Что нужно знать про восстановление данных (часть I)

Часть I. Когда потеряны данные, но сам диск не поврежден

• Программные и аппаратные проблемы
• О том, как хранятся данные
• Восстановление после форматирования
• Восстановление удаление данных
• Изменение логической геометрии
• Разрушение файловой таблицы
• Меры предосторожности при потере данных
• RAID-массив – не панацея
• Программы для восстановления данных

Объемы носителей информации растут с каждым годом, а цена гигабайта стремительно уменьшается. Вот только данные, хранящиеся в компьютере, не теряют своей ценности. Скорее наоборот. Все больше информации хранится только в цифровом виде, и все страшнее в один не самый прекрасный момент ее потерять.

О том, что может случиться с данными, записанными на жесткий диск компьютера, и почему в случае малейших подозрений нужно обращаться к специалистам, нам рассказал инженер сервисного центра РемПк А. На cчету А не одна сотня «оживших» винчестеров и довольных клиентов. Впрочем, некоторые особо тяжелые случаи не под силу и ему.

Программные и аппаратные проблемы

Проблемы с винчестером можно разделить на две большие группы – программные и аппаратные. Аппаратные – это физический выход из строя каких-либо элементов жесткого диска, например, деформация блока магнитных головок после падения. Соответственно, и ремонт здесь требуется физический. О таких проблемах мы расскажем в следующий раз.

Программные проблемы – потеря данных, вызванная действием пользователя (удаление, форматирование), вирусами и ошибками в операционной системе и программах. В отличие от физических повреждений, такой диск можно отформатировать и продолжать им пользоваться. Конечно, если на нем не было ценных данных. А если были?

О том, как хранятся данные

В упрощенном виде диск можно представить в виде книги с оглавлением. Данные – это некоторая информация, получившая своё отображение в этой книге, предположим, рассказы. Чтобы быстро найти нужный рассказ, мы пользуемся оглавлением. Роль оглавления играют специальные элементы файловой системы. В файловой системе хранятся ссылки на области диска, в которых находится тот или иной файл.

Когда операционная система обращается к жесткому диску, она сначала «заглядывает» в оглавление и только с помощью него находит нужную информацию. Соответственно, когда создается новый файл, то информация о его расположении тоже отражается в файловой системе. Если мы захотим написать свой рассказ на чистых листах книги, то будем должны дополнить оглавление, иначе потом не сможем его найти.

Особенность заключается в том, что один файл может храниться в «разрезанном» виде в разных областях диска. Представьте, что в нашей книге рассказ разбит на абзацы, разбросанные в случайном порядке по разным страницам. Значит, в оглавлении должны быть указаны страницы всех абзацев рассказа и порядок, в котором нужно их читать. Задача файловой системы в том, чтобы указать не только начало файла, но и все его части, которые могут быть разбросаны по жесткому диску любым образом.

Но и это еще не все. Дело в том, что физическая работа с файлом, например, его создание, требует сравнительно много времени. Поэтому во всех случаях, когда это возможно, операция проводится не над самими данным, а над оглавлением.

Скорее всего вы замечали, что копирование файлов занимает больше времени, чем перенос их из одной папки диска в другую папку того же диска. Это связано с тем, что при копировании данные действительно записываются на жесткий диск. А при переносе данные остаются на том же самом месте, просто в файловой системе указывается, что теперь они лежат не в папке «Разное», а в папке «Важные документы».

Самое интересное связано с удалением файлов и форматированием диска. Физически никакого удаления не происходит. Просто соответствующие области диска помечаются в файловой системе, как свободные. То есть рассказ остается в книге, но информация о нем исчезает из оглавления. Потом, когда на диск будут записываться новые данные, они будут физически стирать удаленные файлы. Когда у нас закончится место в книге, мы сотрем те рассказы, которых нет в оглавлении.

Именно эта особенность позволяет восстанавливать данные после удаления и форматирования, но она же и накладывает определенные ограничения.

Восстановление после форматирования

Форматирование жесткого диска – это удаление всех данных. При этом, как мы отметили ранее, сами данные никуда не исчезают. Просто очищается таблица файловой системы. Как если бы мы вырвали из нашей книги оглавление и вставили на его место чистые листы. В этом случае используются программы для восстановления данных, которые сканируют диск (читают книгу без оглавления) и составляют оглавление заново.

К сожалению, это не всегда возможно. Шансы на успех зависят от файловой системы. Например, для файловой системы FAT32 очистка оглавления равноценна потере данных. Да, физически они остались на диске и их можно обнаружить, но т.к. данные хранятся частями, а местонахождение частей и их порядок были указаны в с специальной таблице, которая теперь «стёрта», то сканирующая программа сможет найти только первые сегменты файлов.

Более современная и совершенная файловая система NTFS устойчивее к форматированию. Если вернуться к нашему упрощенному примеру, то у такой файловой системы не одно, а несколько оглавлений. Главное, которое обнуляется при форматировании, и множество мелких, сохраняющихся и имеющих отношение к отдельным файлам. В мелких оглавлениях хранятся ссылки на все фрагменты и указан порядок, в котором эти фрагменты нужно собрать.

Существуют и другие файловые системы, имеющие свои особенности и нюансы. Поэтому нельзя брать первую попавшуюся программу для восстановления данных и бездумно нажимать любые кнопки.

Восстановление удаление данных

Удаление похоже на форматирование. Разница в том, что очищается не вся файловая таблица, а лишь та часть, в которой находились ссылки на удаленные файлы. Физически же данные еще находятся на жестком диске. Алгоритм восстановления используется такой же, как и при форматировании – сканирование диска. Важно помнить, что если продолжать работать с диском, устанавливать программы, сохранять документы, то высока вероятность, что новые данные запишутся поверх удаленных, не оставив никакой надежды на восстановление.

Изменение логической геометрии

За этими умными словами скрывается результат действия пользователя, желающего увеличить один логический диск за счет другого. Если вы решили, что на диске C осталось мало места, а на диске D его с избытком, то лучше сначала сделать резервную копию данных с диска D, потом полностью удалить этот раздел вместе со всеми файлами и только после этого увеличивать диск C. Затем на свободном месте винчестера можно заново создать раздел D и вернуть на него данные.

Если вы будете проводить манипуляции с двумя логическими дисками, то любой сбой, будь то недостаточная «интеллектуальность» программы или внезапное отключение света, приведет к тому, что оглавление дисков не будет соответствовать реальному расположению данных. Решение этой проблемы заключается в попытке восстановить правильное оглавление.

Разрушение файловой таблицы

Эту проблему можно сравнить с частичной потерей оглавления книги. Часть ссылок на расположение файлов останется правильным, а часть исчезнет или будет ссылаться на совершенно другие данные. Обычно причина таких проблем – действие вирусов, сбои операционной системы и ошибки в программах. Сложность восстановления и шансы вернуть данные зависит от масштабов проблемы, оценить которые может только специалист. Сама процедура не занимает много времени, т.к. работа ведется не с данными, а с файловой таблицей, но на 100% восстановить поврежденную информацию удается далеко не всегда.

Меры предосторожности при потере данных

Диск, на котором произошла потеря данных, ни в коем случае нельзя продолжать использовать. После того, как на место потерянных данных будут записаны новые (а это обязательно произойдет, ведь операционная система будет считать это место свободным), восстановление станет невозможным.

Существует распространенный миф, что данные можно восстановить по «остаточной намагниченности». Увы, что под силу хакерам из американских фильмов, пока не удалось повторить никому за пределами Голливуда. Физически стертые файлы теряются раз и навсегда. Главное правило при потере данных – немедленно выключить компьютер, отсоединить диск и доверять его только квалифицированному специалисту по восстановлению информации.

RAID-массив – не панацея

Лучший способ защиты от потери данных – профилактика. Для хранения ценной информации используются RAID-массивы из нескольких жестких дисков. Точнее, определенные виды RAID-массивов. В «домашних условиях» речь идет обычно о RAID1 или зеркальных дисках. Идея заключается в том, что все данные одновременно записываются на два диска. В случае выхода из строя одного носителя, вся информация остается на втором.

Один диск используется в качестве основного, то есть используется и для записи, и для считывания данных. На втором (зеркальном) просто повторяются все операции записи, а данные с него считываются только при выходе из строя первого. Такая двойная запись существенно повышает надежность хранения информации. Вероятность, что оба диска выйдут из строя, очень мала. Но 100% гарантии сохранности данных RAID1 не дает. Данные не защищены от случайного стирания, ведь диски полностью идентичны, поэтому удаление осуществляется с обоих носителей. Аналогично дело обстоит и с шалостями вирусов.

Даже в тех случаях, когда RAID1 справляется со своей задачей, то есть когда сбой связан непосредственно с одним из дисков, нужно соблюдать элементарную аккуратность. При выходе одного диска из строя, компьютер продолжает работать. Он предупреждает о возможной опасности, но не мешает создавать, копировать и удалять файлы. Причем, если выходит из строя основной диск, то работа ведется на резервном. А дальше – возможны варианты.

Если проблема возникла с резервным диском, то его достаточно просто заменить. RAID1 будет продолжать работать так, как нужно пользователю – «зеркалировать» данные. При этом система сама скопирует все данные с основного диска на новый резервный.

Допустим, случилась обратная ситуация, сломался основной диск, и его заменили на новый. По логике RAID1 данные с основного диска нужно скопировать на резервный. А если основной абсолютно чист? Правильно, значит нужно очистить и резервный! Так что при замене основного диска массива RAID1, нужно сделать резервный основным и только после этого производить замену.

Непонимание механизма работы RAID1 часто приводит к печальным последствиям, ведь, как правило, именно в таких массивах хранится самая нужная информация, которую ни в коем случае нельзя терять. Если вы сомневаетесь, какой диск массива нужно заменить и что необходимо сделать до замены, то не стоит пренебрегать помощью специалиста.

Программы для восстановления данных

Существует большое количество платных и бесплатных программ для восстановления данных. Но пользоваться ими рекомендуется только в том случае, если вы обладаете достаточными знаниями о том, как работают жесткие диски. Дружелюбный интерфейс и большая кнопка «восстановить» не должны вводить вас в заблуждение, что драгоценные потерянные фотографии и финансовые отчеты в один миг вернутся на свои места.

Во-первых, нужно знать, что произошло с данными – было ли это удаление одной папки, форматирование винчестера или сбой в файловой системе. Во-вторых, нужно определить тип файловой системы. Исходя из двух этих пунктов, выбрать нужный алгоритм восстановления и соответствующее программное обеспечение.

Восстановление – это медленная и кропотливая работа. Когда программа закончила сканирование и выдала список найденных файлов и папок, это означает только то, что она подтвердила факт их существования. Само восстановление – следующий шаг, который может требовать дополнительных настроек и уточнений. Иначе вы рискуете получить набор несвязанных данных, аккуратно разложенных по знакомым, казалось бы, папочкам. Вот только файлы, название которых полностью соответствует удаленным, почему-то не хотят открываться.

Наконец, программы восстановления данных помогают только при программных ошибках. Если проблема связана с физическим повреждением носителя, то даже простое включение диска может привести к окончательной потере и данных, и самого винчестера.

Помните, что после неудачной попытки самостоятельного восстановления даже у самого высококлассного специалиста может не остаться шансов «вытащить» ваши данные. Если речь идет всего лишь о фотографиях, то можно попытать судьбу, но когда информация имеет несколько большую ценность, самое лучшее, что можно предпринять –немедленно выключить компьютер, отсоединить жесткий диск и отнести его специалистам, подробно рассказав, как и при каких обстоятельствах произошла потеря.

О том, что делать, если вы уронили жесткий диск, или он стал издавать странные звуки, мы расскажем в следующий раз.

Часть II. Физические повреждения жесткого диска
Часть III. Восстановление данных с CD и DVD
Часть IV. Восстановление данных с флеш-накопителей