数据恢复课程设计论文.doc

课程设计（论文）论文题目： 硬盘数据恢复技术 学生姓名： 吴志伟 专 业： 计算机应用技术 学 号： 0901010308 2010年10月23日目录硬盘数据恢复技术1摘 要：1关键词：1引 言11.1 课题相关特点11.2 课题研究的意义所在2第一章相关知识22.1 数据恢复基础知识22.2 数据恢复原理3第二章数据恢复应用常见实例43.1 主引导区的恢复43.2 分区表破坏43.3 修复DBR43.4 文件被删除后的拯救53.5 因病毒侵害而导致的文件假丢失53.6 数据恢复过程方法图解6第三章硬盘MBR数据结构分析和修复策略124.1 MBR的定义和数据结构124.2 MBR修复方法134.3 修复MBR命令 Fdisk /mbr 详解13第四章总结14硬盘数据恢复技术硬盘数据恢复技术摘 要：随着计算机技术的发展，同时硬盘由于其容量大价格便宜也成为人们存储数据的主要设备。然而由于种种原因，硬盘的数据可能会被损坏，这也给个人和社会带来很大的损失。因此，数据损坏后的数据恢复显得非常重要。虽然在数据恢复领域有很多的厂商已经有比较成熟的技术。然而对于并不了解硬盘原理普通人来说，如果试图恢复数据，但又无法采用很好的方法，选择正确的工具，就很难很好的恢复数据。本文分析了硬盘的有关内部结构与文件存储系统以及硬盘数据损坏的有关原因，最后分析比较国内外相关的技术和数据恢复方面流行的软件。进而对不同的数据损坏提出不同的数据恢复的方法。关键词：数据恢复、MBR、DBR、FAT引 言1.1 课题相关特点信息作为一种抽象物质。硬盘数据丢失对于硬盘来说，仅仅就是硬盘上的某些地方的磁性消失。我们所能做的就是把没有丢失的信息恢复出来，以减少人们与社会的损失。硬盘数据的丢失的原因本来就有很多种，可能因为人的误操作而丢失，也可能是因为病毒的入侵而破坏数据。并且数据丢失的程度与情况也不尽相同。可能是文件数据的丢失，可能是文件分配（FAT）表丢失，也可能硬盘的分区表等重要信息丢失。所以，硬盘数据丢失本身就是一个非常复杂的问题。要恢复硬盘的数据首先就是要分析硬盘的结构，分析数据丢失的情况。只有彻底分析硬盘数据丢失的原因才能更好的采取下一步的行动。同时，由于硬盘可能的数据丢失的情况的复杂性，这也使得数据恢复的方法的多样性。对于不同的情况，必须采用不同的方法，才会有更好的效果。1.2 课题研究的意义所在目前社会上针对数据恢复的公司有很多，有关的软件也很多。而对于普通的用户，想自己动手简单恢复数据的朋友，很少有系统的方法和对软件的选择上有些茫目。本文旨在通过研究硬盘数据恢复的原理，分析硬盘数据丢失的原因，进而比较现今比较流行的方法和有关的软件，提出对不同的数据丢失情况下的一些建议，并提出手动备份硬盘分区结构和其它重要数据的方法及通过手工恢复硬盘全盘结构的方法。本文可作为个人数据丢失时情况不是很严重时个人自己动手恢复数据的一个参考。第一章 相关知识2.1 数据恢复基础知识说到数据恢复，我们就不得不提到硬盘的数据结构、文件的存储原理，甚至操作系统的启动流程，这些是你在恢复硬盘数据时必须使用的基础知识。刚生产出来的硬盘是无法使用的，若要使用就先将它分区、格式化，然后再安装上操作系统才可以使用。而在这一过程中，要将硬盘分成主引导区（MBR），作系统引导记录区（DBR）、AT表、DIR目录区和DATA数据区等五个部分。MBR(Main Boot Record，主引导区)位于整个硬盘的0磁道0柱面1扇区中。不过在总共512字节的主引导扇区中，MBR只占了其中的446字节，另外的64字节交给了DPT(Disk Partition Table，硬盘分区表)，最后的两个字节“55AA”是分区的结束标志，其整体构成了硬盘的主引导扇区。DBR(Dos Boot Record，操作系统引导区)，通常位于硬盘的0磁道1柱面1扇区，是操作系统可以直接访问的第一个扇区，它包括一个引导程序和一个被称为BPB(Bios Parameter Block)的分区参数记录表，最后的结束标志为“55AA”。引导程序的主要任务是当MBR将系统控制权交给它时，判断本分区跟目录前两个文件是不是操作系统的引导文件。如果确定存在,就把它读入内存，并把控制权交给该文件。BPB参数块记录着本分区的起始扇区、结束扇区、文件存储格式、硬盘介质描述符、根目录大小、FAT个数，分配单元的大小等重要参数。DBR是由高级格式化程序(如Format.m等程序)所产生。FAT(File Allocation Table，文件分配表)，是操作系统的文件寻址系统。为了防止意外损坏，FAT一般做两个(也可以设置为一个)，第二个FAT为第一个FAT的备份。同一个文件的数据并不一定完整地存放在磁盘的一个连续的区域内，而往往会分成若干段，像一条链子一样存放，这样存放更多是为了读写速度上的考虑。由于硬盘上保存着段与段之间的连接信息，操作系统在读取文件时，总是能够准确地找到各段的位置并正确读出。在FAT区之后便是DIR目录区与DATA数据区，其中目录区起到定位的作用，通过这些目录可以找到相应的数据。数据区是真正存储数据的地方。2.2 数据恢复原理数据出现问题主要包括两大类：逻辑问题和硬件问题，相对应的恢复也分别称为软件恢复和硬件恢复。本文主要从软件恢复来讨论数据的恢复方法。软件恢复是指通过软件的方式进行数据修复，整个过程并不涉及硬件维修。而导致数据丢失的原因往往是病毒感染、误格式化、误分区、误克隆、误删除、操作断电等。事实上，造成软件类数据丢失的原因十分复杂，每种情况都有特定的症状出现，或者多种症状同时出现。一般情况下，只要数据区没有被彻底覆盖，个人用户通过相关软件的使用，一般都可以顺利恢复。以最普通的删除操作为例，实际上此时保存在硬盘中的文件并没有真正被完全覆盖掉，而只是把指向这数据存储空间的链条删除了，真正的数据还是以二进制的方式存储在硬盘上。只要这些数据不被覆盖，通过一些特定的软件方法，对这些存储数据的磁盘进行扫描，通过对所扫描得到的数据进行分析，以一定的格式来进行编译，就能够在一定范围内把丢失的数据找回来。比如一块硬盘或者是一个闪存，在Windows下进行高级格式化，实际上主要是对FAT表进行重新分配，把通向原来数据的通道给切断了，这样从表面上看起来是把磁盘进行格式化了，而实际上原来存储的数据还存储在盘片或是存储元件上，通过对盘片或存储元件进行扫描，然后按照主引导区、分区、DBR、FAT、文件实体恢复的顺序来解决，可以在一定限度内对文件进行恢复。 当然也应当承认的是，尽管软件类数据恢复有很多细节性的技巧与难以简单表达的经验，但是也的确存在现有软件恢复技术无能为力的情况。如果硬盘中的数据被完全覆盖或多次被部分覆盖，很可能使用任何软件也无法修复。基于以上原因，当出现数据丢失的情况时，最主要的操作就是不要对原来存放数据的区域进行数据存储或写操作，以保持原来存放数据的区域不被改动，为数据恢复做好充足的准备。第二章 数据恢复应用常见实例3.1 主引导区的恢复对于开机自检后提示Miss operation system而且DOS下查看C盘内容完整，这是属于主引导区故障。另外在电脑启动中，系统能够通过自检并检测到硬盘，但在即将进入操作系统之前提示DISK BOOT FAILURE.INSERT SYSTEM DISK AND PRESS ENER，这也是主引导区错误。对于这一类故障，可以用软盘或是光盘来启动，进行DOS系统,然后键入C：，看能否读取C盘上的内容。如果C盘上的内容可以读取的话，大家只要使用Fdisk/mbr命令就可以进行无条件重写主引导区，这个方法一般都能成功，而且可以保留原有的数据。当然即便是不能读取C盘，我们也可以使用Fdisk/mbr命令。事实上Fdisk/mbr的作用十分明显，也能对付一些主引导区病毒，大家一定要好好利用，这堪称是对付硬盘在BIOS下可以识别而DOS下无法操作的第一工具。3.2 分区表破坏如用PQ Magic时操作失误所导致的无法进入系统或者是进入系统后文件打不开等情况，即是典型的分区表故障。自动修复分区表的操作一般就是通过查找备份分区表并复制相应扇区，这里使用DiskGenius软件。此软件可以在纯DOS系统下运行。操作方法：首先将此软件拷入启动盘，之后可以直接运行，进入此软件的主界面后，按下F10就能够轻松地自动恢复硬盘分区表。3.3 修复DBR对于一台电脑，在Windows系统下打开一个分区时提示未被格式化，在DOS下进入此分区时提示General Fail Reading Drive。这种情况下，如果使用格式化工具对所要访问的分区进行格式化，当然就很轻松地进入此分区，但代价就是此分区下所有的数据都将不复存在，此做法也与挽救数据的最终目的相违背。这时可以用WinHex软件来修复DBR模板。在使用时可以把出问题的硬盘当作从盘进行挂接，随后从打开的WinHex中选择此硬盘，而后此软件就可以使用硬盘中的分区表信息来处理分区，以达到修复的目的。3.4 文件被删除后的拯救当我们存储一个文件的时候，操作系统首先会在一个记录所有空间使用情况的文件分配表中，找到足够容纳我们的新文件的空间，然后把文件内容写到相对应的硬盘扇区上，最后在分配表中标出该空间被占用了。当我们删除一个文件的时候，一般并不对实际文件所占用的扇区进行操作，而是仅仅在该分配表中标记哪些空间是空白的，可以分配给别的文件使用。事实上在这个时候，要删除的文件的实际内容并没有受到破坏，可以恢复回来。但是如果我们删除一个文件后，在原来文件所在的扇区上，又重新创建了一个文件，那么被删除文件所占用的扇区就有可能被新创建的文件所使用，这时候就无法恢复原来被删除的文件了。但如果在删除的时候按住了SHIFT键，那么就相当于把数据进行了物理删除，而没有通过回收站，这时候就无法通过一般的方法来找回删除的数据了。文件删除后的恢复方法相对简单。操作系统删除文件的操作进行了两方面个操作：一，将文件在磁盘的文件目录表中的相应文件目录登记项的第一个字节更改了E5H；二，将文件所占簇号在文件分配表中的记录清零，以释放该文件所占空间。文件数据信息仍然“保留”在硬盘数据区中。因此此类型的数据恢复只要通过某些硬盘管理工具或者数据恢复软件（比如EasyRecovery），按照有关的设置进行。被彻底删除的文件还是很容易被恢复过来。必须注意的是，恢复后的数据一定不能存放在原来的硬盘分区。3.5 因病毒侵害而导致的文件假丢失有这么一类病毒，感染后会在根目录下创建一个与原文件夹同名且可以运行的程序，使用杀毒软件把病毒查杀后，原来的文件夹都变成隐藏的了，并且通过查看文件夹的属性不能进行修改。虽然使用专业的修改软件可以进行修改，但使用较为麻烦。这里可以使用Attrib命令。在Windows运行的过程中，打开MS-DOS，无论是Windows98，还是Window7.0，都可以通过运行CMD命令打开DOS，而后找到相应的盘符，输入attrib /d /s h s，这样就可以把隐藏的文件恢复到正常的状态了。Attrib是修改文件夹属性的一个DOS命令，/d与/s是两个开关，-h就是消除隐藏属性。3.6 数据恢复过程方法图解下面我就向大家做详细的介绍。为了证明EasyRecovery软件功能的强大，用一些文件作为实例：在E盘文章文件夹中，存放着doc和txt格式的文本和文档，下面我们将这些文件全部删除。 目录中的文件确定全部删除，并没有放入回收站已经全部删除安装软件界面软件界面在启动EasyRecovery之后，点击左边列表中的“数据修复”。数据修复里面有六个选项，分别是：磁盘诊断、数据恢复、文件恢复、邮件恢复、软件更新、救援中心。我们点击数据恢复，然后点击DeletedRecovery，它的功能是查找并恢复已删除的文件。扫描所有文件因为我们刚才删除的是E盘中的文件，因此我们将硬盘的盘符选择成E，点击下一步后，软件就开始扫描你刚才选择的分区了。经过35分钟的扫描后结果就出来了，之后我们选择了一次完全扫描，所需要的时间大约是20分钟，如下图。完全扫描扫描完成扫描完成后，可以看到左边的文件夹，此时我们点击刚才删除的文章文件夹，在右面列出来到文件就是能被恢复的删除文件，选择一个要恢复的文件，在文件前面打上勾即可，然后点击“下一步”。根据状况的不同在解图中也有介绍。选择恢复地址选择好要恢复的文件后，我们就来选择恢复目标的选项，一般我们都是恢复到本地驱动器里的，此时需要注意的是恢复的文件不能与原来的保存分区一致，否则不能保存。举个例子，刚才我们删除的是E盘的文件夹，接下来我们选择将文档存放在D盘的文件夹中。点击下一步后，文件就开始恢复了，恢复完成后，弹出一个对话框显示文件恢复报告，你可以进行保存或取消，这样文件恢复就完成了。恢复完成已经完全恢复数据恢复结语和感受：使用过EasyRecovery的朋友对它的恢复效果应该是比较满意的，EasyRecovery不仅能恢复被删除的文件，它还能恢复被格式化的硬盘分区以及引导记录、分区表、FAT表、引导区等。今后如果你有重要的文件被误删，不要忘记使用EasyRecovery，它可以帮助你。该数据恢复软件记使用EasyRecovery，它可以帮助你。该数据恢复软件第三章 硬盘MBR数据结构分析和修复策略MBR是硬盘重要的组成部分，一般都在硬盘的第一扇区，对系统的引导和进一步寻找硬盘的DBR有重要的作用，下面我就介绍一下硬盘MBR的结构和修复方法。4.1 MBR的定义和数据结构MBR（Master Boot Record），是硬盘的主引导记录，在主引导扇区，位于硬盘的cylinder 0， head 0， sector 1 （Sector是从1开始的）。MBR可以通过FDISK创建，通过INT 13h的fun 2来读取。 引导扇区是每个分区（Partition）的第一扇区，而主引导扇区是硬盘的第一扇区。它由三个部分组成，主引导记录MBR、硬盘分区表DPT和硬盘有效标志。在总共512字节的主引导扇区里MBR占446个字节（偏移0-偏移1BDH），DPT占64个字节（偏移1BEH-偏移1FDH），最后两个字节“55AA”（偏移1FEH-偏移1FFH）是硬盘有效标志。结构图如下所示：MBR功能 1 检查分区表2 搜索可引导分区3 加载活动分区的第一扇区（DOS Boot Record）即所谓的硬盘DBR。MBR组成 一个扇区的硬盘主引导记录MBR由4个部分组成：1 主引导程序：偏移地址0000H-0088H，它负责从活动分区中装载，并运行系统引导程序。2 出错信息数据区：偏移地址0089H-00E1H为出错信息，00E2H-01BDH全为0字节。3 分区表（DPT,DiskPartitionTable）：含4个分区项，偏移地址01BEH-01FDH,每个分区表项长16个字节，共64字节为分区项1、分区项2、分区项3、分区项4。4 结束标志字：偏移地址01FE-01FF的2个字节值为结束标志55AA,如果该标志错误系统就不能启动。MBR结构 0 字节 分区状态： 如0-非活动分区，80- 活动分区1 字节 该分区起始头（HEAD)2 字节 该分区起始扇区和起始柱面4 字节 该分区类型，如82- Linux Native分区，83- Linux Swap 分区5 字节 该分区终止头（HEAD） 6 字节 该分区终止扇区和终止柱面8 双字节 该分区起始绝对分区C 双字节 该分区扇区数 最后的两个标志“55 AA”是分区表的结束标志，如果这两个标志被修改（有些病毒就会修改这两个标志），则系统引导时将报告找不到有效的分区表。4.2 MBR修复方法 常见的MBR修复方法有三种方法1:首先用光驱引导或者用软驱进入纯dos模式，再用 fdisk /mbr 命令恢复系统固有的主引导程序方法2:用xp安装盘，进入恢复控制台， fixmbr x:方法3:WinXP以上系统使用Diskpart命令里面的Clean擦出MBR4.3 修复MBR命令 Fdisk /mbr 详解1. 主引导程序受损 此乃常见故障，硬盘不能自举，微机死锁，或显示 boot failureinse