数据恢复技术基础--第三讲.doc

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1、数据恢复技术基础四川师范大学计算机科学学院郭果第三讲硬盘数据组织这一讲的内容:1、硬盘数据结构初步2、对硬盘进行低级格式化3、对硬盘进行分区4、对硬盘进行高级格式化5、多硬盘、多分区的盘符交错6、补充：PartitionMagic的使用方法-、硬盘数据结构初步硬盘在存储数据之前，一般需经过低级格式化、分区、高级格式化这三个步骤之后才能使用。其作用是在物理硬盘上建立一定的数据逻辑结构，对于FAT文件系统格式的分区，一般将硬盘分为5个区域，分别为：主引导记录区（MBR）、OS引导记录区（OBR或DBR）、文件分配表区（FAT）、文件目录表区（FDT或D【R）和数据区（DATA）。利用操作

2、系统和这五个区域共同实现了数据的存储与管理。MBRDBRFATDIRDATA图1只有一个FAT文件系统格式的硬盘分区的数据结构示意图其中，MBR由分区工具创建；DBR、FAT、DIR和DATA区域由高级格式化工具创建，这些区域就是一个完整的文件系统（FAT）。操作系统在文件系统上写入文件数据时，只是改写了相应的FAT、DIR和DATA区。下图只是了解！对于NTFS文件系统格式的分区來讲，要比FAT复杂得多。MBRDBRNTLDRMFT元数MFT分配DATAMFTDATA据文件空间备份图2只有一个NTFS文件系统格式的硬盘分区的数据结构示意图其屮，NTLDR—般存放于C盘根目录下，是一

3、个具有隐藏和只读属性的系统文件。二、对硬盘进行低级格式化在个人计算机的主板上，有一块存储芯片，其中固化有一段程序,这段程序被称为BIOS程序(或叫BIOS调用模块)，其中有一段程序被称为CMOSSETUP程序。这段程序的运行可以对存储在另外一块存储芯片(CMOS芯片)中的计算机的系统初始参数进行设置。但是,如果一个新的硬盘在接入计算机后并不能使用，因为硬盘上还没有建立初始的硬盘存储结构，这些结构包括有硬盘的柱面数、磁头数和扇区数等信息。要建立这些基本的物理存储结构，就需要对硬盘在使用之前进行所谓的低级格式化(lowlevelformat)o一般地，操作系统并没有提供类似的工具，要对硬

4、盘进行低级格式化，必须使用第三方的工具软件,如DOS版本的“DM”、“LFORMAT”等，或WINDOWS版本的“HardDiskLowLevelFormatTool"等。不过，目前大多数硬盘厂商已经将硬盘在出厂前就做好了低级格式化，所以一般用户拿到的硬盘可以不用再低级格式化了。但是，低级格式化是不是永远都不需要做呢？回答是否定的。1、低级格式化的主要功能硬盘低级格式化(lowlevelformat)简称低格，也称硬盘物理格式化(physicalformat)□它的作用是检测硬盘磁介质，划分磁道,为每个磁道划分扇区，并根据用户选定的交叉因子(Interleave)安排扇区在磁道中的排

5、列顺序等。概括地说，硬盘低级格式化主耍完成以下儿项功能：%1测试硬盘介质；%1为硬盘划分磁道；%1为硬盘的每个磁道按指定的交叉因子间隔安排扇区；%1将扇区ID放置到每个磁道上，完成对扇区的设置；%1对磁盘表面进行测试，对已损坏的磁道和扇区做“坏”标记；%1给硬盘中的每个扇区写入某一ASCII码字符。因为扇区的安排顺序决定了硬盘的交叉存取系数，所以，硬盘的“交叉因子”在低级格式化这一环节确定。当低级格式化完成后，硬盘被设置成初始的规范化格式。如果硬盘在做低级格式化之前曾经使用过，并存有数据文件，初始化将清除硬盘中原有的全部数据。另外,硬盘在低级格式化时，划分扇区的过程与划分磁道的过程是

6、统一的，即安排扇区的同时就决定了磁道的位置，两者只是一个物理过程，并不是先划分磁道，然后再安排扇区。低级格式化就如在一片空地上盖房子（一个个的扇区），为了管理这些房子，还要给它们编上号，记录它们的地址（C/H/S）,盖好房子、编好号以后就能够对这些房子进行户口管理了。经过低级格式化之后，一块硬盘的“房子”或“城市”就建造好了，就可以住“人”（数据）了。有的读者会问，不是只有高级格式化以后才能使用吗？没错，不过那是对操作系统而言，属于应用层次的使用。操作系统管理和使用数据文件，需要另外写入…些引导数据和管理、分配数据。但对于低层的硬盘管理，在完成低级格式化后确确实实就可以往里写数据了，

7、高级格式化本身就是往硬盘上写入系统数据。ATA接口以扇区为单位进行操作，而操作系统以文件为单位进行管理。在进行文件调用的时候操作系统必须通过某种机制来决定文件记录在哪些扇区，如何将这些扇区组织起来，这也是高级格式化往往比低级格式化耍快得多的原因。这是两个层次的问题，注意它们的区别和联系。不同的工具所做的低格对硬盘的作用各不一样。有些人觉得低格可以修复一部分硬盘，有些人则觉得低格十分危险，会严重损害硬盘。“低格过程到底对硬盘进行了什么操作？”实践表明低格过程