作者：董自上
来源：《职业·下旬刊》 2019年第9期
文/董自上
摘 要：计算机在使用过程中会因为各种原因造成数据丢失，从而影响人们的学习、工作和生活，甚至造成经济损失，因此，需要及时对丢失的数据进行抢救与恢复。本文介绍了计算机数据丢失的常见原因和数据恢复的原理及方法。
关键词：计算机 数据 抢救与恢复
计算机中存储的数据并不安全。用户的误操作或者病毒感染，都会造成文件的删除、数据毁坏或丢失等一系列问题。除了要对存放在计算机存储设备中的重要数据进行备份，还需要掌握一定的数据恢复技术，在硬盘出现故障时，及时恢复数据，避免损失。
一、计算机数据丢失的原因分析
硬盘数据丢失主要由软件故障和硬件故障引发。硬件故障是计算机数据丢失的重要原因之一，即由于计算机磁盘失效问题造成的一系列故障，如磁盘坏道、盘片划伤、磁头变形、磁臂断裂或者磁头放大器的损坏，甚至因为电压问题造成的电子元器件的损坏等。对于普通计算机用户，硬件故障造成的数据丢失，需要交给专业的维修人员进行数据恢复，数据恢复的过程也需要使用专业的设备。最常见的软件故障包括病毒的破坏或网络入侵导致的数据丢失。感染病毒的计算机容易出现操作系统崩溃或系统软件被恶意毁坏，进而系统瘫痪或者磁盘中的重要数据丢失。随着网络的发展和信息化技术的普及，计算机存储的数据除了受病毒威胁外，网络上黑客的非法入侵也会造成硬盘数据被破坏。此外，误操作也经常会导致现有数据丢失，如不小心将重要的数据文件删除、非正常关机、误操作将硬盘格式化、系统安装或者重装的时候删除分区等等，都会造成数据的丢失或损坏。
对于不同的数据丢失或者损坏，对应的数据恢复的方式也不同，其中逻辑层恢复包括恢复因病毒感染、误操作所删除、格式化的数据，物理层恢复包括恢复由硬件物理损伤，如硬盘盘片的坏道、电机故障等问题丢失的数据。
二、数据恢复的基本原理
对于丢失的数据进行恢复，首先要了解存储设备本身的数据结构和数据的存储原理，在此以目前常见的机械硬盘为例，进行分析。
1.硬盘的数据结构
机械硬盘是由坚硬金属材料制成，涂以磁性介质盘片的数据存储设备，硬盘中由一组金属材料为基层的盘片组成，盘片上附着磁性涂层，靠硬盘本身转动和磁头的移动来读写数据。计算机的数据就是存储在硬盘驱动器内的磁盘片上，按照一定的密度为间隔划分成相应的磁道，每个磁道划分为若干个扇区，数据按扇区存放，每一面扇区上有相应的读写磁头，不同磁头的所有相同位置的磁道就构成柱面。
相比较固态硬盘所使用的固态电子存储芯片阵列模式，机械硬盘读写都是以柱面、磁头、扇区为寻址方式，硬盘在上电后保持高速旋转，磁头悬浮在磁盘表面通过步进电机在不同柱面之间移动并进行读写。
格式化好的硬盘，按照数据的记录的作用，可以分为主引导记录（MBR：Main Boot Record）、操作系统引导记录（OBR：OS Boot Record）、文件分配表（FAT：File Assign Table）、根目录（DIR：Directory）和数据区（DATA）这五个部分。通常所说的数据存储，就是存放在数据区DATA这部分。
2.数据存储原理
（1）文件的读取。硬盘的盘片最外面的一圈称为“0”磁道，上面记录了硬盘的规格、型号、主引导记录、目录结构等一系列最重要的信息。硬盘读取文件时，首先要从0磁道开始寻有关文件的初始扇区，
操作系统从硬盘的根目录区读取文件的相关信息，包括文件的文件名、后缀、大小、修改时间和该文件在数据区的簇号，根据数据区的簇号，读取数据并到文件分配表中的相应单元。如果到的内容是FF，即文件结束标志，表示文件读取结束，如果不是，则读取的内容保存数据区的下一个簇的簇号，继续重复查，直到遇到文件结束标志。
（2）文件的写入。当要想磁盘中保存数据文件时，操作系统首先在根目录区中到空白区，写入文件名、后缀名、文件大小和创建时间等相应信息，然后数据区到空间将文件保存，并将数据区的第一个簇写入根目录区。
（3）文件的删除。文件的删除工作，操作系统只在目录区做了一点改动，仅仅对零磁道的文件信息打上删除标准，将目录区的文件的首字节改成E5H，表示将该文件删除了，从而完成了所谓的“文件删除”操作，而真正的文件信息，仍然保存在数据区，只是在系统不到了。
（4）FDISK和Format。FDISK进行硬盘分区实际上是对硬盘的一种格式化。当创建分区时，就已经设置好了硬盘的各项物理参数，指定了硬盘主引导记录和引导记录备份的存放位置。对于文件系统及其他操作系统管理硬盘所需要的信息通过Format命令来实现。通过Fdisk删除再建立分区只是改变了分区表，利用Format格式化逻辑磁盘只是修改了文件分配表，两者都没有将数据从数据区里面直接删除，因此被误删除的分区和误格式化的硬盘才有恢复数据的可能。
三、常见的数据恢复软件类型
造成数据丢失的原因不一样，恢复的方法也就不同。常见的数据恢复的软件有EasyRecovery、FinalData、Recover My File、DiskGenius、Recover My Photos等。专业数据恢复公司和各大企业则配备更为专业的工具，国内处理物理故障造成数据丢失的专业级恢复工具主要是效率源生产的专修系列产品。
1.数据恢复软件EasyRecovery的概述
EasyRecovery是专业的数据恢复软件，可以从被病毒破坏或已经格式化的硬盘中恢复数据。被破坏的硬盘，如丢失引导记录、BIOS参数数据块、分区表、FAT表或引导区都可以由EasyRecovery软件来进行恢复。无论是误删除、误格式化还是重新分区而造成的数据丢失，都可以使用该软件轻松恢复。它可以不依靠分区表，按簇进行硬盘扫描，恢复丢失的数据及重建文件系统。它不会向计算机的原始驱动器写入任何的信息，在内存中重建文件分区表使数据能够安全地传输到其他的驱动器中。
2.数据恢复软件EasyRecovery的使用
（1）磁盘检测。利用EasyRecovery的“磁盘诊断”选项，可以对硬盘的磁盘驱动器、分区等进行测试、诊断。EasyRecovery可以检测磁盘存在的坏块，并获得磁盘使用的细节，包括已使用的磁盘块、文
件系统块、可用磁盘块、坏块、分区等相关信息，提供自我监测分析报告，将磁盘属性的当前值、状态、RAW值显示，为磁盘坏块的修复提前做好准备。
（2）误删除的数据恢复。对于误删除的数据，可以通过EasyRecovery的“数据恢复”选项，选择高级恢复、删除恢复等相应的数据修复方式，或者打开需要恢复文件所在磁盘驱动器，进行盘区的全盘扫描，在文件过滤器下直接输入相应的文件名，或使用通配符来快速到某个或某一类文件。扫描之后，该磁盘文件夹上曾经被删除的文件及文件夹都会全部呈现出来，之后可以通过寻并选择出需要恢复的文件。如果不能确认文件是否是想要恢复的文件，可以通过“查看文件”选项，查看文件的内容。确认并选择要恢复的文件后，选择一个用以保存该恢复文件的逻辑驱动器。此时该文件应该要恢复到其他磁盘分区上，也可以事先准备一个较大容量的U盘或者移动硬盘。这在恢复误格式化某个分区的数据时尤为重要，因为分区的数据较大，一定要根据该分区的容量大小选择合适的外存储器。进行扫描会出现恢复摘要，直到数据完全恢复后退出。
（3）格式化的数据恢复。对于已经格式化的数据，利用EasyRecovery软件在已经格式化的卷中恢复文件，根据弹出的“目的地警告”提示，恢复的数据最好选择保存在和被恢复磁盘不同的分区或者移动磁盘。如果有多个磁盘的话可以选择其他磁盘。选择一个需要恢复的分区，设置好分区的格式，进行自动扫描，扫描完成后，选择需要恢复的文件并设置需要恢复文件的保存位置，可以选择浏览或者手动输入位置。
3.数据恢复时要注意的问题已删除照片恢复
在计算机数据恢复过程中应注意以下问题，防止数据恢复过程中因误操作而造成二次破坏，导致恢复难度的增加。
（1）计算机数据在恢复过程中，不要往磁盘的源盘里面写入新的数据。任何写入磁盘的操作都有可能破坏需要被恢复的数据。一旦计算机的数据丢失，操作者应严禁向需要恢复的磁盘分区里面保存新的数据文件，最好在第一时间停用计算机网络，关闭网络下载工具和不必要的应用程序之后，再来扫描磁盘信息查并恢复丢失的数据。
（2）不要再次格式化分区。用户第一次格式化磁盘分区后，分区的类型改变，FAT32和NTFS的磁盘分区格式，存储数据的方式也不同。分区格式的不同容易造成丢失的数据被二次破坏，再次格式化很可能把本来可以恢复的一些大的文件给破坏了，造成永久无法恢复。
（3）不要把丢失的数据直接恢复到源盘上。很多普通客户误操作删除文件后，通过使用数据恢复软件把恢复出来的文件直接还原到原来的目录下，这样的操作对于破坏原来数据的可能性非常大。所以在数据恢复的时候，严格禁止把丢失的数据文件，直接通过软件还原到源盘，而是应采用更换不同的盘符存储。
总而言之，在日常的计算机使用过程中，数据丢失是一个比较严重的问题。通过对丢失的计算机数据进行抢救与恢复，可以有效避免数据信息丢失给人们带来巨大的经济损失。同时，我们也要提高认识，通过科学的管理措施和及时更新、备份数据，尽量避免软件和硬件故障造成的数据丢失，从而保障计算机数据的安全性和可靠性。
参考文献：
[1]叶润华.数据修复技术与典型实例实战详解[M].北京:人民邮电出版社,2015.
[2]周建峰,张宏,许少红.数据存储、恢复与安全应用实践[M].北京:中国铁道出版社,2015.
[3]谢新军.计算机硬盘数据恢复的技术分析[J].考试周刊,2014(58).
[4]王淼.个人计算机数据安全防护研究[J].北京工业职业技术学院学报,2013(1).
（作者单位：南京金陵高等职业技术学校）
编辑 张 雷
发布评论