硬盤的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
初買來一塊硬盤，我們是沒有辦法使用的，你需要將它分區(qū)、格式化，然后再安裝上操作系統(tǒng)才可以使用。一個(gè)完整硬盤的數(shù)據(jù)應(yīng)該包括五部分：MBR，DBR，F(xiàn)AT，DIR區(qū)和DATA區(qū)。其中只有主引導(dǎo)扇區(qū)是*的，其它的隨你的分區(qū)數(shù)的增加而增加。
主引導(dǎo)扇區(qū)
主引導(dǎo)扇區(qū)位于整個(gè)硬盤的0磁道0柱面1扇區(qū)，包括硬盤主引導(dǎo)記錄MBR（Main Boot Record）和分區(qū)表DPT（Disk Partition Table）。其中主引導(dǎo)記錄的作用就是檢查分區(qū)表是否正確以及確定哪個(gè)分區(qū)為引導(dǎo)分區(qū)，并在程序結(jié)束時(shí)把該分區(qū)的啟動(dòng)程序（也就是操作系統(tǒng)引導(dǎo)扇區(qū)）調(diào)入內(nèi)存加以執(zhí)行。至于分區(qū)表，很多人都知道，以80H或00H為開始標(biāo)志，以55AAH為結(jié)束標(biāo)志，共64字節(jié)，位于本扇區(qū)的最末端。值得一提的是，MBR是由分區(qū)程序（例如DOS 的Fdisk.exe）產(chǎn)生的，不同的操作系統(tǒng)可能這個(gè)扇區(qū)是不盡相同。如果你有這個(gè)意向也可以自己去編寫一個(gè)，只要它能完成前述的任務(wù)即可，這也是為什么能實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)啟動(dòng)的原因（說句題外話:正因?yàn)檫@個(gè)主引導(dǎo)記錄容易編寫，所以才出現(xiàn)了很多的引導(dǎo)區(qū)病毒）。
操作系統(tǒng)引導(dǎo)扇區(qū)
OBR（OS Boot Record）即操作系統(tǒng)引導(dǎo)扇區(qū)，通常位于硬盤的0磁道1柱面1扇區(qū)（這是對(duì)于DOS來說的，對(duì)于那些以多重引導(dǎo)方式啟動(dòng)的系統(tǒng)則位于相應(yīng)的主分區(qū)/擴(kuò)展分區(qū)的*個(gè)扇區(qū)），是操作系統(tǒng)可直接訪問的*個(gè)扇區(qū)，它也包括一個(gè)引導(dǎo)程序和一個(gè)被稱為BPB（BIOS Parameter Block）的本分區(qū)參數(shù)記錄表。其實(shí)每個(gè)邏輯分區(qū)都有一個(gè)OBR，其參數(shù)視分區(qū)的大小、操作系統(tǒng)的類別而有所不同。引導(dǎo)程序的主要任務(wù)是判斷本分區(qū)根目錄前兩個(gè)文件是否為操作系統(tǒng)的引導(dǎo)文件（例如MSDOS或者起源于MSDOS的Win9x/Me的IO.SYS和MSDOS.SYS）。如是，就把*個(gè)文件讀入內(nèi)存，并把控制權(quán)交予該文件。BPB參數(shù)塊記錄著本分區(qū)的起始扇區(qū)、結(jié)束扇區(qū)、文件存儲(chǔ)格式、硬盤介質(zhì)描述符、根目錄大小、FAT個(gè)數(shù)、分配單元（Allocation Unit，以前也稱之為簇）的大小等重要參數(shù)。OBR由高級(jí)格式化程序產(chǎn)生（例如DOS 的Format.com）。
文件分配表
FAT(File Allocation Table)即文件分配表，是DOS/Win9x系統(tǒng)的文件尋址系統(tǒng)，為了數(shù)據(jù)安全起見，F(xiàn)AT一般做兩個(gè)，第二FAT為*FAT的備份, FAT區(qū)緊接在OBR之后，其大小由本分區(qū)的大小及文件分配單元的大小決定。關(guān)于FAT的格式歷來有很多選擇，Microsoft 的DOS及Windows采用我們所熟悉的FAT12、FAT16和FAT32格式，但除此以外并非沒有其它格式的FAT，像Windows NT、OS/2、UNIX/Linux、Novell等都有自己的文件管理方式。
目錄區(qū)
DIR是Directory即根目錄區(qū)的簡寫，DIR緊接在第二FAT表之后,只有FAT還不能定位文件在磁盤中的位置，F(xiàn)AT還必須和DIR配合才能準(zhǔn)確定位文件的位置。DIR記錄著每個(gè)文件（目錄）的起始單元（這是最重要的）、文件的屬性等。定位文件位置時(shí)，操作系統(tǒng)根據(jù)DIR中的起始單元，結(jié)合FAT表就可以知道文件在磁盤的具體位置及大小了。在DIR區(qū)之后，才是真正意義上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，即DATA區(qū)。
數(shù)據(jù)區(qū)
DATA雖然占據(jù)了硬盤的絕大部分空間，但沒有了前面的各部分，它對(duì)于我們來說，也只能是一些枯燥的二進(jìn)制代碼，沒有任何意義。在這里有一點(diǎn)要說明的是，我們通常所說的格式化程序（指高級(jí)格式化，例如DOS下的Format程序），并沒有把DATA區(qū)的數(shù)據(jù)清除，只是重寫了FAT表而已，至于分區(qū)硬盤，也只是修改了MBR和OBR，絕大部分的DATA區(qū)的數(shù)據(jù)并沒有被改變，這也是許多硬盤數(shù)據(jù)能夠得以修復(fù)的原因。但即便如此，如MBR/OBR/FAT/DIR之一被破壞的話，也足夠咱們那些所謂的DIY老鳥們忙乎半天了……需要提醒大家的是，如果你經(jīng)常整理磁盤，那么你的數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)可能是連續(xù)的，這樣即使MBR/FAT/DIR全部壞了，我們也可以使用磁盤編輯軟件（比如DOS下的DiskEdit），只要找到一個(gè)文件的起始保存位置，那么這個(gè)文件就有可能被恢復(fù)（當(dāng)然了，這需要一個(gè)前提，那就是你沒有覆蓋這個(gè)文件……）。
硬盤分區(qū)方式
我們平時(shí)說到的分區(qū)概念，不外乎三種:主分區(qū)、擴(kuò)展分區(qū)和邏輯分區(qū)。主分區(qū)是一個(gè)比較單純的分區(qū)，通常位于硬盤的最前面一塊區(qū)域中，構(gòu)成邏輯C磁盤。在主分區(qū)中，不允許再建立其它邏輯磁盤。
擴(kuò)展分區(qū)的概念則比較復(fù)雜，也是造成分區(qū)和邏輯磁盤混淆的主要原因。由于硬盤僅僅為分區(qū)表保留了64個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)空間，而每個(gè)分區(qū)的參數(shù)占據(jù)16個(gè)字節(jié)，故主引導(dǎo)扇區(qū)中總計(jì)可以存儲(chǔ)4個(gè)分區(qū)的數(shù)據(jù)。操作系統(tǒng)只允許存儲(chǔ)4個(gè)分區(qū)的數(shù)據(jù)，如果說邏輯磁盤就是分區(qū)，則系統(tǒng)最多只允許4個(gè)邏輯磁盤。對(duì)于具體的應(yīng)用，4個(gè)邏輯磁盤往往不能滿足實(shí)際需求。為了建立更多的邏輯磁盤供操作系統(tǒng)使用，系統(tǒng)引入了擴(kuò)展分區(qū)的概念。
所謂擴(kuò)展分區(qū)，嚴(yán)格地講它不是一個(gè)實(shí)際意義的分區(qū)，它僅僅是一個(gè)指向下一個(gè)分區(qū)的指針，這種指針結(jié)構(gòu)將形成一個(gè)單向鏈表。這樣在主引導(dǎo)扇區(qū)中除了主分區(qū)外，僅需要存儲(chǔ)一個(gè)被稱為擴(kuò)展分區(qū)的分區(qū)數(shù)據(jù)，通過這個(gè)擴(kuò)展分區(qū)的數(shù)據(jù)可以找到下一個(gè)分區(qū)（實(shí)際上也就是下一個(gè)邏輯磁盤）的起始位置，以此起始位置類推可以找到所有的分區(qū)。無論系統(tǒng)中建立多少個(gè)邏輯磁盤，在主引導(dǎo)扇區(qū)中通過一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)的參數(shù)就可以逐個(gè)找到每一個(gè)邏輯磁盤。
需要特別注意的是，由于主分區(qū)之后的各個(gè)分區(qū)是通過一種單向鏈表的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)鏈接的，因此，若單向鏈表發(fā)生問題，將導(dǎo)致邏輯磁盤的丟失。
既然要進(jìn)行數(shù)據(jù)的恢復(fù)，當(dāng)然數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)原理我們不能不提，在這之中，我們還要介紹一下數(shù)據(jù)的刪除和硬盤的格式化相關(guān)問題……
文件的讀取
操作系統(tǒng)從目錄區(qū)中讀取文件信息（包括文件名、后綴名、文件大小、修改日期和文件在數(shù)據(jù)區(qū)保存的*個(gè)簇的簇號(hào)），我們這里假設(shè)*個(gè)簇號(hào)是0023。
操作系統(tǒng)從0023簇讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，然后再找到FAT的0023單元，如果內(nèi)容是文件結(jié)束標(biāo)志（FF），則表示文件結(jié)束，否則內(nèi)容保存數(shù)據(jù)的下一個(gè)簇的簇號(hào)，這樣重復(fù)下去直到遇到文件結(jié)束標(biāo)志。
文件的寫入
當(dāng)我們要保存文件時(shí)，操作系統(tǒng)首先在DIR區(qū)中找到空區(qū)寫入文件名、大小和創(chuàng)建時(shí)間等相應(yīng)信息，然后在Data區(qū)找到閑置空間將文件保存，并將Data區(qū)的*個(gè)簇寫入DIR區(qū)，其余的動(dòng)作和上邊的讀取動(dòng)作差不多。
文件的刪除
Win9x的文件刪除工作卻是很簡單的，簡單到只在目錄區(qū)做了一點(diǎn)小改動(dòng)——將目錄區(qū)的文件的*個(gè)字符改成了E5就表示將改文件刪除了.
初買來一塊硬盤，我們是沒有辦法使用的，你需要將它分區(qū)、格式化，然后再安裝上操作系統(tǒng)才可以使用。一個(gè)完整硬盤的數(shù)據(jù)應(yīng)該包括五部分：MBR，DBR，F(xiàn)AT，DIR區(qū)和DATA區(qū)。其中只有主引導(dǎo)扇區(qū)是*的，其它的隨你的分區(qū)數(shù)的增加而增加。
主引導(dǎo)扇區(qū)
主引導(dǎo)扇區(qū)位于整個(gè)硬盤的0磁道0柱面1扇區(qū)，包括硬盤主引導(dǎo)記錄MBR（Main Boot Record）和分區(qū)表DPT（Disk Partition Table）。其中主引導(dǎo)記錄的作用就是檢查分區(qū)表是否正確以及確定哪個(gè)分區(qū)為引導(dǎo)分區(qū)，并在程序結(jié)束時(shí)把該分區(qū)的啟動(dòng)程序（也就是操作系統(tǒng)引導(dǎo)扇區(qū)）調(diào)入內(nèi)存加以執(zhí)行。至于分區(qū)表，很多人都知道，以80H或00H為開始標(biāo)志，以55AAH為結(jié)束標(biāo)志，共64字節(jié)，位于本扇區(qū)的最末端。值得一提的是，MBR是由分區(qū)程序（例如DOS 的Fdisk.exe）產(chǎn)生的，不同的操作系統(tǒng)可能這個(gè)扇區(qū)是不盡相同。如果你有這個(gè)意向也可以自己去編寫一個(gè)，只要它能完成前述的任務(wù)即可，這也是為什么能實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)啟動(dòng)的原因（說句題外話:正因?yàn)檫@個(gè)主引導(dǎo)記錄容易編寫，所以才出現(xiàn)了很多的引導(dǎo)區(qū)病毒）。
操作系統(tǒng)引導(dǎo)扇區(qū)
OBR（OS Boot Record）即操作系統(tǒng)引導(dǎo)扇區(qū)，通常位于硬盤的0磁道1柱面1扇區(qū)（這是對(duì)于DOS來說的，對(duì)于那些以多重引導(dǎo)方式啟動(dòng)的系統(tǒng)則位于相應(yīng)的主分區(qū)/擴(kuò)展分區(qū)的*個(gè)扇區(qū)），是操作系統(tǒng)可直接訪問的*個(gè)扇區(qū)，它也包括一個(gè)引導(dǎo)程序和一個(gè)被稱為BPB（BIOS Parameter Block）的本分區(qū)參數(shù)記錄表。其實(shí)每個(gè)邏輯分區(qū)都有一個(gè)OBR，其參數(shù)視分區(qū)的大小、操作系統(tǒng)的類別而有所不同。引導(dǎo)程序的主要任務(wù)是判斷本分區(qū)根目錄前兩個(gè)文件是否為操作系統(tǒng)的引導(dǎo)文件（例如MSDOS或者起源于MSDOS的Win9x/Me的IO.SYS和MSDOS.SYS）。如是，就把*個(gè)文件讀入內(nèi)存，并把控制權(quán)交予該文件。BPB參數(shù)塊記錄著本分區(qū)的起始扇區(qū)、結(jié)束扇區(qū)、文件存儲(chǔ)格式、硬盤介質(zhì)描述符、根目錄大小、FAT個(gè)數(shù)、分配單元（Allocation Unit，以前也稱之為簇）的大小等重要參數(shù)。OBR由高級(jí)格式化程序產(chǎn)生（例如DOS 的Format.com）。
文件分配表
FAT(File Allocation Table)即文件分配表，是DOS/Win9x系統(tǒng)的文件尋址系統(tǒng)，為了數(shù)據(jù)安全起見，F(xiàn)AT一般做兩個(gè)，第二FAT為*FAT的備份, FAT區(qū)緊接在OBR之后，其大小由本分區(qū)的大小及文件分配單元的大小決定。關(guān)于FAT的格式歷來有很多選擇，Microsoft 的DOS及Windows采用我們所熟悉的FAT12、FAT16和FAT32格式，但除此以外并非沒有其它格式的FAT，像Windows NT、OS/2、UNIX/Linux、Novell等都有自己的文件管理方式。
目錄區(qū)
DIR是Directory即根目錄區(qū)的簡寫，DIR緊接在第二FAT表之后,只有FAT還不能定位文件在磁盤中的位置，F(xiàn)AT還必須和DIR配合才能準(zhǔn)確定位文件的位置。DIR記錄著每個(gè)文件（目錄）的起始單元（這是最重要的）、文件的屬性等。定位文件位置時(shí)，操作系統(tǒng)根據(jù)DIR中的起始單元，結(jié)合FAT表就可以知道文件在磁盤的具體位置及大小了。在DIR區(qū)之后，才是真正意義上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，即DATA區(qū)。
數(shù)據(jù)區(qū)
DATA雖然占據(jù)了硬盤的絕大部分空間，但沒有了前面的各部分，它對(duì)于我們來說，也只能是一些枯燥的二進(jìn)制代碼，沒有任何意義。在這里有一點(diǎn)要說明的是，我們通常所說的格式化程序（指高級(jí)格式化，例如DOS下的Format程序），并沒有把DATA區(qū)的數(shù)據(jù)清除，只是重寫了FAT表而已，至于分區(qū)硬盤，也只是修改了MBR和OBR，絕大部分的DATA區(qū)的數(shù)據(jù)并沒有被改變，這也是許多硬盤數(shù)據(jù)能夠得以修復(fù)的原因。但即便如此，如MBR/OBR/FAT/DIR之一被破壞的話，也足夠咱們那些所謂的DIY老鳥們忙乎半天了……需要提醒大家的是，如果你經(jīng)常整理磁盤，那么你的數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)可能是連續(xù)的，這樣即使MBR/FAT/DIR全部壞了，我們也可以使用磁盤編輯軟件（比如DOS下的DiskEdit），只要找到一個(gè)文件的起始保存位置，那么這個(gè)文件就有可能被恢復(fù)（當(dāng)然了，這需要一個(gè)前提，那就是你沒有覆蓋這個(gè)文件……）。
硬盤分區(qū)方式
我們平時(shí)說到的分區(qū)概念，不外乎三種:主分區(qū)、擴(kuò)展分區(qū)和邏輯分區(qū)。主分區(qū)是一個(gè)比較單純的分區(qū)，通常位于硬盤的最前面一塊區(qū)域中，構(gòu)成邏輯C磁盤。在主分區(qū)中，不允許再建立其它邏輯磁盤。
擴(kuò)展分區(qū)的概念則比較復(fù)雜，也是造成分區(qū)和邏輯磁盤混淆的主要原因。由于硬盤僅僅為分區(qū)表保留了64個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)空間，而每個(gè)分區(qū)的參數(shù)占據(jù)16個(gè)字節(jié)，故主引導(dǎo)扇區(qū)中總計(jì)可以存儲(chǔ)4個(gè)分區(qū)的數(shù)據(jù)。操作系統(tǒng)只允許存儲(chǔ)4個(gè)分區(qū)的數(shù)據(jù)，如果說邏輯磁盤就是分區(qū)，則系統(tǒng)最多只允許4個(gè)邏輯磁盤。對(duì)于具體的應(yīng)用，4個(gè)邏輯磁盤往往不能滿足實(shí)際需求。為了建立更多的邏輯磁盤供操作系統(tǒng)使用，系統(tǒng)引入了擴(kuò)展分區(qū)的概念。
所謂擴(kuò)展分區(qū)，嚴(yán)格地講它不是一個(gè)實(shí)際意義的分區(qū)，它僅僅是一個(gè)指向下一個(gè)分區(qū)的指針，這種指針結(jié)構(gòu)將形成一個(gè)單向鏈表。這樣在主引導(dǎo)扇區(qū)中除了主分區(qū)外，僅需要存儲(chǔ)一個(gè)被稱為擴(kuò)展分區(qū)的分區(qū)數(shù)據(jù)，通過這個(gè)擴(kuò)展分區(qū)的數(shù)據(jù)可以找到下一個(gè)分區(qū)（實(shí)際上也就是下一個(gè)邏輯磁盤）的起始位置，以此起始位置類推可以找到所有的分區(qū)。無論系統(tǒng)中建立多少個(gè)邏輯磁盤，在主引導(dǎo)扇區(qū)中通過一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)的參數(shù)就可以逐個(gè)找到每一個(gè)邏輯磁盤。
需要特別注意的是，由于主分區(qū)之后的各個(gè)分區(qū)是通過一種單向鏈表的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)鏈接的，因此，若單向鏈表發(fā)生問題，將導(dǎo)致邏輯磁盤的丟失。
既然要進(jìn)行數(shù)據(jù)的恢復(fù)，當(dāng)然數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)原理我們不能不提，在這之中，我們還要介紹一下數(shù)據(jù)的刪除和硬盤的格式化相關(guān)問題……
文件的讀取
操作系統(tǒng)從目錄區(qū)中讀取文件信息（包括文件名、后綴名、文件大小、修改日期和文件在數(shù)據(jù)區(qū)保存的*個(gè)簇的簇號(hào)），我們這里假設(shè)*個(gè)簇號(hào)是0023。
操作系統(tǒng)從0023簇讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，然后再找到FAT的0023單元，如果內(nèi)容是文件結(jié)束標(biāo)志（FF），則表示文件結(jié)束，否則內(nèi)容保存數(shù)據(jù)的下一個(gè)簇的簇號(hào)，這樣重復(fù)下去直到遇到文件結(jié)束標(biāo)志。
文件的寫入
當(dāng)我們要保存文件時(shí)，操作系統(tǒng)首先在DIR區(qū)中找到空區(qū)寫入文件名、大小和創(chuàng)建時(shí)間等相應(yīng)信息，然后在Data區(qū)找到閑置空間將文件保存，并將Data區(qū)的*個(gè)簇寫入DIR區(qū)，其余的動(dòng)作和上邊的讀取動(dòng)作差不多。
文件的刪除
Win9x的文件刪除工作卻是很簡單的，簡單到只在目錄區(qū)做了一點(diǎn)小改動(dòng)——將目錄區(qū)的文件的*個(gè)字符改成了E5就表示將改文件刪除了.
