Петр Ташков - Восстановление данных на 100%

• Название: Восстановление данных на 100%
• Автор: Петр Ташков
• Жанр: Прочая околокомпьтерная литература
• Год: 2009
• ISBN: 978-5-388-00521-2

В книге изложены методы восстановления данных с различных носителей информации – жестких дисков, массивов RAID, CD, DVD, карт флэш-памяти, карт фотоаппаратов и мобильных телефонов. Ремонт поврежденного оборудования рассматривается в издании только как один из аспектов всего процесса извлечения данных. Основная тема – извлечение данных, поврежденных из-за физических или логических нарушений в работе компьютерной системы либо неверных действий пользователя. В книге рассматривается восстановление случайно удаленных файлов, извлечение ценной информации с поломанных жестких дисков; описываются программы и методика восстановления данных с поврежденных массивов RAID, что критически важно для работы корпоративных компьютерных систем.

Книга не требует специальной подготовки читателя: простые пошаговые процедуры восстановления данных предваряются описанием принципов их хранения на различных носителях.

---

Восстановление данных средствами той же программы, которой создан файл, – самый простой и быстрый выход из ситуации. В отношении архивов RAR это, пожалуй, и самый эффективный способ.

Если восстановление обычными средствами невозможно, придется прибегнуть к специальным программам. Основной принцип здесь – пробовать разные программы, работающие с данным типом файлов, до достижения результата. Универсальных алгоритмов восстановления не существует, поэтому залог успеха состоит в разнообразии подходов.

Ручное редактирование файла – почти безотказный, но крайне трудоемкий способ. Видимо, рекомендовать его можно лишь тем пользователям, которые обладают математическим и аналитическим складом ума, и только в том случае, если восстанавливаемые данные действительно крайне важны.

Глава 2 Восстановление данных с жестких дисков

• Устройство жестких дисков

• Форматирование жестких дисков

• Причины потери данных

• Диагностика и тактика

• Восстановление данных при аппаратных неисправностях

• Восстановление данных при логических ошибках диска

• Резюме

Жесткий диск – основной носитель информации в современном компьютере. По этой причине восстанавливать утерянную информацию чаще всего приходится именно с жестких дисков. Методы восстановления данных, которые будут рассмотрены на примере этих носителей, применимы и к остальным устройствам хранения информации.

Устройство жестких дисков

Жесткий диск – один из наиболее сложно устроенных компонентов компьютера, хотя принцип его работы достаточно прост: на вращающихся пластинах, покрытых магнитным слоем, записываются концентрические дорожки. Сложности возникают, когда принцип работы жесткого диска реализуется в устройстве размером с ладонь, хранящем гигабайты данных и способном непрерывно работать годами.

Гермоблок

Гермоблок – основная составляющая современного винчестера. Это массивное и жесткое литое основание, на котором смонтированы шпиндель с пакетом пластин и блок головок. Основание закрывается герметичной крышкой. Обычно в книгах подробно рассказывают об устройстве двигателей и приводов, типах и конструкциях головок и т. д. Однако как только пользователь самостоятельно вскрывает гермоблок (рис. 2.1), то винчестер становится непригодным для работы. К такому же результату приводит и работа большинства сервисных центров.

Рис. 2.1. Гермоблок со снятой крышкой

Внутри корпуса накопителя с огромной скоростью вращается пакет пластин из алюминиевого сплава, расположенных друг над другом. Пакет закреплен на шпинделе двигателя. Пластины покрыты слоем магнитного материала толщиной в несколько микрон. Над поверхностью пластин перемещаются головки, причем зазор между поверхностью пластин и головками составляет всего около 0,05 микрон. Это гораздо меньше, чем размеры самых мелких пылевых частиц, летающих в воздухе. Абразивный эффект любых частиц, попавших в зазор, таков, что головка после нескольких десятков столкновений окончательно выходит из строя, а на поверхности пластины при каждом столкновении образуются дефекты магнитного слоя. Разрушение магнитного слоя – это лавинообразный процесс. Дефект покрытия стремительно разрастается, а отлетающие частицы наносят новые выбоины и сколы. В результате вскрытия в домашних условиях гермоблока через несколько десятков минут работы винчестер может стать практически нечитаемым.

Все манипуляции, связанные со вскрытием гермоблока, требуют исключительной чистоты и практически бессмысленны в домашних условиях. Данная книга предназначена в основном для тех, кто хочет попробовать свои силы в восстановлении информации, поэтому здесь речь идет о средствах, реально доступных дома или в обычном сервисном центре. О специальных профессиональных средствах будет сказано кратко в разделе «Тяжелая артиллерия».

Плата электроники

Плату электроники иногда называют платой контроллера. Под гермоблоком современного винчестера закреплена печатная плата, на которой находятся практически все электронные схемы жесткого диска (рис. 2.2). Исключение – миниатюрный предварительный усилитель, установленный прямо на блоке головок внутри гермоблока.

Рис. 2.2. Плата электроники винчестера

На торец платы выведены разъемы интерфейса и питания, а также переключатели-джамперы. На плате расположены минимум четыре компонента.

• Схемы управления приводами шпинделя и позиционирования блока головок.

• Основной микропроцессор винчестера, который обеспечивает всю обработку и передачу данных между внешним интерфейсом и блоком головок. Внутри него обычно выделяют:

– цифpовой сигнальный пpоцессоp (digital signal processor – DSP), отвечающий за считывание и запись информации внутри винчестера;

– схемы интерфейса, поддерживающие обмен данными через внешний интерфейс, – SATA или IDE.

• Микросхема кэш-памяти.

• Микросхема flash-памяти (Flash-ROM, ПЗУ), хранящая микропрограмму (прошивку) винчестера.

Кроме перечисленных компонентов, на плате присутствуют аналоговые радиодетали: конденсаторы, резисторы, полупроводниковые предохранители. Несмотря на то что часто речь идет о ремонте плат электроники, на практике платы обычно заменяются целиком. Конечно, перепаять резистор или предохранитель легко, но из строя они выходят довольно редко. А необходимые микросхемы, которые выходят из строя гораздо чаще, найти нелегко. Поскольку эти чипы выпускаются под определенные модели или серии приводов, найти их удается в основном только на такой же плате. Кроме того, каждой серии винчестеров обычно присущи свои конкретные дефекты, и сгорают на платах одни и те же детали. Плата от неисправного винчестера вряд ли пригодится. В результате для замены нужна полностью исправная плата.

Плата соединена с гермоблоком одним или двумя разъемами. Нарушение контакта в этих плоских разъемах внешне проявляется как неисправность жесткого диска.

Геометрия и адресация

Внутри диска обычно находится целый пакет пластин, расположенных одна над другой, поэтому дорожки можно представить как цилиндр (Cylinder – C). Поверхность каждой стороны каждой пластины обслуживает отдельная головка (Head – H). Любой диск можно условно разделить на сектора (Sector – S). Таким образом, если представлять, что в одном секторе записан один блок данных, этот блок всегда можно указать сочетанием трех «адресов»: номера цилиндра, номера головки и номера сектора – сокращенно CHS (рис. 2.3). Чтобы прочитать или записать определенный блок данных, достаточно сообщить контроллеру жесткого диска эти три значения – головки перейдут на нужный цилиндр, а когда под ними окажется необходимый сектор, определенная головка прочитает или запишет информацию. Чтобы сообщить BIOS размер жесткого диска и то, как к нему следует обращаться, достаточно привести всего три значения: число цилиндров, головок и секторов на этом диске. Размер каждого сектора всегда неизменен – 512 байтов. Такая адресация называется адресацией CHS. Она является наиболее старой, стандартной и универсальной. Ее называют геометрией жесткого диска.

Рис. 2.3. Цилиндры, головки и сектора

В начале использования жестких дисков их емкость ограничивалась десятками мегабайтов, поэтому речь шла действительно о настоящих физических дорожках (цилиндрах), головках и секторах. Со временем плотность записи на каждой пластине возросла во много раз, и контроллеры жестких дисков научилась пересчитывать эти параметры и представлять BIOS совершенно условную конфигурацию диска, где, например, головок в четыре раза больше, а цилиндров в четыре раза меньше, чем имеется в действительности. Произведение всех трех величин всегда остается таким, каким оно является в действительности. Причиной, которая заставила отойти от реальной, физической геометрии, стала сама история развития компьютерной техники. То производители винчестеров опережали в своих разработках создателей контроллеров IDE и BIOS материнских плат, то наоборот. Поиски совместимости и компромиссов привели к тому, что сегодня отображаемое число цилиндров, головок и секторов винчестера никак не соответствует настоящему устройству гермоблока. У современных дисков даже число секторов может быть переменной величиной. Дорожки, расположенные ближе к центру диска, разбиты на меньшее, а находящиеся на периферии – на большее количество секторов.

Адресация ECHS (Extended CHS), или Large, – дальнейшее развитие адресации CHS. Иначе ее называют «фиктивной адресацией» – число цилиндров, головок и секторов назначается изготовителем винчестера совершенно произвольно и записывается в CMOS контроллера.

Наряду с трехмерной адресацией CHS была придумана адресация логических блоков LBA – Logical Block Adress. С одной стороны, при этом типе адресации данные считываются логическими блоками, состоящими из нескольких секторов. Соответственно, число цилиндров делается меньше, а головок – больше, чем в действительности. С другой стороны, эта адресация линейная: каждому логическому блоку присваивается порядковый номер LBA. За нулевой принимается блок, который начинается с первого сектора нулевой головки нулевого цилиндра. Далее номера блоков определяются по формуле: