探究计算机硬盘故障数据恢复技术

    何颖尧

    摘要：近年来，我国科技水平的不断提升极大地促进着计算机技术的进步，并且计算机被广泛应用于各个领域当中，为人们的工作、学习及生活带来了巨大的便利。硬盘作为计算机的重要硬件，一旦出现故障问题极易导致大量数据信息丢失、泄露，造成巨大损失。因此，该文重点探究如何实现对计算机硬盘故障数据的有效恢复。

    关键词：计算机硬盘;故障;数据恢复

    中图分类号：TP3? ? ? ? 文献标识码：A

    文章编号：1009-3044（2021）18-0225-02

    开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

    计算机的出现和应用，助推了社会发展和进步。在计算机使用过程中，计算机病毒、硬件故障和人为因素等诸多影响因素容易造成计算机硬盘出现故障问题，进而导致重要数据信息丢失，给用户造成巨大损失。为了及时恢复故障数据，保护信息，就要重视计算机硬盘故障数据恢复技术的应用，从而安全有效地解决计算机硬盘数据恢复难题。

    1计算机硬盘故障概述

    硬盘作为计算机设备的核心部分，一旦出现故障问题，轻则导致数据丢失，重则导致计算机瘫痪。导致计算机硬盘出现故障的原因，主要包括以下几个方面：

    1）硬件的故障

    计算机存储介质老化、磁头变形、磁盘断裂，磁盘划伤、磁头放大器损坏等，均会导致硬盘出现故障问题，进而导致数据丢失、损坏[1]。计算机硬件故障所造成的数据丢失和损坏，修复难度较大，因此为减少损失，降低故障问题的发生概率，必须要定期做好计算机硬件的保养维护工作，及时更换老旧零部件。

    2）恶意程序的影响

    计算机使用期间，极易遭受病毒的入侵，病毒入侵后可以通过U盘等进入计算机硬盘当中，导致数据泄露、丢失、损坏。尤其是当前计算机病毒种类越来越多，若计算机感染病毒，轻则导致数据丢失、泄露，严重的则会导致计算机系统瘫痪、硬盘损坏，给用户造成巨大损失。病毒入侵计算机后，会改变硬盘的可执行文件，进而损坏数据。计算机连接到网络为黑客的入侵提供了便利，黑客非法入侵后，会篡改、破坏硬盘数据，因此积极做好安全防护工作显得至关重要。

    3）不良的操作习惯

    如果没有形成良好的操作习惯，在使用计算机的过程中，也会给硬盘的运行造成一定的影响，加快硬盘老化。尤其是一些计算机初学者，不具备较高的操作技能，在操作计算机的过程中存在删除系统文件、将硬盘格式化等一系列的错误操作，均会在一定程度上损坏硬盘数据。此外，在重装系统的过程中没有进行正确的分区，也极大地增加了计算机硬盘故障的发生概率。

    2 计算机硬盘故障数据恢复原理及意义分析

    2.1 硬盘数据恢复的原理

    计算机硬盘数据丢失、损坏是由多种因素所导致的，针对硬盘当中尚未被完全掩盖的数据，使用数据恢复软件能够修复部分数据信息，也可以使用操作系统通过数据信息的地址来寻找丢失的硬盘数据，特别是一些已经被覆盖的数据信息。为实现快速恢复，应借助差错校验的方式实现对数据的有效恢复，每一个人的计算机操作能力存在差异，对计算机硬盘数据恢复的认知也存在不同，因此要想提升计算机硬盘故障维修水平，就要重视计算机硬盘故障数据恢复技术的应用，达到良好的数据信息恢复效果，减少损失。

    2.2 硬盤数据恢复的意义

    信息时代背景下，计算机的应用越来越广泛，其作用也越来越大。随着计算机性能的不断提高，能够实现即时化沟通交流，并且能够将海量的数据信息资料存储于计算机硬盘当中，这些数据信息资料具备较高的价值，一旦丢失、泄露、损坏，将会给用户造成巨大的损失，若是企业数据信息被泄露，对企业发展所带来的影响是致命的。无论是个人还是企业，一旦计算机硬盘数据信息泄露、丢失，均会造成极大的影响。面对当前信息数据丢失的问题，要引起足够的重视，采取有效措施做好计算机硬盘故障数据恢复工作，并强化计算机硬盘管理维护，降低硬盘故障问题的发生概率，同时也能够及时恢复丢失的数据，减少损失，保证计算机硬盘数据信息的安全有效存储。

    3计算机硬盘故障数据恢复技术探讨

    3.1 DBR恢复

    计算机运行期间，DBR出现故障后会无法打开硬盘，显示没有格式化并且无法正常启动。面对该故障问题，大多采用高级、快速、完整格式化的方法来进行解决，但大多只能解决磁盘无法打开的问题，无法实现对数据的有效恢复。目前，常见的修复方法是使用WinHex重写DBR模板，挂接操作问题磁盘，再在WinHex中选择发生故障的磁盘以避开DBR信息，然后处理分区中的信息，进入扇区修复，最后打开硬盘并恢复磁盘数据。

    3.2 MBR恢复

    MBR中分区信息被破坏的情况下，大多会无法找到主分区和扩展分区，对于逻辑分区的影响并不大。 因此要想恢复数据则需要恢复MBR中的分区信息。MBR分区信息主要是由LBA地址和分区大小两部分所组成的[2]。硬盘分区包括主分区和扩展分区，并且扩展分区包含多个逻辑分区。大多数分区软件为MBR保留63个扇区，因此63是主分区起始扇区的LBA地址。主分区和扩展分区的大小与第一个EBR的LBA地址密切相关，经计算：主分区大小等于第一个EBR的LBA地址63，扩展分区大小等于硬盘总大小减去第一个EBR的LBA地址。除此之外，还可以通过搜索逻辑驱动器的起始扇区DBR来合理地确定分区信息中的分区类型（扩展分区的分区类型为05），并且起始扇区和结束扇区的C/H/S地址不即可。在弄清主分区和扩展分区的基本信息后，可以使用WinHex等软件将计算出的数值和分区类型写入MBR，从而将MBR中损坏的分区信息进行恢复。

    3.3 EBR恢复

    当EBR损坏时，扩展分区的分区链将断开，并且无法识别EBR所指向的逻辑分区及后续的逻辑分区，和MBR故障相比较而言，EBR故障恢复难度更高。EBR的分区表项有两个：其中一个用来记录逻辑分区起始扇区的LBA地址和逻辑分区的大小，若还有下一个逻辑分区，则第二个分区表项将记录下一个逻辑分区的LBA地址和分区大小。以某随机逻辑分区为例，计算起始扇区地址和大小的方法为：起始扇区的LBA地址等于下一个EBR的LBA地址减去63，分区大小等于上一个扩展分区大小减去63。当EBR损坏时，可以通过搜索之前和之后的EBR，并利用前述计算方法得到EBR的分区信息，然后再利用WinHex软件来重新写入计算的数值，最终将扩展分区链条恢复。

    3.4 硬盘分区表损坏的恢复

    计算机遭受病毒的入侵或者用户错误操作可能会导致硬盘分区表损坏，计算机正常工作状态下突然断电也是损坏硬盘分区表的重要因素。针对这一故障问题所采取的数据损坏修复，可以使用DiskMan软件修复，该软件操作简单。计算机每个硬盘分区是不同的，使用DiskMan软件来进行数据恢复，其恢复率能够达到90%左右。DiskMan软件有着明显的应用优势，支持较多的分区文件格式，因此无论是NTFS文件格式分区表还是EXT文件格式分区表出现损坏，均能够进行有效的恢复。我们还可以使用Finaldata软件来恢复数据，首先使用Finaldata软件将主分区恢复，接着启动操作系统并使用Finaldata软件将其他分区的数据恢复。如果硬盘是FAT或者是FAT32分区格式，可以使用NDD软件进行数据的恢复，并且能够起到良好的数据恢复效果，在操作中首先使用分区软件进行重新分区，分区后禁止格式化操作。由于部分分区软件在分区的过程中会默认格式化操作，所以分区操作过程中要取消连带操作。完成分区工作后重启计算机，并打开NDD软件，使用Diagnose诊断，NDD软件在扫描的过程中首先扫描的是硬盘，如硬盘存在问题会发出提示，然后按照提示项选择所需要恢复的内容，完成修复工作后重启计算机，就可以恢复硬盘分区文件。

    3.5 引导扇区数据的恢复

    计算机操作系统引导扇区数据破坏的情况下，打开计算机的时候会提示分区数据丢失、损坏。在处理这一问题的时候，首先需要使用format软件将操作系统引导扇区中的数据恢复，或者使用winhex软件恢复数据，数据修复过程中需要将硬盘连接到其他电脑上，然后使用软件来恢复硬盘各项数据。

    3.6 文件分配表FAT数据的恢复

    文件分配表FAT准确记录着硬盘数据的存储路径，若文件分配表损坏，则数据就会丢失。通常情况下，计算机系统有两个FAT表，其中一个损坏后可以利用另一个进行覆盖修复。当前众多的工具软件都能够实现对文件分配表的修复，应用较为便利。如果两个分配表文件均遭受破坏，会极大地增加硬盘数据恢复难度。若是文件中的数据依然在硬盘数据区当中，在这个时候可以利用scandisk命令来扫描计算机硬盘，进而得到.chk文件，这便是丢失fat链的扇区文件，如果是文本格式文件，可以从中提取并进行合并，最终得到完整的文件，如果文件为二进制格式，其数据恢复难度大，效果并不会很理想。

    3.7 误操作导致硬盘数据损失的恢复

    在计算机使用的过程中，如果出现错误的操作，例如：格式化、误删除等，极易导致硬盘数据的丢失，这是当前计算机硬盘故障数据丢失的主要原因。这些文件被删除后，文件所在数据区并不会出现较大的变化，仅仅是文件首字节会出现变化，此时要想恢复，难度较低，操作便利。在对硬盘文件所在分区格式化之后，其数据也没有从数据区清除，只是重建FAT以及扇区文件，并不会给原文件造成影响。误删除分区时，并没有从硬盘直接删除数据，仅仅是清除了分区表中的对应分区信息而已。在解决误操作所导致的数据信息丢失问题的时候，利用finaldata软件扫描丢失文件的分区即可找到并恢复丢失的文件。在操作过程中，在选择需要恢复文件的保存位置的时候，禁止将文件保存于误格式化分区中和误删除分区中，避免数据覆盖甚至被破坏，影响计算机硬盘数据的有效恢复。

    3.8 坏道修复屏蔽恢复技术

    计算机硬盘在运行的过程中，极易出现部分坏道的现象，这也会导致出现数据丢失的问题。硬盘坏道问题的存在，严重影响着计算机硬盘的应用稳定性及有效性。為了使硬盘具备更加长久的使用寿命，应用坏道修复屏蔽恢复技术来处理硬盘坏道的问题显得至关重要。利用软件来修复计算机硬盘坏道，可修复状况下能够快速修复，如果无法使用软件修复坏道，那么可以应用坏道屏蔽技术来完成修复工作。需要注意的是，在坏道修复或者坏道屏蔽的过程中，首先需要恢复重要的数据，尽可能地减少损失。采取坏道屏蔽技术所修复的计算机硬盘，由于部分坏道被屏蔽，因此其存储空间会在一定程度上缩小，所以在应用该技术的过程中需要先对硬盘进行扫描，完成扫描工作后需要对坏道区域的起止柱面进行准确的记录，然后结合柱面序列号来隐藏柱面，最终实现对坏道区域的屏蔽或者隐藏。

    4结语

    综上所述，硬盘作为计算机设备的重要组成部分，一旦出?现故障问题，将会导致重要数据信息被泄露，给用户造成巨大损失。因此，要高度重视计算机硬盘故障数据修复工作，合理应用数据修复技术，减少损失。同时要做好计算机硬盘安全管理工作，降低故障问题的发生概率，保证计算机的安全使用，提升用户使用体验。

    参考文献：

    [1] 张兴广.浅议计算机硬盘故障数据恢复技术[J].通讯世界，2019，26（5）：78-79.

    [2] 陈培德，吴建平，王一景，等.GPT磁盘克隆成MBR磁盘后数据恢复的研究[J].计算机技术与发展，2020，30（5）：94-98.

    【通联编辑：代影】