русс | укр

Языки программирования

ПаскальСиАссемблерJavaMatlabPhpHtmlJavaScriptCSSC#DelphiТурбо Пролог

Компьютерные сетиСистемное программное обеспечениеИнформационные технологииПрограммирование

Все о программировании


Linux Unix Алгоритмические языки Аналоговые и гибридные вычислительные устройства Архитектура микроконтроллеров Введение в разработку распределенных информационных систем Введение в численные методы Дискретная математика Информационное обслуживание пользователей Информация и моделирование в управлении производством Компьютерная графика Математическое и компьютерное моделирование Моделирование Нейрокомпьютеры Проектирование программ диагностики компьютерных систем и сетей Проектирование системных программ Системы счисления Теория статистики Теория оптимизации Уроки AutoCAD 3D Уроки базы данных Access Уроки Orcad Цифровые автоматы Шпаргалки по компьютеру Шпаргалки по программированию Экспертные системы Элементы теории информации

Система хранения информации на дисках.


Дата добавления: 2013-12-23; просмотров: 1628; Нарушение авторских прав


Часто сбои программного обеспечения, ошибки производителей аппаратного обеспечения, вирусы или просто некорректные действия приводят к частичной или полной потере данных - важных и не очень. Обращаться с вопросами о том, как восстановить данные, в магазин, где вы купили компьютер, обычно бесполезно, а поиск технических специалистов требует времени. Естественно, самые сложные ситуации требуют подробного профессионального анализа, можно также обратится в специализированную фирму, но это будет стоить немалых денег и времени. Хотя существует вероятность, что у вас в компьютере произошла стандартная ошибка, с исправлением которой при некоторых навыках можно справиться самостоятельно, в короткое время и без финансовых затрат.

Структура жесткого диска

В диске, предназначенном для хранения информации, применяются магнитные материалы. Компьютерные данные хранятся в отдельных намагниченных областях жесткого диска. Каждая такая область называется сектором. В каждом секторе содержится определенное количество байт. Секторы, как правило, объединяются в группы, называемые кластерами. Секторы и кластеры образуют дорожки. Общее представление о диске:

Размещение данных на диске

Также важным обстоятельством является способ, которым персональный компьютер оберегает эти дорожки от изменений. Это обеспечивается применением дорожек каталогов, содержащих информацию о каждом файле - его размере, месте расположения и т.п.

Байты, из которых состоит файл, не обязательно находятся в смежных секторах. Они могут находиться в любом месте жесткого диска. Поэтому в них должна храниться информация о расположении следующего сектора.

Разбрасывать данные, содержащиеся в файле, по произвольно расположенным местам на жестком диске неэффективно. Результатом такого расположения будет замедление работы. Поэтому имеет смысл время от времени дефрагментировать диск, применяя утилиты дефрагментации. При дефрагментации все данные, принадлежащие одному файлу, объединяются в одной непрерывной области данных.



Интересный аспект хранения файлов на жестком диске: когда файл на жестком диске удаляется, данные, хранившиеся в этом файле, остаются на диске, но вся информация о нем удаляется из каталога. Теперь секторы, в которых хранился файл, становятся доступными для использования, поскольку воспринимаются системой как свободные. Новые данные записываются поверх старых, но отдельная процедура удаления данных не выполняется.

Итак, у нас есть секторы, содержащие все данные определенного "удаленного" файла, но информация в дорожке каталога о нем отсутствует.

Специальные утилиты, например Norton UnЕrase, могут обнаружить секторы, принадлежащие удаленным файлам и отобразить их содержимое на экране - и даже превращать их в файлы, которые могут использовать соответствующие приложения. Это относится как к файлам, хранящимся на жестких дисках, так и к файлам на дискетах.

Даже если некоторые из секторов удаленного файла заполнены данными из других, записанных поверх него файлов, все еще возможно просмотреть остаток файла при помощи утилиты восстановления. Она отыщет удаленные файлы, оставшиеся на жестком диске, а затем определит местонахождение всех существующих секторов, содержащих данные из этого файла. Вы сможете просмотреть всю доступную информацию, а затем сохранить ее в новом файле.

Если вы редко работаете на компьютере и не создаете новые файлы больших размеров, то остатки удаленных файлов (или значительные их части) могут оставаться на диске в течение длительного периода времени. Но даже при интенсивной ежедневной работе на ПК, учитывая, что емкость современных винчестеров огромна, некоторые файлы и их части могут уцелеть.

Восстановление данных

Все повреждения делятся на две категории - логические и физические. Статистика говорит о том, что физические причины потери данных (отказ Аппаратуры, стихийные бедствия и т.д.) составляют 45 % от общего числа, а остальные 55 % - результат разрушительной деятельности программ и вирусов или ошибки пользователей (35 %). И если с физическими повреждениями все более или менее понятно (либо работает, либо не работает), то повреждений логических структур файловой системы существует достаточно много, и чем совершеннее файловая система, тем сложнее решать ее проблемы вручную. Мы не будем касаться высокопроизводительных систем HPFS и NTFS (принципы их работы - тема для отдельного разговора), а остановимся на стандартной системе - FAT. Разновидностей FAT несколько, но их объединяет одно - линейная структура организации дискового пространства. Естественно, повреждение каждого элемента этой структуры влечет за собой те или иные последствия. Особенности повреждений FAT мы обсудим позже, а пока разберемся с процессом загрузки.

Главная загрузочная запись (MBR, Master Boot Record) является первым сектором жесткого диска и представляет собой программу, которая управляет дальнейшей загрузкой операционной системы после передачи ей управления, от BIOS. Соответственно, если сама программа отсутствует, то и загрузка системы производиться не будет. К счастью, эта программа в большинстве случаев стандартна, поэтому восстановить ее не составляет труда, если не использовалась какая-то специфическая программа загрузки или защиты диска. В конце этого сектора расположена таблица разделов жесткого диска. В этой таблице находятся сведения о размерах, местоположении и назначении разделов. По стандарту их не более четырех. Соответственно, потеря данных в этом месте грозит потерей местоположения и размерности разделов, а восстановление возможно ручным или программным поиском начальных структур разделов.

Итак, после того как программа MBR считала необходимые сведения, управление передается программе, записанной в первом секторе активного раздела (Boot-record). Кстати, на дискетах Boot-record располагается первым (MBR на дискетах отсутствует) и также содержит программу, собственно загружающую систему. На дискете эта область, а также системные фалы прописываются системной командой sys.

Файловая система FAT состоит из следующих элементов: Boot-Sector, зарезервированные сектора, две копии таблицы FAT, расположенные одна за другой, корневой каталог и область данных. Повреждение таблиц FAT имеет самые печальные последствия, т.к. именно они и являются теми жизненно важными схемами расположения файлов. Повреждение одной из этих таблиц не фатально, т.к. обычно дублирующиеся данные можно взять из резервной таблицы, а если повреждены обе, то вся область данных является морем информации без каких-либо указателей. Единственное, что может спасти в восстановлении структур данных - сохраненные копии FAT специальными программами-реаниматорами.

Корневой каталог является основным и содержит все ссылки на каталоги следующего уровня, а также на файлы, находящиеся в нем. Его повреждение сопровождается появлением странных директорий и файлов. Вероятность восстановления искаженных данных в нем велика, однако логическая структура директорий, а также многие файлы могут быть потеряны безвозвратно.

Далее расположена область данных, в которой, кроме данных, находятся каталоги следующего уровня. Их повреждения локальны и при желании легко излечиваются стандартными средствами WINDOWS или Norton Disk Doctor из пакета Norton Utilities.

Возможны ситуации, когда, удалив файл, в корзине вы его не обнаруживаете. Скорее всего, он оказался слишком большим и просто туда не поместился, или, возможно, включена функция прямого стирания. В любом случае, как только вы заметили, что удалили нужный файл, надо сразу остановить работу всех программ. А если никакие запущенные процессы не проявляют активности, то, при возможности, лучше сразу нажать два раза Ctrl-Alt-Del и перезагрузить систему. Объяснения такой жесткой реакции кроются в механизме удаления файлов. Вы не замечали, что удаляются файлы намного быстрее, чем записываются? Дело в том, что при записи файла в таблице размещения производится поиск свободных элементов (кластеров), и согласно им файл располагается на диске, а указатель на первый используемый элемент таблицы находится в записи, определяющей файл в директории. Запись о файле содержит не только его имя и атрибуты, но и данные о стартовом секторе на диске, принадлежащем ему. Удаление файла происходит следующим образом - освобождается цепочка в таблице размещения файлов, а вместо первой буквы имени файла ставится специальный знак, говорящий о том, что элемент свободен.

Фактически, сами данные не удаляются. Для восстановления файла необходимо всего лишь указать первую букву и восстановить последовательность цепочки таблицы размещения файлов. Если диск фрагментирован, то сделать это гораздо сложнее, т.к. части файла окажутся разбросанными по диску, а собирать их - занятие трудоемкое. Соответственно, после того, как цепочка FAT освобождается, ее элементы становятся доступными, и на ее место можно записать другие файлы. Вот почему вероятность восстановления удаленных файлов со временем уменьшается. Для многозадачных операционных систем, тем более для системы Windows, это особенно актуально, т.к. многие операции записи производятся в отложенном режиме, и к тому же большинство пользователей используют файл подкачки (swap-file) динамического размера. Это вдвойне неэффективно: во-первых, из-за постоянного изменения объема файла подкачки он все больше фрагментируется, т.е. при доступе к нему считывающей головке приходится совершать лишние перемещения, что в свою очередь сказывается на производительности. А во-вторых, его увеличение сопровождайся захватом свободных элементов в FAT, а ведь именно они могут оказаться теми участками удаленных файлов, которые еще можно было восстановить. Кстати, программ восстановления, использующих вышеописанный метод, очень много, а некоторые из них даже поставляются вместе с операционными системами.

Таким образом, любой, кто захочет восстановить данные, которые вы удалили, имеет шанс это сделать. Как это предотвратить? Следует использовать специальные программы, которые удаляют не только заголовок файла, но и стирают все данные в использованных секторах. Информацию, стертую таким образом, восстановить уже невозможно. Из пакета нортоновских утилит этим занимается программа WipeInfo.



<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Низкоуровневое форматирование | Причины сохранения удаленных файлов на дисках.


Карта сайта Карта сайта укр


Уроки php mysql Программирование

Онлайн система счисления Калькулятор онлайн обычный Инженерный калькулятор онлайн Замена русских букв на английские для вебмастеров Замена русских букв на английские

Аппаратное и программное обеспечение Графика и компьютерная сфера Интегрированная геоинформационная система Интернет Компьютер Комплектующие компьютера Лекции Методы и средства измерений неэлектрических величин Обслуживание компьютерных и периферийных устройств Операционные системы Параллельное программирование Проектирование электронных средств Периферийные устройства Полезные ресурсы для программистов Программы для программистов Статьи для программистов Cтруктура и организация данных


 


Не нашли то, что искали? Google вам в помощь!

 
 

© life-prog.ru При использовании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.

Генерация страницы за: 0.004 сек.