機(jī)械硬盤是如何記錄數(shù)據(jù)的？ 斷電真的沒法恢復(fù)了嗎

最近，筆者身邊的一些朋友突然關(guān)心起“硬盤數(shù)據(jù)恢復(fù)”這個(gè)話題來：特別是好多人都在討論，硬盤因?yàn)轭l繁“掉電”而造成數(shù)據(jù)損壞或者丟失的時(shí)候，真的就完全不能恢復(fù)了么？

當(dāng)然不是！

要明白這一點(diǎn)，首先就得搞清楚，硬盤（我們這里指的主要是常見的機(jī)械硬盤）到底是如何記錄數(shù)據(jù)的？

首先，在機(jī)械硬盤的盤片上，整齊排列著許許多多的磁性單元，它們就像一個(gè)個(gè)的永磁鐵，有的“S”極朝上有的“N”極朝上。對(duì)，你可能已經(jīng)意識(shí)到了——它們其實(shí)就代表著電腦數(shù)據(jù)的最基本單位“0和1”。

當(dāng)硬盤在修改（寫入、覆寫）數(shù)據(jù)的時(shí)候，盤片高速旋轉(zhuǎn)，而細(xì)小的磁頭則準(zhǔn)確地定位在需要修改數(shù)據(jù)的那一個(gè)個(gè)磁性單元上，通過施加電壓，磁性單元的磁極被逆轉(zhuǎn)（就像我們中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)制造電磁鐵那樣）——這就實(shí)現(xiàn)了從“0”到“1”的改變，是不是其實(shí)很簡單？

不過（敲黑板?。?，重點(diǎn)來了！如果一個(gè)硬盤上全是單純的數(shù)據(jù)（01），那么操作系統(tǒng)是如何知道具體哪個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在硬盤的什么位置的呢？要解決這個(gè)問題，就引入了現(xiàn)代硬盤上一個(gè)重要的概念：分區(qū)表。

如果我們把整個(gè)硬盤比作一個(gè)小學(xué)校，那么不同的分區(qū)就好像不同的年級(jí)，文件夾就好像一個(gè)個(gè)班，而具體的數(shù)據(jù)則是一個(gè)個(gè)學(xué)生——那么分區(qū)表就是包含了所有年級(jí)（分區(qū)）、班級(jí)（文件夾目錄）、學(xué)生（數(shù)據(jù)）信息的一張“花名冊(cè)”。操作系統(tǒng)只有通過讀取分區(qū)表，才能將文件所處的邏輯位置（某某分區(qū)某某文件夾）和硬盤上的物理位置對(duì)應(yīng)起來。

然后，當(dāng)我們?cè)谟脖P上對(duì)文件進(jìn)行“刪除”操作的時(shí)候，有趣的事情就發(fā)生了：大家肯定都有印象，無論多大的文件，寫入的時(shí)候多么緩慢，刪除都是一瞬間就完了，這是為什么呢？

這是因?yàn)?，刪除過程中，其實(shí)根本沒有清除數(shù)據(jù)本身，而只是在分區(qū)表里，將該文件標(biāo)注成了“不存在”！

這樣做的好處有很多，除了大大提高刪除操作的速度，改善用戶體驗(yàn)外，由于前面說到的，硬盤上的“磁極”只有NS之分，當(dāng)下次有別的文件要寫入的時(shí)候，實(shí)際上未必需要修改所有的磁極指向——這也變相延長了硬盤的壽命。

正是因?yàn)闄C(jī)械硬盤這種特殊的刪除機(jī)制的存在，給“數(shù)據(jù)恢復(fù)”留下了最初的機(jī)會(huì)——只要用軟件將所有還沒被新數(shù)據(jù)覆蓋的部分掃描一遍，就有可能完全重建一份分區(qū)表。這就好像學(xué)校的花名冊(cè)散軼了，只要重新將學(xué)生集合起來，點(diǎn)一遍名不就好了么~事實(shí)上，絕大部分民用級(jí)別的數(shù)據(jù)恢復(fù)軟件之所以在恢復(fù)剛剛刪除的文件時(shí)表現(xiàn)優(yōu)異，就是基于這個(gè)原理，沒什么神秘的。

那么，回到最初的話題，如果說，這塊硬盤曾經(jīng)多次遭遇斷電，會(huì)發(fā)生什么情況呢？這就稍微有些復(fù)雜了——這要看斷電的時(shí)候硬件正在執(zhí)行什么任務(wù)。

如果斷電的時(shí)候硬盤正在寫入數(shù)據(jù)，比如一段視頻，那么斷電會(huì)直接造成寫入中斷，要是剛好中斷在關(guān)鍵的部分，就很有可能使得已寫入的部分變得難以識(shí)別——雖然已寫入的數(shù)據(jù)本身不會(huì)發(fā)生變異，但有概率因?yàn)槲募械年P(guān)鍵字節(jié)端剛好丟失，而難以被認(rèn)出原來的文件格式。這種時(shí)候就需要某些專業(yè)級(jí)的修復(fù)方法去“補(bǔ)齊”這些關(guān)鍵的文件屬性，使它可以被普通的軟件正常識(shí)別（比如被視頻播放器識(shí)別為一段關(guān)鍵的視頻）。

而如果斷電的時(shí)候只是在進(jìn)行刪除——這就比較搞笑了，損壞的只有文件分區(qū)表，實(shí)際上的文件應(yīng)該是完好無損的，修復(fù)起來和一般的“誤刪除”并沒有太大的不同。

總的來說，硬盤確實(shí)是個(gè)非常精密的部件，但硬盤數(shù)據(jù)丟失卻絕對(duì)不是世界末日——除非是有心人刻意用反復(fù)覆寫之類的手段刻意破壞被刪除文件的物理數(shù)據(jù)，否則恢復(fù)起來真的是So Easy~11443512717707.jpg最后，告誡大家一句話：硬盤有價(jià)，數(shù)據(jù)無價(jià)——真正靠譜的方法還是勤于備份，這樣才能保證關(guān)鍵時(shí)刻的萬無一失。