硬盘联盟数据恢复培训教材

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1、培训教材（技术篇）目 录第一章 数据恢复基本原理41.1.数据恢复41.2.常见的软件、硬件故障及可修复性51.2.1.软性故障51.2.2.硬件故障5第二章 硬盘物理和逻辑结构72.1主流磁盘介质72.2.硬盘的外部结构82.3硬盘内部结构92.4.硬盘的逻辑结构122.4.1.盘片132.4.2.磁道142.4.3.柱面142.4.4.扇区142.4.5.容量152.4.6.线性地址扇区16第三章 硬盘分区表原理173.1.硬盘分区格式化173.2.硬盘分区表结构183.2.1.主引导扇区193.2.2.操作系统引导扇区203.2.3.文件分配表213.2.4.目录区213.2.5.数据区

2、223.3.硬盘分区方式223.4.数据存储原理22第四章 FAT原理234.1.FAT文件分配表基础234.1.1.什么是FAT234.1.2.FAT的类型244.1.3.FAT的特点244.1.4.FAT簇大小244.1.5.文件系统的簇的大小25第五章 NTFS文件系统原理255.1.NTFS概述255.2.NTFS的DBR265.3.NTFS的元文件275.4.$MFT文件分析27第六章 RAID原理与数码设备296.1.RAID简介296.2.RAID的优点306.3.RAID的产生原因306.4.RAID的分类316.4.1.RAID0级316.4.2.RAID1级326.4.3.

3、RAID Level 0+1326.3.4.RAID2级336.4.5.RAID 3346.4.6.RAID4346.4.7.RAID-30356.4.8.RAID 5:分布式奇偶校验的独立磁盘结构356.4.9.RAID 50366.4.10.RAID6: 带有两种分布存储的奇偶校验码的独立磁盘结构366.4.11.RAID 7: 优化的高速数据传送磁盘结构366.4.12 RAID10：高可靠性与高效磁盘结构376.4.13 RAID53：高效数据传送磁盘结构376.5.RAID的应用396.6.RAID使用的基本思想406.6.1数据冗余416.6.2数据划分416.7.RAID恢复技术

4、426.7.1.RAID类型的判断426.7.2.RAID5的局限性及使用范围426.7.3.RAID 5的重组实现数据恢复436.8.数码设备436.8.1.数码设备436.8.2.数码照相机存储原理446.8.3.数码照相机的存储特点446.8.4.流行优盘磁盘格式分析44第八章 硬盘硬件恢复技术508.1.硬盘的组成508.2.硬盘各部位常见故障汇总：508.2.1.硬盘的供电：508.2.2.接口：508.2.3.缓存：518.2.4.BIOS：518.2.5.磁头芯片：518.2.6.前置信号处理器：518.2.7.数字信号处理器：518.2.8.电机驱动芯片：518.2.9.盘片：

5、518.2.10.主轴电机：528.2.11.磁头：528.2.12.音圈电机：528.2.13.定位卡子：52第一章 数据恢复基本原理1.1.数据恢复 数据恢复就是把由于硬件缺陷导致不可访问、不可获得、或由于误操作等各种原因破坏或丢失的数据还原成正常数据。 数据恢复是出现问题之后的一种补救措施，既不是预防措施，也不是备份，所以，在一些特殊情况下数据将很难被恢复，如数据被覆盖、低级格式化清零、磁盘盘片严重损伤等。 1.2.常见的软件、硬件故障及可修复性 1.2.1.软性故障 . 修复被CIH病毒破坏的硬盘； . 修复被恶意程序锁住硬盘； . 修复被引导区破坏的硬盘（WYX.B）； . 个别磁盘

6、介质老化的修复； . 介绍一些特殊硬盘：DELL引导区的特殊（不能用SYS.COM）、PQ分区的特殊； . 正常硬盘不要随便用Fdisk进行查看，常常会出现的故障每隔63个扇区被破坏； . FAT16/FAT32/NTFS格式； . 误删除文件、误格式化分区； . 误克隆导致分区出错； . 误删除分区； . 用系统恢复盘恢复系统导致分区数据丢失； . RAID阵列数据修复； . Windows 2000/XP操作系统密码破解； . 文档密码破解（.doc、.xls、.RAR、.zip等文档）； . 文档修复、Foxmail邮件修复等； . 硬盘杀手破坏前8G数据、挪威客变种E删除文件情况，七月

7、杀手、12月13日（w97/thus）、屏幕保护者等； . BIOS能检测到硬盘但是无法启动系统 1.2.2.硬件故障 1、磁头定位不准； 2、电路板烧毁； 3、电机不转； 4、盘片划伤； 硬盘硬性故障数据恢复情况： 硬盘：l 电路板（芯片烧坏或击穿、三极管等故障），数据修复率 100% l 盘体 盘片 坏道 逻辑性坏道，修复坏道工具MHDD 物理性坏道 重要信息丢失或损坏（指厂家写的信息：如固件又称伺服信息，用PC3000进 行修复）。 磁头组件（包括磁头、磁头臂、小车、预放大器称磁头芯片又放大芯片） 第二章 硬盘物理和逻辑结构2.1主流磁盘介质 下面我们先通过不同的存储介质来看一看当今市场

8、上流行的主机信息存储技术，根据使用的材料和存储原理的不同，存储介质可分为三大类： 电存储技术介质，如内存、闪存等； 磁存储技术介质，如磁带、磁盘等； 光存储技术介质，如光盘、DVD等。 2.2.硬盘的外部结构 硬盘是一个集机、电、磁于一体的高精密系统。其内部是密封的，对用户而言既是黑匣子，也是透明的，用户根本不用关心其内部的运行，只需把标准接口接上即可正常使用。 图 2-1 对上图的解释： 1. 缓存：这就是我们经常说的缓存，其实就和内存条上的内存颗粒一样，是一片SDRAM。缓存的作用主要是和硬盘内部交换数据，我们平时所说的内部传输率其实也就是缓存和硬盘内部之间的数据传输速率。 2. 电源接口

9、和光驱一样，硬盘的电源接口也是由4针组成。其中，红线所对应的+5V电压输入，黄线对应输出的是+12V电压。现在的硬盘电源接口都是梯形，不会因为插反方向而使硬盘烧毁。 3. 跳线：跳线的作用是使IDE设备在工作时能够一致。当一个IDE接口上接两个设备时，就需要设置跳线为“主盘”或者“从盘”，具体的设置可以参考硬盘上的说明。 4. IDE接口：硬盘IDE接口是和主板IDE接口进行数据交换的通道。我们通常说的UDMA/33模式就是指缓存和主板IDE接口之间的数据传输率（也就是外部数据传输率）为33.3MB/s，目前的接口规范已经从UDMA/33发展到UDMA/66和UDMA/100。但是由于内部传输

10、率的限制，实际上外部传输率达不到理论上的那么高。为了使数据传输更加可靠，UDMA/66模式要求使用80针的数据传输线，增加接地功能，使得高速传输的数据不致出错。在UDMA/66线的使用中还要注意，其兰色的一端要接在主板IDE口上，而黑色的一端接在硬盘上。 5. 电容：硬盘存储了大量的数据，为了保证数据传输时的安全，需要高质量的电容使电路稳定。这种黄色的钽电容质量稳定，属于优质元件，但价格较贵，所以一般用量都比较少，只是在最需要的地方才使用。 6. 控制芯片：硬盘的主要控制芯片，负责数据的交换和处理，是硬盘的核心部件之一。硬盘的电路板可以互相换（当然要同型号的），在硬盘不能读出数据的时候，只要硬

11、盘本身没有物理损坏且能够加电，我们就可以通过更换电路板的方式来使硬盘“起死回生”。 图 2-2图 2-32.3硬盘内部结构 A、 磁头组件：这个组件是硬盘中最精密的部位之一，它由读写磁头、传动手臂、传动轴三部分组成。磁头是硬盘技术中最重要和关键的一环，实际上是集成工艺制成的多个磁头的组合，采用非接触式磁头盘片结构，加电后在高速旋转的磁盘表面移动，与盘片之间的间隙只有0.10.3m，这样可以获得很好的数据传输率。 B、 磁头驱动机构：磁头驱动机构由电磁线圈电机、磁头驱动小车、防震动装置构成，高精度的轻型磁头驱动机构能够对磁头进行正确的驱动和定位，并能在很短的时间内精确定位系统指令指定的磁道。 C

12、、 磁盘片：盘片是硬盘存储数据的载体，现在硬盘盘片大多采用金属薄膜材料，这种金属薄膜与软盘的不连续颗粒载体相比具有更高的存储密度、高剩磁及高矫顽力等优点。 D、 主轴组件：主轴组件包括主轴部件，如轴承和驱动电机等。随着硬盘容量的扩大和速度的提高，主轴电机的速度也在不断提升，有厂商开始采用精密机械工业的液态轴承电机技术（FDB）。采用FDB电机不仅可以使硬盘的工作噪音降低许多，而且还可以增加硬盘的工作稳定性。 E、 前置控制电路：前置电路控制磁头感应的信号、主轴电机调速、磁头驱动和伺服定位等，由于磁头读取的信号微弱，将放大电路密封在腔体内可减少外来信号的干扰，提高操作指令的准确性。 目前，微机上

13、安装的硬盘几乎都是采用温彻斯特（Winchester）技术制造的硬盘，这种硬盘也被称为温盘。这种结构的特点为： （1）、磁头、盘片及运动机构密封在盘体内； （2）、磁头在启动、停止时与盘片接触，而在工作时因盘片高速旋转，从而带动磁头“悬浮”在盘片上面呈飞行状态（空气动力学原理），这个“悬浮”的高度约为0.1微米0.3微米，这个高度是非常小的，图2-4标出了这个高度与头发、烟尘和手指印的大小比较关系，从这里就可以直观的“看”出这个高度到底有多“高”了。 图 2-4 磁头高度 （3）、磁头工作时与盘片不直接接触，所以磁头的加载较小，磁头可以做得很精致，检测磁道的能力很强，可大大提高位密度； （4）

14、、磁盘表面非常平整光滑，可以做镜面使用。 综上所述，硬盘内部的完整结构如图2-5所示。 图 2-5每个盘片的每个面都有一个读写磁头，磁盘盘面区域的划分如图20所示。与磁头接触的表面靠近主轴，即线速度最小的地方，是一个特殊的区域，它不存放任何数据，称为启停区或着陆区（LandingZone），启停区外就是数据区。在最外圈，离主轴最远的地方是“0”磁道，而硬盘数据的存放就是从最外圈开始的，所以在硬盘启动的时候有时能听到“吧嗒、吧嗒”声，这是磁头从启停区转到“0”磁道寻道时，由于转速不够，又被磁力拉回，与主轴磕碰发出的声音，很显然，出现这种声音可不是什么好兆头。那么磁头是如何找到“0”磁道的位置的呢？ 从图2-6中还可以看到，有一个“0”磁道检测器，就是由它来完成硬盘的初始定位的。图 2-6 硬盘内部结构早期的硬盘，每次关机之前需要运行一个叫Parking的程序，其作用就是让磁头回到启停区，现代硬盘在设计上已摒弃了这个虽不复杂却很让人不愉快的小缺陷，硬盘不工作的时候，磁头就停留在这个启停区。当需要从硬盘读写数据时，磁盘开始旋转，当旋转速度达到额定的高速时，磁头就会被盘片旋转产生的气流所