Почему невозможно восстановить данные с перезаписанного жесткого диска [объясненная технология]

Восстановление удаленных данных с жесткого диска обычно возможно, потому что обычно фактические данные не удаляются. Вместо этого информация о том, где хранятся данные, удаляется. В этой статье я объясню, как данные хранятся на жестком диске, что происходит, когда файлы удаляются, что делает форматирование жесткого диска, и почему невозможно восстановить файлы после того, как они были перезаписаны.

В статье описывается, как данные хранятся на физическом уровне, что важно для понимания того, почему их нельзя восстановить после перезаписи. Если вас интересует организационная структура жесткого диска, то есть, как осуществляется управление хранением файлов, прочитайте статью Что такое файловая система Как вы можете узнать, что работает на ваших дисках

, Для получения дополнительной информации о том, как восстановить удаленные файлы, см. Ресурсы в нижней части этой статьи.

Как информация хранится в цифровом виде?

Цифровая информация хранится в байтах. Каждый байт содержит 8 бит. Каждый бит имеет значение, равное 0 или 1. Этот способ хранения данных называется двоичной системой счисления, поскольку он использует два символа, то есть 0 и 1. Впоследствии любые данные, хранящиеся на компьютере, записываются в двоичном коде, которая является строкой 0 и 1.

Как информация о жестких дисках хранится?

Информация на жестких дисках (HDD) хранится магнитно и энергонезависимо, что означает, что для сохранения хранимой информации не требуется электропитание. Каждый магнит имеет полюс плюс (+) и минус (-), который равен двум значениям и, таким образом, позволяет ему представлять двоичный код. Блок хранения жесткого диска или диск содержит ферромагнитную поверхность, которая подразделяется на небольшие магнитные области, называемые магнитными доменами. Жесткие диски хранят данные путем направленной намагниченности магнитных доменов. Каждый магнитный домен может быть намагничен в одном из двух возможных направлений и впоследствии представляет одно из двух значений: 0 или 1.

Существуют две разные технологии записи данных на жесткий диск. До 2005 года слой записи был ориентирован параллельно поверхности диска (по горизонтали), что означало, что двоичный код был представлен направленной намагниченностью слева и справа (продольная запись). Приблизительно в 2005 году была введена новая технология, и данные были записаны намагничивающими сегментами вертикально, то есть вверх или вниз (перпендикулярная запись). Это позволило увеличить расстояние между магнитными доменами, а также позволило увеличить объем памяти.

Как данные хранятся в оперативной памяти (ОЗУ)?

По сути, данные хранятся так же, как на жестком диске, то есть в двоичном коде. Основное отличие заключается в том, что этот тип хранилища является энергозависимым, что означает, что любая хранимая информация теряется при отключении питания. ОЗУ состоит из интегральных схем, которые в свою очередь содержат конденсаторы и транзисторы. Каждый конденсатор хранит один бит данных. Состояние конденсатора может быть либо заряжено, либо разряжено, то есть 1 или 0, представляющее двоичный код.

Что происходит при удалении данных?

В модуле оперативной памяти организационная структура очень плоская. Когда данные удаляются из памяти, фактическая информация исчезает мгновенно. Кроме того, при потере питания конденсаторы быстро разряжаются, и, следовательно, вся информация теряется.

Ситуация на жестком диске совершенно иная, поскольку информация хранится двумя способами. Во-первых, данные хранятся физически на магнитном жестком диске. Во-вторых, все хранимые данные управляются файловой системой, которая создает информационную таблицу, раскрывающую точное местоположение данных, т.е. где на жестком диске хранится определенный файл. Это необходимо, потому что один файл может храниться в разных местах на жестком диске. Затем операционная система использует эту таблицу, чтобы найти файлы и собрать куски больших файлов.

Когда файл удаляется, обычно удаляется только информация, хранящаяся в таблице файловой системы. Поскольку удаление самого файла заняло бы слишком много времени, физическое расположение данных остается неизменным. Однако, когда операционная система хочет сохранить новые файлы, она обращается к таблице за доступным пространством. Поскольку местоположение удаленных файлов было помечено как свободное, операционная система может затем записать новые данные поверх старых данных, которые окончательно удаляют эту информацию.

Подробнее о том, как работает файловая система, как она организует и управляет жесткими дисками, читайте в моей статье «Что такое файловая система?» Как вы можете узнать, что работает на ваших дисках

,

Что происходит при форматировании жесткого диска?

Тип форматирования, с которым знакомы большинство пользователей, называется форматированием высокого уровня, и это процесс настройки пустой файловой системы. Поскольку он не требует сканирования жесткого диска на наличие дефектов, это также называется быстрым форматированием.

Как правило, данные, хранящиеся на жестком диске, физически не удаляются во время форматирования. Что происходит, так это то, что файловая система настроена с нуля, что означает, что жесткий диск реорганизован и таблица с информацией, где хранятся файлы, сбрасывается. Пока файловая система и ее настройки остаются прежними, никакие из фактических данных, ранее сохраненных на жестком диске, не удаляются и не перезаписываются, а впоследствии могут быть восстановлены.

Что происходит, когда данные перезаписываются?

Когда данные перезаписываются, магнитные домены на жестком диске перемагничиваются. Это необратимый процесс, который физически удаляет информацию, ранее сохраненную в этом месте. Хотя некоторые остаточные физические следы изменений (или вообще никаких изменений) в намагниченности потенциально сохраняются, что теоретически может позволить частичное восстановление, это потребует использования магнитно-силового микроскопа или аналогичных технологий, ни одна из которых не была показана для успешного восстановления данных до сих пор [хотя вы никогда не знаете, что происходит в секретных правительственных разведывательных лабораториях]. Таким образом, по сути, не существует программного обеспечения или другого технического способа, известного широкой публике, который может восстановить перезаписанные данные.

Вам нужно восстановить данные, которые еще не были перезаписаны? Пожалуйста, проверьте эти ресурсы:

• Как восстановить данные с поврежденной карты памяти или USB-накопителя
• Как сканировать переформатированный жесткий диск для восстановления файлов
• 3 Замечательные инструменты восстановления файлов
• Как восстановить удаленные файлы из вашей системы Linux
• Как восстановить поврежденные CD или DVD Восстановить данные
• Как восстановить удаленные фотографии с карты памяти Digicam
• Как получить данные с мертвого жесткого диска

В ответ на эти вопросы, размещенные на MakeUseOf Ответы, можно найти много других полезных ресурсов:

• Как я могу восстановить удаленные файлы в Windows?
• Как я могу восстановить данные, которые были уничтожены в Windows?
• Как я могу восстановить данные из поврежденной папки USB-накопителя?
• Как я могу восстановить данные со сломанной карты microSD?
• Можно ли восстановить данные со сломанного CD?
• Как я могу восстановить данные с неисправного внешнего жесткого диска USB?

Какие у вас кошмары для хранения и восстановления данных? Вы когда-нибудь теряли файлы после их случайного удаления?

Изображение предоставлено: Сергей Хакимуллин, Карлос Кастилья, MilanB, TylzaeL Лука Кассиоли, Цвет, Zketch, Антоник