝上操作系統才可以使用。就拿我們一直沿用到現在的 Win9x/Me系列來說,我們一般要將硬盤分成主引導扇區、操作系統引導扇區、FAT、DIR和Data等五部分(其中只有主引導扇區是唯一的,其它 的隨你的分區數的增加而增加)。       1.主引導扇區       主引導扇區位于整個硬盤的0磁道0柱面1扇區,包括硬盤主引導記錄MBR(MainBootRecord)和分區表DPT(DiskPartitionTable)。其 中主引導記錄的作用就是檢查分區表是否正確以及確定哪個分區為引導分區,并在程序結束時把該分區的啟動程序(也就是操作系統引導扇區 )調入內存加以執行。至于分區表,很多人都知道,以80H或00H為開始標志,以55AAH為結束標志,共64字節,位于本扇區的最末端。值得一提 的是,MBR是由分區程序(例如DOS的Fdisk.exe)產生的,不同的操作系統可能這個扇區是不盡相同。如果你有這個意向也可以自己去編寫一 個,只要它能完成前述的任務即可,這也是為什么能實現多系統啟動的原因(說句題外話:正因為這個主引導記錄容易編寫,所以才出現了很多 的引導區病毒)。      2.操作系統引導扇區     OBR(OSBootRecord)即操作系統引導扇區,通常位于硬盤的0磁道1柱面1扇區(這是對于DOS來說的,對于那些以多重引導方式啟動的系統則 位于相應的主分區/擴展分區的第一個扇區),是操作系統可直接訪問的第一個扇區,它也包括一個引導程序和一個被稱為BPB(BIOS ParameterBlock)的本分區參數記錄表。其實每個邏輯分區都有一個OBR,其參數視分區的大小、操作系統的類別而有所不同。引導程序的主 要任務是判斷本分區根目錄前兩個文件是否為操作系統的引導文件(例如MSDOS或者起源于MSDOS的Win9x/Me的IO.SYS和MSDOS.SYS)。如是,就 把第一個文件讀入內存,并把控制權交予該文件。BPB參數塊記錄著本分區的起始扇區、結束扇區、文件存儲格式、硬盤介質描述符、根目錄大 小、FAT個數、分配單元(AllocationUnit,以前也稱之為簇)的大小等重要參數。OBR由高級格式化程序產生(例如DOS的Format.com)。      3.文件分配表      FAT(FileAllocationTable)即文件分配表,是DOS/Win9x系統的文件尋址系統,為了數據安全起見,FAT一般做兩個,第二FAT為第一FAT的 備份,FAT區緊接在OBR之后,其大小由本分區的大小及文件分配單元的大小決定。關于FAT的格式歷來有很多選擇,Microsoft的DOS及Windows 采用我們所熟悉的FAT12、FAT16和FAT32格式,但除此以外并非沒有其它格式的FAT,像WindowsNT、OS/2、UNIX/Linux、Novell等都有自己的 文件管理方式。      4.目錄區      DIR是Directory即根目錄區的簡寫,DIR緊接在第二FAT表之后,只有FAT還不能定位文件在磁盤中的位置,FAT還必須和DIR配合才能準確定位 文件的位置。DIR記錄著每個文件(目錄)的起始單元(這是最重要的)、文件的屬性等。定位文件位置時,操作系統根據DIR中的起始單元, 結合FAT表就可以知道文件在磁盤的具體位置及大小了。在DIR區之后,才是真正意義上的數據存儲區,即DATA區。      5.數據區      DATA雖然占據了硬盤的絕大部分空間,但沒有了前面的各部分,它對于我們來說,也只能是一些枯燥的二進制代碼,沒有任何意義。在這里 有一點要說明的是,我們通常所說的格式化程序(指高級格式化,例如DOS下的Format程序),并沒有把DATA區的數據清除,只是重寫了FAT表 而已,至于分區硬盤,也只是修改了MBR和OBR,絕大部分的DATA區的數據并沒有被改變,這也是許多硬盤數據能夠得以修復的原因。但即便如 此,如MBR/OBR/FAT/DIR之一被破壞的話,也足夠咱們那些所謂的DIY老鳥們忙乎半天了……需要提醒大家的是,如果你經常整理磁盤,那么你 的數據區的數據可能是連續的,這樣即使MBR/FAT/DIR全部壞了,我們也可以使用磁盤編輯軟件(比如DOS下的DiskEdit),只要找到一個文件 的起始保存位置,那么這個文件就有可能被恢復(當然了,這需要一個前提,那就是你沒有覆蓋這個文件……)。      硬盤分區方式      我們平時說到的分區概念,不外乎三種:主分區、擴展分區和邏輯分區。      主分區是一個比較單純的分區,通常位于硬盤的最前面一塊區域中,構成邏輯C磁盤。在主分區中,不允許再建立其它邏輯磁盤。      擴展分區的概念則比較復雜,也是造成分區和邏輯磁盤混淆的主要原因。由于硬盤僅僅為分區表保留了64個字節的存儲空間,而每個分區的 參數占據16個字節,故主引導扇區中總計可以存儲4個分區的數據。操作系統只允許存儲4個分區的數據,如果說邏輯磁盤就是分區,則系統最 多只允許4個邏輯磁盤。對于具體的應用,4個邏輯磁盤往往不能滿足實際需求。為了建立更多的邏輯磁盤供操作系統使用,系統引入了擴展分 區的概念。       所謂擴展分區,嚴格地講它不是一個實際意義的分區,它僅僅是一個指向下一個分區的指針,這種指針結構將形成一個單向鏈表。這樣在 主引導扇區中除了主分區外,僅需要存儲一個被稱為擴展分區的分區數據,通過這個擴展分區的數據可以找到下一個分區(實際上也就是下一 個邏輯磁盤)的起始位置,以此起始位置類推可以找到所有的分區。無論系統中建立多少個邏輯磁盤,在主引導扇區中通過一個擴展分區的參 數就可以逐個找到每一個邏輯磁盤。      需要特別注意的是,由于主分區之后的各個分區是通過一種單向鏈表的結構來實現鏈接的,因此,若單向鏈表發生問題,將導致邏輯磁盤的 丟失。       數據存儲原理       既然要進行數據的恢復,當然數據的存儲原理我們不能不提,在這之中,我們還要介紹一下數據的刪除和硬盤的格式化相關問題……       文件的讀取       操作系統從目錄區中讀取文件信息(包括文件名、后綴名、文件大小、修改日期和文件在數據區保存的第一個簇的簇號),我們這里假設 第一個簇號是0023。     操作系統從0023簇讀取相應的數據,然后再找到FAT的0023單元,如果內容是文件結束標志(FF),則表示文件結束,否則內容保存數據的 下一個簇的簇號,這樣重復下去直到遇到文件結束標志。    文件的寫入    當我們要保存文件時,操作系統首先在DIR區中找到空區寫入文件名、大小和創建時間等相應信息,然后在Data區找到閑置空間將文件保存 ,并將Data區的第一個簇寫入DIR區,其余的動作和上邊的讀取動作差不多。     文件的刪除     看了前面的文件的讀取和寫入,你可能沒有往下邊繼續看的信心了,不過放心,Win9x的文件刪除工作卻是很簡單的,簡單到只在目錄區做 了一點小改動——將目錄區的文件的第一個字符改成了E5就表示將改文件刪除了。    Fdisk和Format的一點小說明    和文件的刪除類似,利用Fdisk刪除再建立分區和利用Format格式化邏輯磁盤(假設你格式化的時候并沒有使用/U這個無條件格式化參數) 都沒有將數據從DATA區直接刪除,前者只是改變了分區表,后者只是修改了FAT表,因此被誤刪除的分區和誤格式化的硬盤完全有可能恢復……   硬盤引導的條件:   1.硬盤物理性正確:用DISKEDIT能看到物理硬盤或用CMOSSETUP時能識別硬盤參數或用IDE軟件能測出硬盤參數。  2.主引導區(0CYLINDER0SIDE1SECTOR)正確:結束部分要有55AA,分區表內要有一個80標記,代表可激活,主引導區代碼正確,有80標 記對應的分區結束部分有55AA。   分區表位置信息舉例:(從1BE開始)   80000200010351300100000003510000   ①②③④⑤⑥   它們各自的含義如下:   ①可自舉分區;   ②分區起始地址為0頭0柱面2扇區;   ③DOS分區,04或06代表DOS分區,05代表擴展分區,65代表NOVELL分區;   ④分區終止地址為3頭304柱面17扇區;   ⑤區相對扇區號為1;   ⑥分區實用扇區數為20739個。   3.引導區正確:   BPB表代碼要正確:   EB3C904d53444f53352e300002040100020002   abcdefg   0000F850002700080027000000 hijklmn   a代表JMP   b版本號   c每個扇區的字節數   d每個簇的扇區數   e保留扇區數   fFAT的個數   g根目錄項的個數   h扇區的總數   i介質說明符   j每個FAT所占的扇區數   K每個磁道的扇區數   l磁頭個數   m隱藏扇區的個數   n存放計算的驅動器號和磁頭號   結束部分為55AA,并且最后部分的英文字母(屏幕的右側)為IOSYSMSDOSSYS。   4.根目錄上前兩條必須是引導文件IO.SYS、MSDOS.SYS,且必須存放在連續的扇區。   5.引導文件IO.SYS、MSDOS.SYS和COMMAND.COM文件要正確。   修復硬盤:   1.準備好工具盤TOOLS、殺病毒盤VRVNT和引導盤。   2.檢查CMOS配置是否正確。   3.用DISKEDIT備份系統數據。備份分區表、BOOT區和FAT1、FAT2。   注意:備份至軟盤,不要在硬盤上備份或做其它COPY動作。   4.用DISKEDIT分析硬盤。根據硬盤引導的條件,判斷硬盤故障的原因,采用不同的修復方法。   5.若不滿足硬盤引導第五條件,用干凈、正確的系統文件COPY或REPLACE。   6.若不滿足硬盤引導第四條件,用DISKEDIT將根目錄上的CHAINLINK前約20個簇填為0,然且用SYSc:命令TRANSFER系統。   7.若不滿足硬盤引導第三條件,用VRVNT盤,將配置項中的校驗開關改為覆蓋方式,然后用修復引導區進行修復(即使在C盤不出現的情況下也 可進行)。   8.若不滿足硬盤引導第二條件,首先要了解該硬盤的分區情況。   A.若只有一個C盤,用系統盤引導,運行TOOLS盤中的NOFDISK,該軟件必須駐留在內存中,可用MI/A查看,然后運行FDISK,先將原有分區刪除 ,然后重新進行分區,即可修復分區表。   B.若有多個邏輯硬盤   如果能知道各個邏輯硬盤的確切大小,則用以上方法即可恢復,即用FDISK將原有的各邏輯硬盤重新進行分區(必須駐留NOFDISK)。   如果不知道各個邏輯硬盤的情況,用DISKEDIT中的FIND菜單尋找學符串00000055AA,并判斷是否為EXTEND分區的分區信息,如果找到,即 可知道EXTEND分區的起始位置,并可推算DOS主分區的起始和結束位置,并推算相關的參數,由于備邏輯盤是連續的,由EXTEND分區信息,可找 到各邏輯硬盤的分區信息,并推算出EXTEND分區的結束位置及相關參數,將推算出的相關信息寫入主分區表中,即可恢復分區表。   注意:EXTEND分區為05,DOS分區為04或06。   用DISKEDIT中的OBJECT菜單選擇PHYSICALSECTOR,鍵入0,0,1,即可進入主引導區。用VIEW菜單中的ASPARTITIONTABLE項可看分區結構。一 般情況下主引導區BIGDOS的起始位置SIDE=1SECTOR=1,EXTEND分區的起始位置SIDE=0SECTOR=1,而ENDINGLOCATION處SIDE和SECTOR必然是 最大值。可直接在該分區表中修改數據。光標移至任意處回車,可顯示該數據處的分區結構,并可通過F2和F6切換。后一個分區的STARTING LOCATION必然是前一個分區ENDINGLOCATION的下一個扇區。NUMBEROFSECTORS可通過分區的ENDINGLOCATION和STARTINGLOCATION計算出, 例如,STARTINGLOCATION的SIDE=1,CYLINDER=0,SECTOR=1,ENDINGLOCATION的SIDE=7,CYLINDER=262,SECTOR=39則通過以下式子計算:   主引導區的RELATIVESECTORS是SECTOR的最大值。   EXTEND分區的RELATIVESECTORS=主引導區的RELATIVESECTORS+主引導區的NUMBEROFSECTORS。   EXTEND分區的NUMBEROFSECTORS=本分區的ENDINGLOCATION(換算為SECTORS)-本分區的RELATIVESECTORS。   下面是某116M硬盤(參數為CYLINDER=760HEAD=8SECTOR=39)共分有:   C盤(DOS引導盤)大小為40M   DOS擴充盤大小為76M   DOS擴充盤上的邏輯驅動器為:   D:32ME:3MF:4MG:6MH:7MI:7MJ:17M   StartingLocationEndingLocationRelativeNumberof   SystemBootSideCylinderSectorSideCylinderSertorSertorsSertors   BIGDOSYes1017262393982017   h1c1s1h2c2s2r1n1   EXTENDNo0263177603982056155376   h3c3s3h4c4s4r2n2   unusedNo00000000   unusedNo00000000   即:r1=s2   n1=(h2+1)*(c2+1)*s2-s2   r2=r1+n1   n2=(h4+1)*(c4+1)*s4-r2   光標停留在EXTEND行,按回車鍵出現下列DOS擴展分區邏輯分區表:   StartingLocationEndingLocationRelativeNumberof   SystemBootSideCylinderSectorSideCylinderSertorSertorsSertors   DOS-16No126317472393965481   h5c5s5h6c6s6r3n3   EXTENDNo04731749239655206240   h7c7s7h8c8s8r4n4   unusedNo00000000     unusedNo00000000     公式:r3=s6   n3=(h6+1)*(c6+1)*s6-r3-r2   r4=r3+n3   n4=(h8+1)*(c8+1)*s8-r4-r2     光標停留在EXTEND行,按回車鍵出現下列DOS擴展分區邏輯分區表:     StartingLocationEndingLocationRelativeNumberof   SystemBootSideCylinderSectorSideCylinderSertorSertorsSertors   DOS-12No14731749239396201   h9c9s9h10c10s10r5n5   EXTENDNo04931751939717608424   h11c11s11h12c12s12r6n6   unusedNo00000000     unusedNo00000000     公式:r5=s10   n5=(h10+1)*(c10+1)*s10-r5-r2-r4   r6=r4+r5+n5   n6=(h12+1)*(c12+1)*s12-r2-r6     光標停留在EXTEND行,按回車鍵出現下列DOS擴展分區邏輯分區表:     StartingLocationEndingLocationRelativeNumberof   SystemBootSideCylinderSectorSideCylinderSertorSertorsSertors   DOS-12No14931751939398385   h13c13s13h14c14s14r7n7   EXTENDNo052017559398018412480   h15c15s15h16c16s16r8n8   unusedNo00000000     unusedNo00000000     公式:r7=s14   n7=(h14+1)*(c14+1)*s14-r7-r2-r4-n4   r8=r5+r6+n6-r7   n8=(h16+1)*(c16+1)*s16-r2-r8     光標停留在EXTEND行,按回車鍵出現下列DOS擴展分區邏輯分區表:     StartingLocationEndingLocationRelativeNumberof   SystemBootSideCylinderSectorSideCylinderSertorSertorsSertors   DOS-12No152017559393912441   EXTENDNo056017605399266414352   unusedNo00000000   unusedNo00000000   光標停留在EXTEND行,按回車鍵出現下列DOS擴展分區邏輯分區表:   StartingLocationEndingLocationRelativeNumberof   SystemBootSideCylinderSectorSideCylinderSertorSertorsSertors   DOS-12No156017605393914313   EXTENDNo0606176513910701614352   unusedNo00000000   unusedNo00000000   光標停留在EXTEND行,按回車鍵出現下列DOS擴展分區邏輯分區表:   StartingLocationEndingLocationRelativeNumberof   SystemBootSideCylinderSectorSideCylinderSertorSertorsSertors   DOS-12No160617651393914313   EXTENDNo0652177603912136834008   unusedNo00000000   unusedNo00000000   光標停留在EXTEND行,按回車鍵出現下列DOS擴展分區邏輯分區表:   StartingLocationEndingLocationRelativeNumberof   SystemBootSideCylinderSectorSideCylinderSertorSertorsSertors   DOS-16No165217760393933969   unusedNo00000000   unusedNo00000000   unusedNo00000000   C.若有NOVELL分區,采用B方法,NOVELL分區為65。   9.若不滿足硬盤引導的多個條件,則按分區表,BOOT區等順序修復。   10.在修復前或修復后均用VRVNT查找病毒,發現后消除病毒。  
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