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(2.1) 《数据恢复技术(第2版)》学习笔记 (2.1)  

2010-12-13 21:49:40|  分类: 读书笔记 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本笔记目录

《数据恢复技术(第2版)》学习笔记 1
硬盘内部结构2009.11.16 2
一、 SATA接口的硬盘 2
二、 温盘 2
三、 硬盘盘体的完整结构表 2
四、 磁盘盘面区域的划分 2
硬盘逻辑结构2009.11.16 3
一、 盘片(Disk) 3
二、 磁道(Track) 3
三、 柱面(Cylinder) 3
四、 扇区(Sector) 3
五、 容量(Capacity) 4
六、 数制与码制(Number Systems and Code System) 4

硬盘数据结构组织2009.11.17 5
一、 低级格式化(Low Level Format): 5
二、 分区(Subarea): 5
三、 线性地址扇区 7
四、 硬盘的高级格式化 8
五、 硬盘数据存储区域 9
Windows 95 / 98 / Me 文件系统20091123 20
Windows NT/2000/XP/2003文件系统20091125 26
一、 NTFS文件系统结构分析 26
二、 动态磁盘 36
附录1 名词 40
附录2 操作系统类型标示值表 41
附录3 使用Winhex完成硬盘分区的分区表查找 42
附录4 使用Winhex完成查找文件位置20091123 44
K: 45
L: 49
将原来的LNEW FOLDER文件夹下的LFILE2.TXT文件的大小由4KB(只在磁盘中占1~2个簇大小)扩大到15KB(在磁盘中占用4个簇大小),再来查找LFILE2.TXT文件 55


硬盘内部结构2009.11.16

一、 SATA接口的硬盘(内部结构和PATA接口的硬盘一样,只是对外接口不同)内部结构:固定面板 控制电路板 磁头 盘片 主轴 电机 接口 其他附件

a) 磁头盘片组件

i. 磁头组件:是集成工艺制成的多个磁头的组合,采用非接触式头、盘结构,加电后在高速旋转的磁盘表面移动。

1. 读写磁头

2. 传动臂

3. 传动轴

ii. 磁头驱动机构:高精度的轻型磁头驱动机构能够对磁头进行正确的驱动和定位,并能够在很短的时间内精确定位系统指令指定的磁道。

1. 电磁线圈电机

2. 磁头驱动小车

3. 防震动装置

iii. 磁盘片:硬盘存储数据的载体。

iv. 主轴组件:

1. 轴承

2. 驱动电机

3. ……

v. 前置控制电路: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。

二、 温盘(采用Winchester技术制造的硬盘)特点:

a) 磁头、盘片及运动机构密封在盘体内。

b) 磁头在启动、停止时与盘片接触,在工作是因盘片高速旋转,从而带动磁头以0.1~0.3μm的高度“悬浮”。

c) 磁头工作时与盘片不直接接触,所以磁头的加载较小,磁头可以做得很精致,检测磁道的能力很强,可大大提高密度

d) 磁盘表面非常平整光滑

三、 硬盘盘体的完整结构表

上盖、密封胶

盘组 磁头小车 磁头 底座 固定螺钉 进气管 高效过滤器

步进电机 指示灯 前面板 0磁道检测器   磁头读/写组件 水平防震脚 垂直防震脚

电路板

四、 磁盘盘面区域的划分

由外到内:数据区 启停区 盘片主轴


硬盘逻辑结构2009.11.16

一、 盘片(Disk:  

a) 材质:

i. 铝合金基片

ii. 玻璃基片

b) 磁头传动装置:使磁头不见作径向移动。

i. 齿条传动的步进电机传动装置(固定推算的传动定位器)

ii. 音圈电机传动装置(伺服反馈返回到正确的位置上)

c) 盘面号(磁头号):从上而下自“0”开始依次编号。硬盘的盘片组在2~14不等,通常2~3个盘片,故盘面号为0~30~5

二、 磁道(Track

a) 含义:磁盘在格式化时被划分成的许多同心圆的轨迹。

b) 编号:从外向内自“0”开始顺序编号。每个盘面有300~1024个磁道或更多。

c) 扇区(Sector):同心圆不是连续记录数据,而是被划分成一段段的圆弧。由于角速度相同而线速度不同,外圈的线速度较内圈的线速度大。每段圆弧叫做一个扇区。

i. 编号:从“1”开始编号。

ii. 每个扇区中的数据是作为一个单元同时读出或写入的。

d) 磁道数(一块硬盘驱动器的圆柱数):取决于每条磁道的宽窄及磁头大小。还有定位机构所决定的道间步距的大小。

三、 柱面(Cylinder

a) 含义:所有盘面上的同一磁道构成的一个圆柱。

b) 编号:每个柱面上的磁头由上而下从“0”开始编号。

c) 数据读写:数据的读写是按柱面进行的。即磁头在读写数据时 “0”磁头开始进行操作,依次向下在同一柱面的不同盘面即磁头上进行操作。只在同一柱面所有的磁盘全部读写完毕后才移动磁头转移到下一柱面。

i. 原因:磁头切换只需速度相对快的电子切换,而选取柱面则必须通过机械切换。

四、 扇区(Sector

a) 每个扇区包含512字节的数据和一些其他信息。

b) 主要部分:

i. 存储数据地点的标识符(扇区头标)

1. 包括组成扇区三维地址的三个数字:

a) 扇区所在的磁头(或盘面)

b) 磁道(或柱面号)

c) 扇区在磁道上的位置(扇区号)

2. 扇区是否能可靠使用的标识。

3. 有些还记录有,指示字:可在原扇区出错时指引磁盘转到替换扇区或磁道。

4. 以循环冗余效验(Cyclic Redundancy Check)值作为结束。以供控制器检验扇区头标的读出情况。

5. 扇区交叉和磁头扭斜的信息。

ii. 存储数据的数据段:

1. 数据

2. 纠错码(ECC Error Checking and Correcting,用于保护数据)

c) 交互因子

i. 引入交叉因子的原因:为提高磁道工作速度,改善因为控制器对找到的扇区中的数据进行必要处理期间,磁盘的旋转导致磁盘中该扇区恰好越过磁头,造成的等待的情形。

ii. 影响交互因子的因素:

1. 磁盘控制器的速度

2. 主板的时钟速度

3. 与控制器相连接的输出总线的操作速度

4. ……

iii. 交互因子值:

1. 太高:需多花一些时间等待数据在磁盘上存入和读出。

2. 大大降低磁盘性能。

iv. 设定:由写入到扇区头标中的数字设定的,故每个磁道可以有自己的交叉因子。

d) 磁头扭斜:

i. 目的:为了解决假定系统刚刚结束对一个磁道前一个扇区的写入,并且已经设置好了最佳交叉因子比值,现在准备在下一磁道的第一扇区写入,这时,必须等到磁头转换好,让磁头部件重新准备定位在下一道上。如果这种操作占用的时间哪怕超过了一点点,尽管是交叉存取,磁头仍会延迟到达。

ii. 行为方式:以原先磁道所在位置为基准,把新的磁道上全部扇区号移动约一个或几个扇区位置。如同柱面与柱面间的交叉因子。

五、 容量Capacity

a) 决定因素:

i. 盘面数(磁头数)

ii. 柱面数

iii. 扇区数

b) 计算公式:硬盘容量=盘面数×柱面数×扇区数×512字节

c) 容量单位:KBKiloByte)、MBMegaByte)、GBGigaByte)、TBTeraByte)、PBPetaByte)、EBExaByte

d) 容量单位换算:

1KB=210B=1024Byte

1MB=210KB

1GB=210MB

1TB=210GB

1PB=210GB

1EB=210PB

六、 数制与码制(Number Systems and Code System

a) 十进制:“逢十进一”。

i. 十进制数D均可展开为:D=ki×10i

ii. 故任意N进制数可展开为:D=ki×Ni

b) 二进制

c) 八进制

d) 十六进制


(2.2) 《数据恢复技术(第2版)》学习笔记 (2.2)

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