《数据恢复》教案正文.docx

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《数据恢复》教案正文

江西工业职业技术学院教案

课程名称

数据恢复

授课时间

第1周第1次

授课章节

项目一排出硬盘常见的物理故障

教学目的

知识目标

掌握硬盘的基础知识、硬盘工作原理

理解硬盘的物理结构

掌握硬盘的逻辑结构

技能目标

能够判断并排除计算机硬盘无法识别的故障

教学重点

硬盘的逻辑结构

教学难点

磁道、磁面、柱面与扇区的概念

教学方法

讲解法

教具

计算机，多媒体，硬盘

教学过程设计

（含时间分配）

（2学时）

1.案例导入

用户：

你好，我的台式机开机后进不了操作系统了。

工作人员：

不要着急，让我帮你看一下，请您耐心等待！

2.任务分析

电脑进不了操作系统的原因有很多，我们需要先观察故障现象再确定可能的原因。

3.硬盘的结构与工作原理

硬盘是一种外部存储器，具有容量大、数据存取快、单位容量成本低等优点，主要用于存储计算机操作系统、应用软件、文件等数据。

根据其位置可分为内置和外置硬盘；内置硬盘根据其数据接口类型可分为并口（IDE）和串口硬盘（SATA），外置硬盘可分为USB接口和eSATA接口；根据工作原理可将其分为固态硬盘（SSD）、机械硬盘（HDD）、混合硬盘（HHD）三种。

（1）硬盘的物理结构

硬盘的外部由固定面板、控制电路板、接口三部分组成。

硬盘内部主要有传动臂、读写磁头、主轴（下方是轴承和马达电机）、永久磁铁、盘片、空气过滤片等组成。

（2）硬盘的逻辑结构

硬盘的逻辑结构包括磁面（Side）、磁道（Track）、柱面（Cylinder）与扇区（Sector）。

（3）硬盘的工作原理

4.硬盘的控制电路

在硬盘电路板中，三个芯片比较重要，它们分别是：

硬盘主控芯片、硬盘驱动芯片、硬盘缓存芯片。

5.硬盘的物理故障判步骤

心得

作业

有条件的同学，可以拆开自己不用的磁盘，进行观看磁盘的结构

备注

江西工业职业技术学院教案

课程名称

数据恢复

授课时间

第1周第2次

授课章节

实验一winhex的介绍及使用

教学目的

知识目标

1.熟悉winhex界面

2.理解数据的存储形态

技能目标

会使用通用的数据恢复方法恢复简单的文件

会创建虚拟磁盘

教学重点

虚拟磁盘的创建和附加

通用的数据恢复方法

数据的存储形态

教学难点

通用的数据恢复方法

教学方法

演示法，讲解法，任务驱动法

教具

计算机

教学过程设计

（含时间分配）

（2学时）

1.winhex界面介绍

2.学生操作练习，熟悉winhex的界面

3.通过实例演示通用数据恢复方法，以及如何创建和附加虚拟磁盘

4.布置课堂练习，让学生自己创建和附加虚拟磁盘，并发放课堂练习，让学生动手操作利用通用数据恢复方法恢复下发的磁盘文件。

5.方法：

工具-磁盘工具-按文件类型恢复

心得

作业

自己创建虚拟磁盘

备注

江西工业职业技术学院教案

课程名称

数据恢复

授课时间

第2周第1次

授课章节

项目2使用数据恢复机恢复数据

教学目的

知识目标

1.掌握MBR磁盘分区表的数据结构

2．掌握分区表结构中的08-0B，0C-0F所代表的含义

技能目标

会手工分析分区表

教学重点

MBR磁盘分区表的数据结构

教学难点

MBR磁盘分区表的数据结构

教学方法

演示法，讲解法，案例演示法

教具

计算机

教学过程设计

（含时间分配）

（2学时）

1.MBR硬盘

MBR硬盘的分区表也叫DOS分区表，0号扇区是主引导记录（MBR），DOS分区体系的硬盘用分区表记录每个分区的类型起始位置和分区的大小。

其中分区表就在0号扇区内，所以0号扇区如果损坏，那么这个硬盘就不能正确识别分区。

2.MBR结构图

3.分区表项结构

08是指从E列开始0，F1，。

。

。

，08即第6列。

（1）分区类型值的含义

4.MBR硬盘结构图

由图可知，MBR硬盘的分区是连续的，一个紧挨着一个。

所以我们在做数据恢复时，往往找到一个分区时，很快就能找到所有的分区。

5.课堂案例演示如何获得每个分区的（类型、起始扇区号，总扇区数）

心得

作业

手工分析分区表，并获取每个分区的（类型、起始扇区号，总扇区数）

备注

江西工业职业技术学院教案

课程名称

数据恢复

授课时间

第2周第2次

授课章节

实验二修复主分区表----恢复误删的分区

教学目的

知识目标

理解MBR磁盘分区表的数据结构

技能目标

能够修复主分区表----恢复误删的分区

教学重点

教学难点

教学方法

教具

计算机，winhex

教学过程设计

（含时间分配）

（2学时）

1.回顾上节课的知识点；

2.发放本次课的实验模拟磁盘；

3.学生进行操作，恢复主分区表误删除的分区；

4.发放本次实验指导内容；

5.总结学生操作过程中遇到的问题并解答。

心得

作业

备注

江西工业职业技术学院教案

课程名称

数据恢复

授课时间

第3周第1次

授课章节

项目2使用数据恢复机恢复数据

教学目的

知识目标

1.掌握扩展分区表的数据结构

技能目标

1.会修复扩展分区表----分区误删

教学重点

扩展分区表的数据结构

教学难点

扩展分区表（EBR）的结构

教学方法

案例演示法，任务驱动法

教具

计算机，winhex

教学过程设计

（含时间分配）

（2学时）

1.EBR（ExtendedBootRecord）的概念

EBR即扩展分区引导记录。

类似于主引导记录MBR。

因为MBR的四条分区信息的限制，可以使用EBR方便扩展。

它的结构与MBR类似于，但是没有引导程序和磁盘签名，仅仅保留了分区表和结束标志。

本来一块硬盘最多支持4个分区，但是由于发展4个分区已经不能满足要求，但是为了在扩展你的前提下能够兼容以前的特性，因此采用了扩展分区的方式。

硬盘分区分布图

2.扩展分区表（EBR）的结构

第一个表项：

分区起始扇区号（相对于本扩展分区表的位置）

第二个表项：

下一个扩展分区表扇区号（相对于主扩展分区表）

3.课堂演示EBR扇区分析

图一

图二

4.课堂案例讲解

如何手工分析磁盘镜像中的各个分区的类型起始扇区号和总扇区数

5.知识点小结：

∙MBR中扇区的起始位置都是相对于0偏移的。

∙EBR中第一个分区表项的表示的为逻辑磁盘时,起始位置都是相对于当前的扇区的（也就是EBR所在的扇区）。

∙EBRi中的分区表项表示下一个扩展分区时,它的起始位置都是相对于EBR1的。

∙EBRi+1中的扇区总数=EBRi中指向EBRi+1的分区表项的总扇区数。

心得

作业

手工分析课后练习磁盘镜像中的各个分区的类型起始扇区号和总扇区数

备注

江西工业职业技术学院教案

课程名称

数据恢复

授课时间

第3周第2次

授课章节

实验三修复扩展分区表----分区误删

教学目的

知识目标

掌握扩展分区表的数据结构

技能目标

会修复扩展分区表----分区误删

教学重点

教学难点

教学方法

演示法，任务驱动法

教具

计算机

教学过程设计

（含时间分配）

（2学时）

1.回顾上节课的知识点；

2.发放本次课的实验模拟磁盘；

3.学生进行操作，恢复主分区表误删除的分区；

4.总结学生操作过程中遇到的问题并解答。

5.提示：

删除扩展分区，由于扩展分区位于磁盘最后部分，先找到最后一个分区的备份DBR（先跳到最后一个扇区，向上搜索eb5290），即最后一个备份DBR的起始扇区（同时记下该分区的逻辑磁盘大小）。

因为要找扩展分区（扩展分区没有eb5290，如果继续向上搜索，会找不到扩展分区），扩展分区的结尾标记55AA，所以在最后一个备份DBR处开始向上查找55AA，然后即可找到最后一个扩展分区的ebr所在扇区，记下关键数据，依次向上查找（55AA）。

DBR（eb5290）可以查看该逻辑磁盘大小

参考计算公式：

DBR3=备份DBR3所在扇区-3的逻辑磁盘的大小

子扩展分区3的总大小（扇区）：

=最后一备份DBR所在扇区-EBR3所在扇区

=DBR3–EBR3+3的逻辑磁盘的大小

心得

作业

备注

江西工业职业技术学院教案

课程名称

数据恢复

授课时间

第4周第1次

授课章节

项目三修复FAT文件系统下的数据

教学目的

知识目标

1.理解什么是文件系统

2.掌握FAT32文件系统结构

3.掌握FAT32DBR的数据结构

4.了解FSINFO扇区数据结构

技能目标

能够画出FAT32文件系统的结构图

教学重点

FAT32文件系统结构

教学难点

FAT32DBR的数据结构

教学方法

讲解法

教具

计算机，winhex

教学过程设计

（含时间分配）

（2课时）

1.初识文件系统

•文件系统就是对数据存储进行管理的一种机制；

•格式化的目的就是建立文件系统从而管理文件；

•我们平时看到的NTFS、FAT32、ExFat的分区格式都是文件系统，每种文件系统都有不同的管理方式。

•NTFS、FAT32、Exfat文件系统的第一个扇区叫DBR系统引导扇区

2.FAT32文件系统结构

•DBR及保留扇区：

DBR的含义是DOS引导记录，也称为操作系统引导记录，在DBR之后往往会有一些保留扇区。

•FAT1：

FAT的含义是文件分配表，FAT32一般有两份FAT，FAT1是第一份，也是主FAT。

•FAT2：

FAT2是FAT32的第二份文件分配表，也是FAT1的备份，即FAT2与FAT1是一样的。

•DATA：

DATA也就是数据区，是FAT32文件系统的主要区域，其中包含目录区域。

•FAT1起始扇区= DBR的扇区号+保留扇区数

•FAT2的起始扇区=FAT1的起始扇区+一个FAT的扇区数

3.FAT32DBR的数据结构

3.1重要概念

•扇区：

扇区是硬盘读写的基本单位，一般情况下每扇区的大小是512字节。

在硬盘中每个扇区都有自己的编号，从零开始编号。

•簇：

文件系统中用簇来做数据存储的单位。

•簇大小是2的整数次幂，最大是128扇区每簇

•FAT表：

文件分配表（FileAllocationTable）用来描述文件系统内存储单元的分配状态及文件内容的前后链接关系的表格

•根目录的起始簇号：

也是数据区的开始位置（一般为2号簇）

3.2根据MBR分区查找方法，找到FAT32分区起始位置。

找到起始位置的第一个扇区（DBR）如下：

4.了解FSINFO扇区数据结构

在FAT32的保留区中除了DBR还有个FSINFO信息区，用来记录文件系统中空闲簇数和下一个可用的簇号，该扇区一般在分区的1号扇区，也就是紧跟着DBR后的一个扇区，其内容如下：

心得

作业

默画一张FAT32文件系统的结构图

备注

江西工业职业技术学院教案

课程名称

数据恢复

授课时间

第4周第2次

授课章节

项目三修复FAT文件系统下的数据

教学目的

知识目标

1.掌握FAT表的作用和特点

2.掌握短文件名目录项数据结构

技能目标

会计算根目录的位