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－、数据恢复的概念与研究范围
1、数据：
不仅包括计算机文件系统或数据库系统中存储的各种数据、正文、图形、图像、声音等形式的多媒体数据文件、软件或各种文档资料，也包括存放或管理这些信息的硬件信息，如计算机硬件及其网络地址、网络结构、网络服务等。
2、数据恢复：
数据恢复就是把遭受破坏、这种破坏可能是由硬件缺陷导致不可访问或不可获得、或由于误操作等各种原因导致丢失的数据还原成正常数据。注：数据恢复不同于数据备份，不是所有的情况都可以恢复
3、数据丢失的原因：
造成数据丢失的原因有很多，包括软硬件故障、异常断电、死机、病毒破坏、黑客入侵、误操作、磁盘阵列损坏、口令丢失、文件结构损坏等，均属于数据修复的范畴。
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二、数据灾难的分类
1、逻辑问题：
存储介质硬件本身没有问题，由于逻辑节点出现错误导致的数据不可访问，相应的数据恢复称为“逻辑恢复”。如误删除、误格式化等。
2、物理问题：存储介质硬件损坏或失效造成的数据丢失，相应的数据恢复称为：“物理恢复”
几种数据丢失的现象
1、不能进入系统
2、磁盘出现坏道
3、分区丢失
4、文件丢失
5、密码丢失
6、文档无法打开或打开后是乱码
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三、磁盘结构
（一）磁盘物理结构
这个是SATA
IDE硬盘与SATA硬盘数据线对比
SCSI硬盘外观及接口
磁头及其附件结构
1、磁头驱动机构：用于实现磁头的移动来完成硬盘 的寻道。
2、主轴组件：包括主轴部件如轴承和驱动电机等。
3、前置控制电路：用于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。
4、磁盘片：硬盘存储数据的载体。
磁盘内部结构图示
目前，计算机上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。
磁头高度对比图
SCSI硬盘内部结构
硬盘的寻道：每个盘片的每个面都有一个读写磁头，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，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。
盘片区域分配示意图
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四、磁盘逻辑结构
1、磁头（Head）:
硬盘的盘体是由多个盘片重叠在一起构成的。硬盘“磁面”的概念与软盘类似，它是指一个盘片的两个面，每个盘片有上下两个磁面。在硬盘中，一个磁面对应一个读写磁头，所以，一般来说在对硬盘进行读写操作时，不再称磁面0、磁面1、磁面2，而是称磁头0、磁头1、磁头2。
2、磁道（Track）：磁盘在格式化时会划分成许多同心圆，其同心圆轨迹称为磁道。
3、 柱面(Cylinder):由于硬盘的盘体是由多个盘片重叠在一起构成，每个盘片的每个面都被划分成不同半径的同心圆磁道，整个盘体中所有磁面的半径相同的同心磁道就称为“柱面”。
4、扇区(Sector):如果将每一个磁道视为一个圆环，再把该圆环等分成若干个扇形小区，该等分的小区就是磁盘存取数据的最基本的单位“扇区”。磁盘的“磁头”与“柱面”编号从0计起，而“扇区”则从1计起。
磁盘组织结构
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。
低级格式化的主要功能：
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安排扇区在磁道中的排列顺序等。
分区的作用
一块硬盘，就是所有容量都划分给一个分区，也要显式的进行这个操作来指定。所以，对硬盘做完低级格式化后，必须进行分区操作，通过分区来完成主引导记录的写入。也正是这个原因，很多独立发行的低级格式化软件，也同时是一个分区软件，可以完成硬盘分区功能。
基本分区与扩展分区
1、基本分区：
基本分区（主分区）是物理磁盘中可以被标记为激活，并且被系统用来启动计算机的磁盘分区。每块物理磁盘最多可以有4个基本分区。
2、扩展分区：
扩展分区是为了突破一个硬盘上只能有4个分区的限制而制定的，一个硬盘只能有一个扩展分区。
磁盘分区结构
1、硬盘分区由五部分构成（FAT文件系统）：
（1）、MBR－主引导记录（Main Boot Record）
（2）、DBR－系统引导记录（Dos Boot Record）
（3）、FAT－文件分配表（File Allocation Table）
（4）、FDT－文件目录表（File Directory Table）
（5）、DATA－数据区
MBR称为硬盘主引导记录，它是由FDISK建立在柱面0、磁头0，扇区1的磁盘引导记录数据区，它不属于任何操作系统。用于硬盘启动时将系统控制权转给用户指定的，并在分区表中登记了的某个操作系统区。一个物理硬盘只有一个MBR。
DBR是经由FORMAT高级格式化写到磁盘逻辑0扇区上的，主要功能是完成DOS系统的自举。硬盘上的每一个逻辑磁盘都有自己的DBR。DBR中记录了本分区的扇区总数、FAT表个数等信息。
FDT表和FAT表是FAT文件系统组织结构的两个组成部分，FDT中记录了文件的名字、起始地址等信息，FAT记录了文件在磁盘上的具体位置。系统就是通过这两个表上的文件簇链关系来存取文件的。
硬盘分区结构示意图
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Boot Sector简介
Boot Sector也就是硬盘的第一个扇区，它由 MBR(Master Boot Record)，DPT (Disk Partition Table)和Boot Record ID三部分组成。
主引导记录MBR占用Boot Sector的前446个字节( 0 to 0x1BD )，存放系统主引导程序(它负责从活动分区中装载并运行系统引导程序)。
DPT 即主分区表占用64个字节 (0x1BE to 0x1FD)，记录了磁盘的基本分区信息，主分区表分为四个分区项，每项16字节，分别记录了每个主分区的信息(因此最多可以有四个主分区)。
Boot Record ID 即引导区标记占用两个字节(0x1FE and 0x1FF)，对于合法引导区，它等于0xAA55，这是判别引导区是否合法的标志。
BOOTSECTOR的具体结构如图所示
Boot Sector图示
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分区表结构
分区表由四个分区项构成，每一项长度为16个字节，分区表结构如下图所示：
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硬盘分区类型
00 未使用分区项
01 DOS12一种fat表为12位的分区主要用于早期小硬盘和部分软盘
05 EXTEND扩展分区的一种
06 BIGDOS即FAT16分区分区表为16位，每簇最大为32K，最大分区为2G
07 NTFS分区
0B FAT32分区分区表为32位
0C FAT32X分区与FAT32基本相同
0E BIGDOSX即FAT16分区扩展分区表为16位，每簇最大可以超过32K
0F EXTENDX扩展分区的一种
82 Linux主分区
83 Linux交换分区
DBR（63扇）示意图
FAT
FDT
由于MBR中的主分区表项中最多只能记录4个分区的信息，因此我们的分区表采用的是链式结构进行标注，一般每个逻辑分区记录两个分区表项，一项标注本逻辑分区的信息，第二项标注下一个扩展分区的信息，如此链接下去直至最后一个分区。具体如图所示：
