2.2 硬盘数据保护方式介绍

为了避免因为硬盘损坏或者其他原因产生数据丢失，伴随着软硬件技术的发展，迄今已经有多种硬盘数据保护方式成功地应用到我们的日常使用中。

这些硬盘数据保护方式，从设备上讲分为软件保护和硬件保护，软件如我们经常使用的Ghost、Windows XP的系统还原程序；硬件如网吧常使用的硬盘还原卡、大型数据中所使用的磁盘阵列 Raid 冗余技术等。而从原理上来说，一种是先备份再还原，另一种则是备份和还原同时进行。

2.2.1 操作系统提供的系统还原功能

Windows XP的系统还原功能是为了在用户遇到问题时可将机器还原到以前的状态而设计的，该功能自动监控系统文件的更改和某些应用程序文件的更改，记录或存储更改之前的状态。

有了这个功能，我们就不必再重新保存系统镜像，因为一旦打开该功能，那么在操作系统发生重大系统事件，如安装应用程序或驱动程序时，就会自动创建一个还原点，以防备因为驱动程序的变更而引起的操作系统故障。除此之外，系统还会定期创建还原点。当然，用户也可以随时手动创建还原点。

那么系统恢复和文件备份有什么差别呢？系统恢复只监控一组核心系统文件和某些类型的应用程序文件（如后缀为exe或dll的文件），记录这些文件更改之前的状态，而备份工具则用于备份用户的个人数据文件，确保在本地磁盘或其他介质上存储一个安全副本。因此系统恢复不会监控或恢复个人数据文件所做的更改。

二者还有一点区别就是系统恢复的还原点中包含的系统数据只能在一段时间内进行还原，而备份工具进行的备份可以在任何时候进行还原。这也是为什么系统还原功能和Ghost程序不能相互替代的一个重要原因。

下面我们简单介绍一下系统还原功能的使用。

1．创建还原点

（1）依次单击“开始”→“所有程序”→“附件”→“系统工具”→“系统还原”命令，打开“系统还原”对话框，如图2-4所示。

（2）选择“创建一个还原点”之后，单击“下一步”按钮，填入还原点名，即可完成还原点创建，如图2-5所示。

（3）完成之后将出现如图2-6所示的对话框。

2．恢复还原点

创建还原点的目的就是为了在需要的时候进行恢复，恢复系统到还原点的步骤如下。

（1）打开“系统还原”对话框，选择“恢复我的电脑到一个较早的时间”，如图2-7所示，单击“下一步”按钮。

（2）出现如图2-8所示对话框，该界面中列出了可用的还原点。

（3）选择好需要还原到的日期后，单击“下一步”按钮，将出现如图2-9所示的对话框。

（4）此时需要关闭所有的程序后，单击“下一步”按钮即可完成系统还原过程。

2.2.2 使用系统恢复光盘

如果我们购买的是知名厂商的品牌计算机，可能会附带一张光盘，这张光盘的作用就是用于系统恢复，在具体的还原方式上不外乎两种方式，一种是光盘起到一个引导的作用，真正恢复的数据位于硬盘中的某一个特定隐藏分区内；而另一种方式则是数据全部复制在光盘上，完全依赖于光盘而进行系统恢复。

在上述技术的基础上，有很多厂商又开发出了“一键恢复”功能，该功能的原理仍然是将提前备份的数据恢复到计算机中，只不过简化了操作步骤，不需要烦琐的操作，只需要按机箱上特定的按钮就可以实现系统恢复功能。

无论哪一种方式其原理都是基本相同的，计算机厂商提前设定好的恢复方案可能并不适合我们的应用，因此更多的时候我们是需要安装自己需要的操作系统和软件，因此，如我们所购买的计算机并没有该功能，我们也可以通过使用Ghost等各种备份/恢复软件自己构建一个还原系统，其难度也并不大，但是却可以满足我们很多的应用。

2.2.3 Ghost恢复软件

Ghost软件是美国著名软件公司赛门铁克（SYMANTEC）推出的硬盘复制工具，其最大的特点就是该软件不是基于系统文件恢复的，而是将现有的硬盘或硬盘分区按照簇完整地复制到一个独立的数据文件中。当执行恢复操作把该文件恢复到硬盘中的时候，同样也是按照簇进行的，这就保证了恢复后的状态与恢复前的状态完全一致，也正是因为Ghost的这个特点，使得我们一旦使用了Ghost方式进行恢复后，我们很难再进行数据恢复。

因此也有很多玩家利用软件的这种特点逐渐摸索出了用Ghost进行分区、格式化等操作的各种扩展应用，应当说Ghost的这种特性使其在硬盘操作方面占有绝对的优势，能使受到破坏的系统完璧归赵， 并能一步到位。

Ghost支持FAT16、FAT32、NTFS、HPFS、UNIX、NOVELL等多种文件系统，在备份文件时，可以选择不压缩方式和压缩方式，而Ghost的压缩方式又有别于其他压缩方式，是带地址的压缩方式，这种压缩方式可以高达70%，在安全性和可靠性方面，该软件提供了一个CRC校验用来检查复制盘与源盘是否相同。

正因为Norton Ghost具有以上特点才会得到多方好评。如今经过几年的发展，Norton Ghost版本也已经升级到了8.0，可以说Ghost已经成为计算机应用的必备工具之一，而且迄今为止，该软件无论在易用性上还是功能性上，都仍然具有绝对的优势。因此本书也推荐读者掌握并实际应用Ghost软件。

2.2.4 硬盘还原卡

硬盘还原卡也称硬盘保护卡，它的作用可以让计算机硬盘在大多情况下恢复到最初的样子。换句话说，只要硬盘没有遭到物理损伤，仍然能够正常读取文件，那么不管是病毒、误改、误删、故意破坏硬盘的内容等，都可以轻易地还原。

还原卡的这种功能是如何实现的呢？还原卡实际上就是在计算机中起到了一个“架空”的作用，让硬盘虽然存在，但实际上并不发挥作用。大部分还原卡的原理都基本一致，就是在计算机启动之时就开始接管计算机的管理权，其加载方式十分类似于 DOS 下的引导型病毒：接管BIOS的INT13中断。

还原卡将FAT、引导区、CMOS信息、中断向量表等信息都保存到卡内的临时存储单元中或在硬盘的隐藏扇区中，再用自带的中断向量表来替换原始的中断向量表，另外将FAT信息保存到临时存储单元中，用来应付我们对硬盘内数据的修改，最后在硬盘中找到一部分连续的空磁盘空间，然后将我们修改的数据保存到其中。

完成了上述操作后，当我们向硬盘写入数据时，其实还是写入到硬盘中，可是并没有真正修改硬盘中的 FAT，因此虽然看上去我们已经将该文件写到了硬盘中，但由于保护卡接管INT13，当发现写操作时，便将原先数据目的地址重新指向先前的连续空磁盘空间，并将先前备份的第二份FAT中的被修改的相关数据指向这片空间，也就相当于我们把文件内容写入到了硬盘中，但是文件信息（FAT）则写入了一个临时存储空间，那么当计算机重新启动后，临时空间的内容消失，自然文件也就找不到了。

读取数据和写操作正好相反，当某程序访问某文件时，保护卡先在第二份备份的FAT中查找相关文件，如果是启动后修改过的，便在重新定向的空间中读取，否则在第一份的FAT中查找并读取相关文件。

至于删除操作，和写入数据相同，就是将文件的FAT记录从第二份备份的FAT中删除。

2.2.5 虚拟还原软件

虚拟还原软件实际上是根据硬件还原卡的原理来设计的，可以说这种软件是硬件还原卡的软件版本，这种软件首先将FAT表备份。然后，软件将备份的数据及该软件的密码、自动还原时间等一起保存在硬盘上，这些信息都保存在一个相对安全的空间内，所有程序都不能直接访问。

当用户正常启动计算机后，此时虚拟还原软件已经接管了系统的管理权，但我们要删除文件、改名、改文件属性的时候，操作系统按正常情况处理，此时还原软件不做任何干涉。因为还原软件已经备份了FAT表，无论硬盘数据发生什么变化，只要恢复FAT表后，一切数据都不会出现了，所以没有必要干涉任何操作。

还原软件是用系统保护的方式工作的，因为它保存了很少量的重要数据，因此，在重新启动后只要将这些数据恢复到备份状态就可以实现系统还原的功能。

2.2.6 未来的硬盘保护与数据恢复技术

伴随着硬盘技术在不断的发展和进步，容量和转速越来越高，而体积则越来越小，这种进步是不容忽视的，但是我们可以说，硬盘技术的进步也仅限于此，除此之外，科技的进步并没有在硬盘的数据保护技术上做更多的工作。

而现在因为硬盘容量普遍位于几百 GB，而且单碟容量的提升也很快要趋于极限，所以很多公司在继续研发容量和速度的同时，也更多关注了数据保护技术。

其中较为知名的就是昆腾的DPS（Data Protection System）和SPS（Shock Protection System）保护技术。

1.DPS数据保护系统

DPS数据保护系统是昆腾公司在火球八代系列硬盘首次内建的数据保护技术，其作用是纠正因软件错误造成的数据损坏或数据丢失。DPS实现的方法简单而有效：它可以快速地对硬盘的所有扇区进行自动检测，并在硬盘的前300MB 空间内定位存放操作系统或其他应用程序的重要部分。

一旦主分区的系统出现问题，DPS可以在90s内自动检测并恢复系统数据。即便遭遇系统无法启动的灾难性情况，DPS也可以自动检测并分析出故障原因，尽可能地保证数据不被丢失。如果错误发生在非主分区，采用DPS系统的扩展检测方式仍可继续检测硬盘的所有数据。

2.SPS抗震技术

SPS防震保护系统是火球七代系列之后普遍采用的硬盘抗震技术，其设计思路就是通过改变盘体受力结构来分散外来冲击能量，尽量避免内部的磁头与盘片发生意外撞击，使硬盘能够在非工作状态时承受很大的意外冲击力。很明显，SPS 防震技术与迈拓的 ShockBlock 技术、希捷的3D防护系统在某些思路上不谋而合。