磁盘数据恢复原理：从丢失到重现

磁盘数据丢失的原因

现在磁盘已经成为设备储存数据的主要手段，但是即使使用磁盘，数据的安全依旧得不到保障。而当文件被删除、格式化、病毒攻击等操作被执行之后，数据极有可能被删除。 在磁盘上存储的数据，本质上是保存在记录磁场状态的磁性材料上的。文件的保存在磁磁片表面的一个磁道上，每一个磁道上会记录出许多的磁区。磁区不同，磁场的方向也不同，这决定了数据的0、1状态，进而代表着不同的数值和有用的信息。 但磁场并不只存在于磁性媒介上。很多非磁性材料也会在磁场的作用下产生电磁感应。 所以，数据在磁盘上的保存方式不仅仅由介质决定，也受到磁盘本身结构、读写头的状态、磁场作用等因数的影响。当某种因素引起磁场改变时就会导致数据为丢失，严重的还会导致磁盘无效甚至无法启动。

丢失数据的分类

即使是最快速、可靠的磁盘，也会发生由于各种原因引起的数据丢失，而数据丢失存在多种形式。 1、数据被删除 当使用了Shift+delete、格式化等操作时，文件其实并不是真正被删除，此时系统只是把数据从操作系统索引中删除，在磁盘上磁道区域中的数据并没有被改变，只是在被掩盖。 2、文件格式化 文件格式化是指将数据按一定格式和结构的要求重新进行组织、分配和处理的过程。格式化会把磁盘分区为多个逻辑分区，并在每个分区的起始位置创建一个文件目录来维护分区中文件的物理位置和信息，从而影响了磁场状态，文件被删除，在一定范围内可以恢复。 3、磁盘物理损坏 磁盘物理损坏一般由于机械故障引起的，读写头损坏或硬盘入水等，无法直接被读取数据。

磁盘数据恢复原理

磁盘数据恢复原理主要是基于磁盘物理存储的原理。 1、文件头 每个档案在磁盘中，都有一个档名头。这个档名头包括了所有文件的属性，如文件名、文件类型、文件大小以及创建日期等。 2、文件映射表 文件映射表是记录了一个磁盘的结构、属性和逻辑操作方法以及数据位置等信息。当我们删除文件时，文件映射表只是从目录表中删除了文件记录的信息。数据区域中的数据被标记为可用空间，但数据块是否能被重复利用则取决于对数据块的获取方式。 3、文件数据 文件数据即磁盘物理储存的部分。它是由若干数据块组成。数据块划分可以不规则、重叠，不在规则的簇中，邻近的文件块可能分布在磁盘上两个地区，远程数据块存在于不邻近的簇中。因此，数据的恢复必须了解物理存储设备的原理，最好要首先使用专业的数据恢复工具，选取对应的数据存储设备，恢复丢失的数据。 通过对已删除、格式化的磁盘进行扫描，数据恢复软件可以提取文件的档名、档案格式、文件大小、文件创建日期等信息。同时，数据恢复软件也可以重建磁盘分区信息，以更好地分析分区区域的数据，使你成功找回失落的文件。

总结

虽然磁盘数据恢复软件可以有效地处理由于误删除、磁盘格式化、virus等因素导致的数据丢失问题，也可降低数据丢失的风险和后果，但它始终是人工操作和硬盘疑难杂症的一项艰巨的工作。因此，建议在使用磁盘时加强数据备份，对数据的安全要有正确的认识，不要轻易执行可能导致数据丢失的操作。同时，更需要注意硬盘储存的正常使用状态，以避免不可挽回的数据丢失风险。