有关于数据恢复Windows体系数据恢复实验教学初探
更新时间：2024-03-27
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摘要：通过制作Windows系统数据恢复的实用独立工具包，设计可重用的实验环境，围绕几款数据恢复软件设计合理的实验方案，以求帮助高职计算机应用专业学生快速提高Windows系统数据恢复的动手能力。
关键词：Windows系统；数据恢复；FAT32分区；NTFS分区；磁盘分区镜像；光盘镜像文件
1672-5727（2013）08-0135-02
在我们的生活和工作中，有大量敏感而重要的数据存储在计算机系统的外存中，一旦丢失则令人痛心不已，如果不能即时抢救与恢复，可能会给我们带来巨大的经济损失。此外，一些犯罪份子为掩盖其犯罪行为故意损坏的数据，司法鉴定取证也必须采用数据恢复技术进行相应的还原。因此，数据恢复产业应运而生。面对日益增长的对数据恢复人才的需求，让高职计算机应用专业学生熟练掌握通用Windows系统下的几款不同层次的数据恢复软件，提升其解决工作中遇到的数据丢失问题的能力是必要的。
实验硬件环境要求
Windows系统数据恢复实验需要30台计算机（BIOS支持U盘/移动硬盘启动，内存1M以上，安装了WINXP/2003/7）；每台计算机配置大容量移动硬盘和U盘各一个。U盘存放可启动计算机系统的数据恢复专用独立工具包，移动硬盘存放数据恢复实验所用的问题分区，来自于计算机硬盘中的可重用分区镜像文件。
制作Windows系统数据
恢复专用独立工具包
专用独立工具包是采用Winpe系统制作的可启动ISO文件，主要包括以下几款数据恢复软件：diskgenius v3.7.1（国产免费版），PC Inspector File Recovery v4.0（英文免费版），FinalData 企业v3.0.8.1201（中文绿色版），EasyRe-
covery v6.1（中文绿色版），R-Studio v
第二步 用UltraISO V9.5.2软件打开Winpe.iso进行编辑，在根目录下新建一个文件夹，如Rtools，将上述准备好的几款数据恢复软件的文件夹分别拖入此文件夹中。提取WXPE＼SYSTEM32＼P
ECMD.INI文件进行编辑，修改环境变量设置语句TEAM ENVI W=%WinDir%|ENVI，……，RT=%SystemDrive%＼Rtools；找到程序菜单连接语句，添加LINK %Progra-
ms%＼数据恢复＼DiskGenius
第三步 用makecab命令将编辑好的Winpe.iso压回Winpe.is_。可制作一个reg文件，内容如下。
Windows Registry Editor Ver-
sion 5.00
[HKEY_CLASSES_ROOT＼*＼sh-
ell＼转为is_]
@=""
[HKEY_CLASSES_ROOT＼*＼sh-ell＼转为is_＼command]
@="makecab /v3 /D Compres-
sionType=LZX /D CompressionMe-
mory=21 ＼"%1＼""
执行该文件后，右击要转换的文件对象，弹出菜单中会出现添加的一个“转为is_”命令，可直接用于转换操作。
第四步 将制作好的Winpe.is_替换原有简版Winpe的该文件，并用UltraISO V9.5.2将编辑好的数据恢复专用独立工具包的Winpe系统制作为可启动光盘的ISO文件，随后可写入U盘或移动硬盘以备实验使用。
几款数据恢复软件简介
DiskGenius 一款国产的强大的磁盘管理软件，带有数据恢复功能，可生成USB-HDD启动盘在DOS下直接使用。
PC Inspector File Recovery 一款免费的文件恢复软件，简单易用，以目录方式管理文件的恢复，可指定簇范围搜索丢失的文件。
FinalData 企业版是一款较强的数据恢复工具，操作界面简洁，具有数据保护功能，可以很容易对格式化后的文件和被病毒破坏的文件进行恢复，甚至在极端的情况下，目录结构被部分破坏，源于：毕业设计论文www.618jyw.com
数据文件已经被部分覆盖以后，也可将剩余部分文件恢复出来。
EasyRecovery 一款威力较强的数据恢复工具，能够帮助恢复丢失的数据以及重建文件系统。在修复过程中不会对原数据进行改动，只是以读的形式处理要修复的分区，主要是在内存中重建文件分区表使数据能够安全地传输到其他驱动器中。
R-Studio 功能强大的专业级数据恢复、反删除工具，提供对本地和网络磁盘的支持，还支持RAID恢复，可以恢复跨区卷、RAID0、RAID1及RAID5的数据，并带有灵活的参数设置，让用户绝对控制数据的恢复。其带有强大的镜像功能，并且无论对什么类型的软件类故障，该数据恢复软件会自动将分区结构、分区大小、分区类型、删除的数据文件、丢失的数据文件和无链接的单类型文件计算分析组合整理出来，让你挑选想要恢复的数据。此外，该软件还带有高级磁盘编辑器，方便用户手工恢复数据。 制作模拟软件类故障的
可重用分区镜像
Windows系统下的数据恢复是通过软件方式进行数据修复的过程，并不涉及硬件维修。常见的软件类典型故障有：无法进入操作系统、分区丢失、目录与文件丢失、文件无法读取、乱码显示等。虽然数据丢失的原因各异，但每种情况都有其特定的症状，所以根据症状可以人为模拟常见的软件类故障，制作可重用分区镜像文件。
利用R-Studio软件的高级磁盘编辑器，能够轻松编辑物理磁盘或逻辑磁盘的任意扇区，可用于模拟制作常见的软件类故障：（1）引导扇区故障，包括主引导记录损坏、主分区表损坏、引导区标志失效；（2）分区引导扇区故障，包括FAT32分区的FAT损坏、NTFS分区的$MFT损坏等；（3）其他软件类故障。而diskgenius带有备份分区到镜像的工具，可用它把模拟好的软件类故障的分区制作为实验所用的分区镜像文件，以备学生通过它把分区制作到移动硬盘上进行实验。使用时，应该注意：为了提高效率，节省读写分区镜像文件时间，一般根据教学需要可把模拟的软件类故障的分区设计为适当的小分区。
设计合理的Windows
系统数据恢复实验方案
要通过U盘启动计算机系统，利用制作好的可重用分区镜像文件，在移动硬盘中实现Windows系统数据恢复实验，根据理论与实践的关系与知识的连贯性，可设计出以下四层结构的实验方案。
基础实验 在介绍了磁盘逻辑结构、分区与FAT32与NTFS分区等知识的基础上，利用diskgenius可进行以下实验：（1）快速分区、分区与格式化分区；（2）备份分区到镜像文件或从镜像文件还原分区；（3）利用镜像文件制作好的数据恢复专用独立工具包，实现U盘启动计算机系统；（4）硬盘克隆、分区克隆；（5）备份分区表与还原分区表；（6）磁盘坏道检测与修复，顺便介绍磁盘医生NDD修复0磁道损坏；（7）重建主引记录、检查分区错误与重建分区表。
基本文件恢复实验 可利用PC Inspector File Recovery实现：（1）恢复已删除的文件；（2）恢复丢失的文件/目录；（3）恢复被快速格式化的硬盘；（4）恢复丢失的驱动器。
高级数据恢复实验 FinalData与EasyRecovery除具有基本文件恢复功能外，还具有一定的文件修复功能，可用于office文件、电子邮件和ZIP文件的修复，但是它们能够针对分区信息被破坏等原因导致逻辑驱动器不能识别的情况进行高级数据的恢复。可进行以下实验：（1）利用FinalData恢复物理驱动器的指定扇区范围的数据；（2）利用EasyRecovery的高级恢复功能修复主引导扇区（MBR）、BIOS参数块（BPB）、分区表、文件分配表（FAT）或主文件表（MFT）、根目录；（3）利用EasyRecovery的Raw恢复功能，逐扇区修复无文件系统结构信息的分区数据。
深度数据恢复实验 利用R-Studio可以实现以下实验：（1）创建磁盘镜像、分区镜像或部分分区的镜像；（2）基本文件恢复操作，包括手动查找和搜索查找的数据恢复操作；（3）高级数据恢复操作，包括磁盘扫描、保存扫描结果、确认识别的优质分区与数据恢复操作；（4）利用高级磁盘编辑器，查看磁盘引导扇区信息、分区引导扇区和备份扇区信息，并进行扇区信息编辑的实验；（5）利用高级磁盘编辑器，手动恢复损坏的FAT32与NTFS分区信息等。
编制Windows系统
数据恢复实验详案
实验详案是保证教学顺利完成的关键。应逐一测试模拟的各类软件类故障的解决方案，在获取第一手资料的基础上，遵循一个任务制定一个方案的原则，录制和制作教学所用的屏幕视频和演示文稿，并最终编写出实验详案和教学计划。要保证在一定的教学周期内，让学生根据摘自：毕业论文格式设置www.618jyw.com
实验详案和教学资料独立地完成每个任务的操作，从而快速有效地帮助学生提高Windows系统的数据恢复动手能力。
参考文献：
刘乃琦，郭建东，张可.系统与数据恢复技术[M].成都：电子科技大学出版社，2008.
戴士剑，涂彦晖.数据恢复技术（第2版）[M].北京：电子工业出版社，2005.
[3]马林.数据重现——文件系统原理精解与数据恢复最佳实践[M].北京：清华大学出版社，2009.
[4]刘伟.数据恢复技术深度揭密[M].北京：电子工业出版社，2010.
作者简介：
周安辉（1964—），男，四川内江职业技术学院副教授，研究方向为计算机教学与计算机应用。
关键词：Windows系统；数据恢复；FAT32分区；NTFS分区；磁盘分区镜像；光盘镜像文件
1672-5727（2013）08-0135-02
在我们的生活和工作中，有大量敏感而重要的数据存储在计算机系统的外存中，一旦丢失则令人痛心不已，如果不能即时抢救与恢复，可能会给我们带来巨大的经济损失。此外，一些犯罪份子为掩盖其犯罪行为故意损坏的数据，司法鉴定取证也必须采用数据恢复技术进行相应的还原。因此，数据恢复产业应运而生。面对日益增长的对数据恢复人才的需求，让高职计算机应用专业学生熟练掌握通用Windows系统下的几款不同层次的数据恢复软件，提升其解决工作中遇到的数据丢失问题的能力是必要的。
实验硬件环境要求
Windows系统数据恢复实验需要30台计算机（BIOS支持U盘/移动硬盘启动，内存1M以上，安装了WINXP/2003/7）；每台计算机配置大容量移动硬盘和U盘各一个。U盘存放可启动计算机系统的数据恢复专用独立工具包，移动硬盘存放数据恢复实验所用的问题分区，来自于计算机硬盘中的可重用分区镜像文件。
制作Windows系统数据
恢复专用独立工具包
专用独立工具包是采用Winpe系统制作的可启动ISO文件，主要包括以下几款数据恢复软件：diskgenius v3.7.1（国产免费版），PC Inspector File Recovery v4.0（英文免费版），FinalData 企业v3.0.8.1201（中文绿色版），EasyRe-
covery v6.1（中文绿色版），R-Studio v
5.2（英文绿色版）。数据恢复专用独立工具包（内置软件）的制作步骤如下。
第一步 下载ISO核心的简版Winpe，找到核心文件Winpe.is_，用7-zip或Winrar解压为Winpe.iso。第二步 用UltraISO V9.5.2软件打开Winpe.iso进行编辑，在根目录下新建一个文件夹，如Rtools，将上述准备好的几款数据恢复软件的文件夹分别拖入此文件夹中。提取WXPE＼SYSTEM32＼P
ECMD.INI文件进行编辑，修改环境变量设置语句TEAM ENVI W=%WinDir%|ENVI，……，RT=%SystemDrive%＼Rtools；找到程序菜单连接语句，添加LINK %Progra-
ms%＼数据恢复＼DiskGenius
3.7.1.1，
%RT%＼diskgenius＼DiskGenius.exe语句，其他软件的连接添加类似，修改好后保存该文件，用其替换Winpe.iso中的PECMD.INI文件，然后保存编辑好的Winpe.iso。第三步 用makecab命令将编辑好的Winpe.iso压回Winpe.is_。可制作一个reg文件，内容如下。
Windows Registry Editor Ver-
sion 5.00
[HKEY_CLASSES_ROOT＼*＼sh-
ell＼转为is_]
@=""
[HKEY_CLASSES_ROOT＼*＼sh-ell＼转为is_＼command]
@="makecab /v3 /D Compres-
sionType=LZX /D CompressionMe-
mory=21 ＼"%1＼""
执行该文件后，右击要转换的文件对象，弹出菜单中会出现添加的一个“转为is_”命令，可直接用于转换操作。
第四步 将制作好的Winpe.is_替换原有简版Winpe的该文件，并用UltraISO V9.5.2将编辑好的数据恢复专用独立工具包的Winpe系统制作为可启动光盘的ISO文件，随后可写入U盘或移动硬盘以备实验使用。
几款数据恢复软件简介
DiskGenius 一款国产的强大的磁盘管理软件，带有数据恢复功能，可生成USB-HDD启动盘在DOS下直接使用。
PC Inspector File Recovery 一款免费的文件恢复软件，简单易用，以目录方式管理文件的恢复，可指定簇范围搜索丢失的文件。
FinalData 企业版是一款较强的数据恢复工具，操作界面简洁，具有数据保护功能，可以很容易对格式化后的文件和被病毒破坏的文件进行恢复，甚至在极端的情况下，目录结构被部分破坏，源于：毕业设计论文www.618jyw.com
数据文件已经被部分覆盖以后，也可将剩余部分文件恢复出来。
EasyRecovery 一款威力较强的数据恢复工具，能够帮助恢复丢失的数据以及重建文件系统。在修复过程中不会对原数据进行改动，只是以读的形式处理要修复的分区，主要是在内存中重建文件分区表使数据能够安全地传输到其他驱动器中。
R-Studio 功能强大的专业级数据恢复、反删除工具，提供对本地和网络磁盘的支持，还支持RAID恢复，可以恢复跨区卷、RAID0、RAID1及RAID5的数据，并带有灵活的参数设置，让用户绝对控制数据的恢复。其带有强大的镜像功能，并且无论对什么类型的软件类故障，该数据恢复软件会自动将分区结构、分区大小、分区类型、删除的数据文件、丢失的数据文件和无链接的单类型文件计算分析组合整理出来，让你挑选想要恢复的数据。此外，该软件还带有高级磁盘编辑器，方便用户手工恢复数据。 制作模拟软件类故障的
可重用分区镜像
Windows系统下的数据恢复是通过软件方式进行数据修复的过程，并不涉及硬件维修。常见的软件类典型故障有：无法进入操作系统、分区丢失、目录与文件丢失、文件无法读取、乱码显示等。虽然数据丢失的原因各异，但每种情况都有其特定的症状，所以根据症状可以人为模拟常见的软件类故障，制作可重用分区镜像文件。
利用R-Studio软件的高级磁盘编辑器，能够轻松编辑物理磁盘或逻辑磁盘的任意扇区，可用于模拟制作常见的软件类故障：（1）引导扇区故障，包括主引导记录损坏、主分区表损坏、引导区标志失效；（2）分区引导扇区故障，包括FAT32分区的FAT损坏、NTFS分区的$MFT损坏等；（3）其他软件类故障。而diskgenius带有备份分区到镜像的工具，可用它把模拟好的软件类故障的分区制作为实验所用的分区镜像文件，以备学生通过它把分区制作到移动硬盘上进行实验。使用时，应该注意：为了提高效率，节省读写分区镜像文件时间，一般根据教学需要可把模拟的软件类故障的分区设计为适当的小分区。
设计合理的Windows
系统数据恢复实验方案
要通过U盘启动计算机系统，利用制作好的可重用分区镜像文件，在移动硬盘中实现Windows系统数据恢复实验，根据理论与实践的关系与知识的连贯性，可设计出以下四层结构的实验方案。
基础实验 在介绍了磁盘逻辑结构、分区与FAT32与NTFS分区等知识的基础上，利用diskgenius可进行以下实验：（1）快速分区、分区与格式化分区；（2）备份分区到镜像文件或从镜像文件还原分区；（3）利用镜像文件制作好的数据恢复专用独立工具包，实现U盘启动计算机系统；（4）硬盘克隆、分区克隆；（5）备份分区表与还原分区表；（6）磁盘坏道检测与修复，顺便介绍磁盘医生NDD修复0磁道损坏；（7）重建主引记录、检查分区错误与重建分区表。
基本文件恢复实验 可利用PC Inspector File Recovery实现：（1）恢复已删除的文件；（2）恢复丢失的文件/目录；（3）恢复被快速格式化的硬盘；（4）恢复丢失的驱动器。
高级数据恢复实验 FinalData与EasyRecovery除具有基本文件恢复功能外，还具有一定的文件修复功能，可用于office文件、电子邮件和ZIP文件的修复，但是它们能够针对分区信息被破坏等原因导致逻辑驱动器不能识别的情况进行高级数据的恢复。可进行以下实验：（1）利用FinalData恢复物理驱动器的指定扇区范围的数据；（2）利用EasyRecovery的高级恢复功能修复主引导扇区（MBR）、BIOS参数块（BPB）、分区表、文件分配表（FAT）或主文件表（MFT）、根目录；（3）利用EasyRecovery的Raw恢复功能，逐扇区修复无文件系统结构信息的分区数据。
深度数据恢复实验 利用R-Studio可以实现以下实验：（1）创建磁盘镜像、分区镜像或部分分区的镜像；（2）基本文件恢复操作，包括手动查找和搜索查找的数据恢复操作；（3）高级数据恢复操作，包括磁盘扫描、保存扫描结果、确认识别的优质分区与数据恢复操作；（4）利用高级磁盘编辑器，查看磁盘引导扇区信息、分区引导扇区和备份扇区信息，并进行扇区信息编辑的实验；（5）利用高级磁盘编辑器，手动恢复损坏的FAT32与NTFS分区信息等。
编制Windows系统
数据恢复实验详案
实验详案是保证教学顺利完成的关键。应逐一测试模拟的各类软件类故障的解决方案，在获取第一手资料的基础上，遵循一个任务制定一个方案的原则，录制和制作教学所用的屏幕视频和演示文稿，并最终编写出实验详案和教学计划。要保证在一定的教学周期内，让学生根据摘自：毕业论文格式设置www.618jyw.com
实验详案和教学资料独立地完成每个任务的操作，从而快速有效地帮助学生提高Windows系统的数据恢复动手能力。
参考文献：
刘乃琦，郭建东，张可.系统与数据恢复技术[M].成都：电子科技大学出版社，2008.
戴士剑，涂彦晖.数据恢复技术（第2版）[M].北京：电子工业出版社，2005.
[3]马林.数据重现——文件系统原理精解与数据恢复最佳实践[M].北京：清华大学出版社，2009.
[4]刘伟.数据恢复技术深度揭密[M].北京：电子工业出版社，2010.
作者简介：
周安辉（1964—），男，四川内江职业技术学院副教授，研究方向为计算机教学与计算机应用。
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