趙靜

（陜西財(cái)經(jīng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陜西 咸陽(yáng) 712000）

隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)成為當(dāng)前人們工作和生活的必備的工具，也在人們的生活中扮演者越來(lái)越重要的角色。在人們?nèi)粘Ｊ褂糜?jì)算機(jī)的過(guò)程中，隨著時(shí)間的積累，數(shù)據(jù)成為人們的重要的保存對(duì)象。但在人們對(duì)數(shù)據(jù)的使用和存儲(chǔ)中，數(shù)據(jù)誤刪、電腦誤操作等造成的給用戶帶來(lái)的數(shù)據(jù)丟失成為常見(jiàn)的問(wèn)題。針對(duì)這些因各方面的原因所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失，如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)，從而最大程度的降低用戶的損失，成為當(dāng)前研究的重要問(wèn)題。根據(jù)一份來(lái)自Net-Market-Share所調(diào)查的數(shù)據(jù)顯示，PC端Windows系統(tǒng)使用FAT32文件系統(tǒng)用戶在60%，由此可以看出對(duì)基于FAT32數(shù)據(jù)恢復(fù)研究的實(shí)踐價(jià)值。

1 FAT32文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

FAT32文件系統(tǒng)作為微軟公司其早期的版本就開(kāi)始使用的一種系統(tǒng)，其主要是支持那些空間大于的，同時(shí)小于的硬盤(pán)分區(qū)。FAT32的格式分區(qū)從整體的角度來(lái)看,是由其中的MBR、DBR 以及所謂的保留扇區(qū)、FAT1、FAT2、DATA 等 5 個(gè)不同的部分組成。在該組成結(jié)構(gòu)之中，MBR則通常占有其中的63個(gè)扇區(qū)；而其中DBR的及保留扇區(qū)則占用其中的32個(gè)扇區(qū)，但實(shí)際上該部分只占用了第1和第6部分的扇區(qū)，真正起到存儲(chǔ)和管理作用的為第1扇區(qū)，后續(xù)的第6扇區(qū)僅僅只起到備份的作用；FAT1則等于FAT2，其長(zhǎng)度的變化則隨著整個(gè)FAT的變化隨著每個(gè)不同分區(qū)、扇區(qū)數(shù)的變化而呈現(xiàn)出變化，從而使得在FAT1受到損害之后，系統(tǒng)還可以對(duì)其中的FAT2進(jìn)行使用；在FAT區(qū)的后面在為系統(tǒng)根目錄的表示區(qū)，該目錄通常是由若干個(gè)不同的目錄項(xiàng)目組成。而在該根目錄后則為系統(tǒng)數(shù)據(jù)區(qū)，以此為用戶提供數(shù)據(jù)的存放和管理空間，該區(qū)通常被劃分為若干個(gè)相等的簇，從而方便對(duì)系統(tǒng)的管理。

2 基于FAT32文件誤刪恢復(fù)原理

在當(dāng)前的Windows操作系統(tǒng)下，系統(tǒng)文件被刪除，但是該數(shù)據(jù)并沒(méi)有被真正的刪除，而是成為了一個(gè)系統(tǒng)刪除的標(biāo)記。在用戶對(duì)文件的使用中，通常分為兩種類(lèi)型的刪除，一種類(lèi)型為通過(guò)電腦的“回收站”；另外一種類(lèi)型則為不通過(guò)“回收站”。如果通過(guò)“回收站”對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除，被刪除的文件在通常會(huì)被放到回收站當(dāng)。此時(shí)在系統(tǒng)的文件目錄上會(huì)做出一定的標(biāo)記，但是在電腦硬盤(pán)當(dāng)中的FAT表和DATA區(qū)當(dāng)中卻沒(méi)有刪除和改動(dòng)；而針對(duì)那些不經(jīng)過(guò)“回收站”而直接刪除的文件，即經(jīng)刪除的文件直接從電腦的回收站當(dāng)中直接進(jìn)行刪除。針對(duì)這種類(lèi)型，在系統(tǒng)的文件目錄FDT中做標(biāo)記，也就是將所刪除文件的首字節(jié)標(biāo)記為ESH，同時(shí)將相應(yīng)的FAT表當(dāng)中的項(xiàng)值改做為OH，但是該文件在DATA當(dāng)中卻沒(méi)有被根本性的刪除。因此，針對(duì)這類(lèi)問(wèn)題，則采用第三方軟件等方式對(duì)丟失的數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)。在這個(gè)過(guò)程中，在數(shù)據(jù)得到恢復(fù)之前，其不能向該分區(qū)或者是該磁盤(pán)寫(xiě)入相關(guān)的新的信息和內(nèi)容。如在此時(shí)存入新的信息，則可能將刪除的信息進(jìn)行覆蓋，從而造成數(shù)據(jù)恢復(fù)受到影響。同時(shí)在對(duì)恢復(fù)軟件進(jìn)行安裝的時(shí)候，不能將該恢復(fù)軟件安裝到誤刪的磁盤(pán)當(dāng)中，同樣也為可能的安裝對(duì)原始的數(shù)據(jù)進(jìn)行覆蓋，以此導(dǎo)致恢復(fù)不成功。因此，在對(duì)數(shù)據(jù)的恢復(fù)中，最好采用光盤(pán)直接對(duì)數(shù)據(jù)軟件恢復(fù)進(jìn)行運(yùn)行。

3 FAT分配機(jī)制

FAT即為文件分配表，該表為在DOS/windows下的一個(gè)文件尋址的系統(tǒng)。針對(duì)的格式問(wèn)題，其位置則通常為第一個(gè)FAT表的位置，也就是為引導(dǎo)扇區(qū)作為開(kāi)始的第32個(gè)扇區(qū)。該文件的大小通常是由文件自身的分配單元所決定的，同時(shí)文件分配表占據(jù)整個(gè)扇區(qū)的大小是根據(jù)磁盤(pán)本身的類(lèi)型及其大小所決定的。而FAT文件分配表的功能主要是對(duì)磁盤(pán)當(dāng)中文件的分配進(jìn)行記錄，該文件不是對(duì)文件的目錄表、引導(dǎo)區(qū)的一種信息的表示，同時(shí)也不是一種真正的存儲(chǔ)文件的系統(tǒng)，而是通過(guò)該文件表明該磁盤(pán)的類(lèi)型，表明磁盤(pán)中每個(gè)文件其占有的簇鏈的使用情況，表明在磁盤(pán)當(dāng)中存在的壞簇以及可用簇。對(duì)此，為了防護(hù)其中存在的意外情況，我們通常在電腦系統(tǒng)中采用兩個(gè)FAT文件，從而防止埃其中任意的文件出現(xiàn)損壞而給系統(tǒng)使用帶來(lái)的影響。在FAT32中，采用4個(gè)字節(jié)對(duì)其中的簇的位置進(jìn)行表示，同時(shí)每8個(gè)扇區(qū)對(duì)一個(gè)簇進(jìn)行編號(hào)，每個(gè)相應(yīng)的簇具有與其相互對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)，一個(gè)簇號(hào)也就為一個(gè)表的項(xiàng)目好。FAT的文件中，對(duì)硬盤(pán)的存儲(chǔ)空間是通過(guò)簇進(jìn)行劃分、管理，同時(shí)其中的文件的存放為鏈?zhǔn)降拇鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)，其可通過(guò)不哦天哪的簇進(jìn)行連接性的存儲(chǔ)，直到最后一個(gè)簇被標(biāo)記完。

4 數(shù)據(jù)恢復(fù)軟件設(shè)計(jì)思路

通過(guò)對(duì)電腦中數(shù)據(jù)的刪除和其中的FAT文件的分析，可以看出硬盤(pán)文件的管理是通過(guò)FAT文件進(jìn)行。因此，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)的過(guò)程中，軟件的主要的功能則是通過(guò)用戶指定的文件名或者是盤(pán)符，從而找到在FAT32當(dāng)中被誤刪除的數(shù)據(jù)，然后在根據(jù)路徑對(duì)其進(jìn)行恢復(fù)。對(duì)此，本文借助系統(tǒng)中的FAT和FDT的關(guān)系，并根據(jù)上述討論的FDT首字節(jié)修改為“OH”值的問(wèn)題，采用對(duì)相應(yīng)值進(jìn)行修改的方式對(duì)FDT當(dāng)中的首字節(jié)值進(jìn)行搜索的方式，完成對(duì)丟失數(shù)據(jù)的查找和恢復(fù)。因此，根據(jù)該思路，其具體的流程則為：

1)通過(guò)FAT文件獲取磁盤(pán)相應(yīng)的信息，包括扇區(qū)、簇分區(qū)等；

2)通過(guò)其中的FAT文件對(duì)硬盤(pán)當(dāng)中的不同物理扇區(qū)的起始位置進(jìn)行計(jì)算，其中包括FDT當(dāng)中的帶有“OH”標(biāo)識(shí)值的文件類(lèi)型、占用的大小和所存在的簇位置等；

3)改變其中的刪除微，并通過(guò)上述步驟2所得到的結(jié)果，對(duì)其進(jìn)行鏈?zhǔn)降牟檎?，?dāng)程序在搜索到文件的簇尾的時(shí)候，則停止對(duì)該步驟的操作；

4)對(duì)文件進(jìn)行格式的轉(zhuǎn)換，并對(duì)其進(jìn)行異盤(pán)的存儲(chǔ)。

而在對(duì)文件進(jìn)行讀取的過(guò)程中，則首先是通過(guò)其中的FDT文件，并結(jié)合FAT表從而找到該文件在磁盤(pán)當(dāng)中的具體的位置，其文件的查找的流程則如圖1所示。

圖1 文件查找流程Fig.1 File search process

5 文件刪除恢復(fù)流程實(shí)現(xiàn)

5.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整體流程設(shè)計(jì)

通過(guò)上述對(duì)文件恢復(fù)的分析，其具體的程序?qū)崿F(xiàn)流程如圖2所示。通過(guò)對(duì)文件類(lèi)型、分區(qū)號(hào)、DBR信息等的獲取，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)刪除數(shù)據(jù)的恢復(fù)。

圖2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)流程Fig.2 The system realization process

5.2 讀寫(xiě)技術(shù)實(shí)現(xiàn)

在對(duì)數(shù)據(jù)的恢復(fù)中，對(duì)數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)作為其關(guān)鍵，對(duì)系統(tǒng)文件的恢復(fù)具有重要的作用。但是通過(guò)對(duì)Windows系統(tǒng)下的對(duì)硬件設(shè)備的直接操控存在的困難，很多的人則比較熟悉對(duì)串口進(jìn)行編程，卻在對(duì)串口進(jìn)行讀寫(xiě)的時(shí)候顯得比較陌生。對(duì)此，文中針對(duì)對(duì)刪除數(shù)據(jù)當(dāng)中最為關(guān)鍵的讀寫(xiě)問(wèn)題，引入函數(shù)、函數(shù)的方式對(duì)系統(tǒng)硬盤(pán)進(jìn)行直接操作，其具體的實(shí)現(xiàn)流程則如圖3所示。

圖3 讀寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)流程Fig.3 To read and write procedures implementation process

通過(guò)采用VC++6.0編程語(yǔ)言和工具對(duì)系統(tǒng)的源代碼進(jìn)行修改，從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)。如寫(xiě)扇區(qū)源代碼則為：

圖4 寫(xiě)扇區(qū)函數(shù)源代碼Fig.4 Write sectors function source code

5.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)結(jié)果

通過(guò)對(duì)源代碼的編程、增添和修改，從而實(shí)現(xiàn)了如圖5所示的文件恢復(fù)界面。

圖5 系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)恢復(fù)結(jié)果Fig.5 System software data recovery results

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)上述程序的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)文件分配規(guī)則的設(shè)計(jì)，同時(shí)還對(duì)文件恢復(fù)中的讀寫(xiě)技術(shù)利用其中的讀寫(xiě)函數(shù)進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，從而得到比較理想的結(jié)果。

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