浅谈数据恢复技术在计算机操作中的应用

韩兵 国家新闻出版广电总局564台 李海坤 华北电力大学

浅谈数据恢复技术在计算机操作中的应用

韩兵 国家新闻出版广电总局564台 李海坤 华北电力大学

计算机系统的广泛应用带来了数据的海量增长，但因各种原因造成的数据丢失或损坏也经常发生。如何通过数据恢复技术找回丢失的数据，成为人们关注的问题。本文介绍了数据恢复的概念和基本原理，并结合计算机日常使用，介绍了常见文档的恢复方法。

数据恢复 计算机 应用

1 引言

数据作为用户保存信息的有效载体，在计算机系统运行和应用中具有重要价值。相对于有形有价的存储介质，无形的数据常常显得更加珍贵。在日常计算机操作使用中，由于误操作、病毒破坏、物理损坏、系统故障等原因引发的数据丢失时有发生，在影响计算机用户正常使用的同时，也常常给使用单位带来巨大损失。正是在这样的背景下，数据恢复技术应运而生了。掌握数据恢复技术及其在计算机操作中的主要应用，有利于我们尽可能挽回数据丢失的损失，并给计算机日常安全与维护带来极大便利。

2 数据恢复技术原理

所谓的数据恢复，简单的说就是通过一定的技术手段，把各类存储介质中已经丢失或遭到破坏的数据还原为正常数据的过程。通常，数据恢复可以分为“硬恢复”和“软恢复”两种。“硬恢复”是指存储介质因外地破坏、机械故障等原因在物理上出现问题而导致数据无法读取的恢复。此时，常常需要专业的数据恢复工程师配合专业数据恢复设备在无尘环境下维修发生故障的零件。“软恢复”则是指因格式化误删或者病毒破坏等逻辑故障导致数据丢失的恢复。此时，除非数据已被完全覆盖，否则大部分可以通过数据恢复软件恢复出来。

要了解数据恢复技术的基本原理，必须从认识计算机系统的数据存储过程开始。在计算机系统中，扇区是硬盘存放数据的基本单位。为了方便对硬盘存储空间的管理，系统在分区时会在硬盘的第一个扇区建立主引导记录（MBR），用于标注硬盘的分区数量、每个分区的大小，起始位置等信息。当主引导记录因为各种原因（硬盘坏道、病毒、误操作等）被破坏后，存储在扇区的数据通常并没有丢失。根据数据信息特征，我们可以重新推算分区大小及位置，重新标注主引导记录，这样丢失的分区就找回来了。

为了管理文件存储，分区完毕后格式化程序会根据分区大小，将分区划分为目录文件分配区和数据区。当我们向硬盘里存放文件时，系统首先会在文件分配表内写上文件名称、大小，并根据数据区的空闲空间在文件分配表中写上文件内容在数据区的起始位置，然后开始向数据区写上文件的真实内容。当我们执行删除操作时，系统只是在文件分配表内在该文件前面写一个删除标志，表示该文件所占用的空间已被“释放”，而不会立即删除数据区内该文件的真实内容。因此，只要删除文件所占用的空间还没有被新的内容覆盖，就可以借助数据恢复工具把数据恢复出来。如果文件分配表遭到破坏，虽然每个文件的真实内容还存放在数据区，系统却因为无法定位到文件而认为文件已经不存在。此时，只要我们能重建文件分配表，存储在数据区的数据就仍然能够恢复回来。当将一个分区格式化后又写入新内容，新数据只是覆盖掉分区前部分空间,该分区剩余空间数据区上无序内容仍然有可能被重新组织,将数据恢复出来。

3 Windows常见文档的恢复

工作中经常遇到的MS office文件、压缩文件、视频文件、音频文件、图片文件、邮件等，都有可能遭遇数据丢失的情况。对于因误操作和病毒感染等逻辑问题引发的数据丢失，学会运用软恢复技术和相应工具及时恢复此类文件，对日常工作非常重要。为避免因数据恢复过程中破坏数据，降低数据完全丧失的可能性，应该在数据恢复前根据实际情况确定是否对故障磁盘进行镜像，以保存丢失数据的副本。

3.1 删除文件的恢复

一般情况下，只要数据区没有被彻底覆盖，用户通过相关软件顺利恢复数据的几率很大。例如，最普通的删除文件操作是对被删除文件修改文件头的前两个代码，这种修改映射在文件分配表中，就为文件作了删除标记，但文件的内容仍保存在原簇，只要不被后来保存的数据覆盖，数据就仍在磁盘上，且文件分配表中也有它的信息，这个文件可以使用软件工具得到恢复。即使后来有新的数据写入该文件保存的簇上，只要不是整个簇被覆盖，就会存在文件残留部分，这个文件就有恢复的机会。但是，文件被删除后，如果它所占的簇被存入其它数据且完全覆盖，文件在分配表中的信息就会被新的文件映射所代替，这样的文件一般很难恢复。对删除的word等office文档，除了使用恢复软件外，还可以通过在其安装目录下找到隐藏的临时文件直接恢复。这是因为，office软件会对用户当前操作的文件生成一个备份文件，而且不会自动删除。只要找到备份文件并消除临时文件的隐藏状态，然后把后缀名改为*.doc，就可能实现文档的成功恢复。

3.2 分区表损坏恢复

因意外断电、软件错误等引发的分区表损坏是一种比较常见的数据读取故障，其直接表现就是用户看不到分区存在，也无法访问其中的数据。此时，除主引导记录扇区外，其它扇区基本没有任何错误，可以通过数据恢复软件找回丢失的数据。比如，Easy Recovery就是一款能够恢复丢失的数据以及重建文件系统的专业硬盘数据恢复工具。除了能修复硬盘中丢失的引导记录、BIOS参数数据块、分区表、FAT表和引导区等，Easy Recovery还能修复MS Office文件、zip压缩文件和邮件等。通常，在Windows系统下打开一个分区时可能会提示“未被格式化”，并且询问是否对其进行格式化。这种情况大多时由分区表损坏引起的。此时，如果选择格式化命令，将会向磁盘中写入代码或对某些区域进行清零操作。为了尽可能挽救其中的数据，应该禁止对其进行格式化操作，而是使用数据恢复软件修复DBR模板，以达到修复的目的。

3.3 格式化恢复

格式化是指对硬盘或其中的分区进行初始化的操作，格式化后磁盘或分区中的所有文件将被清除。硬盘在进行高级格式化时，系统并不是把DATA区的所有数据清除，而只是把相应的FAT表和FDT表进行重写，即彻底删除所有的文件和子目录，使其FDT和FAT中都不会再有文件或者目录记录登记项，从而释放存储空间。但是，快速格式化后，其子目录下的文件目录项还保留着。此时，可以使用Easy Recovery中的格式化恢复功能进行恢复。硬盘低级格式化将重新划分硬盘的柱面和磁道，再将磁道划分为若干个扇区，并用某个数字对该卷的数据区从头到尾进行填充，此时就不能恢复其分区中的数据了。

4 结语

随着数据恢复市场的扩大，各国和大公司都投巨资对数据恢复技术进行研发，使数据恢复技术日新月异，新技术不断涌现，特别是覆盖数据的恢复更成为各国争夺的焦点，我国只有加强投入，迎难而上，才能在数据恢复领域不至于落后太多，才能保证重要部门的数据安全，减少数据灾难的损失。通过以上几个实践案例及总结的一些技巧，已经可以简单感受到数据恢复软件工具的使用情况。虽然过程简要，但是要真正了解、熟悉数据恢复技术、数据恢复方法，仍需通过长期的理论探究、实践及应用过程。