硬盤的數據結構
初買來一塊硬盤，我們是沒有辦法使用的，你需要將它分區(qū)、格式化，然后再安裝上操作系統才可以使用。一個完整硬盤的數據應該包括五部分：MBR，DBR，FAT，DIR區(qū)和DATA區(qū)。其中只有主引導扇區(qū)是*的，其它的隨你的分區(qū)數的增加而增加。
主引導扇區(qū)
主引導扇區(qū)位于整個硬盤的0磁道0柱面1扇區(qū)，包括硬盤主引導記錄MBR（Main Boot Record）和分區(qū)表DPT（Disk Partition Table）。其中主引導記錄的作用就是檢查分區(qū)表是否正確以及確定哪個分區(qū)為引導分區(qū)，并在程序結束時把該分區(qū)的啟動程序（也就是操作系統引導扇區(qū)）調入內存加以執(zhí)行。至于分區(qū)表，很多人都知道，以80H或00H為開始標志，以55AAH為結束標志，共64字節(jié)，位于本扇區(qū)的最末端。值得一提的是，MBR是由分區(qū)程序（例如DOS 的Fdisk.exe）產生的，不同的操作系統可能這個扇區(qū)是不盡相同。如果你有這個意向也可以自己去編寫一個，只要它能完成前述的任務即可，這也是為什么能實現多系統啟動的原因（說句題外話:正因為這個主引導記錄容易編寫，所以才出現了很多的引導區(qū)病毒）。
操作系統引導扇區(qū)
OBR（OS Boot Record）即操作系統引導扇區(qū)，通常位于硬盤的0磁道1柱面1扇區(qū)（這是對于DOS來說的，對于那些以多重引導方式啟動的系統則位于相應的主分區(qū)/擴展分區(qū)的*個扇區(qū)），是操作系統可直接訪問的*個扇區(qū)，它也包括一個引導程序和一個被稱為BPB（BIOS Parameter Block）的本分區(qū)參數記錄表。其實每個邏輯分區(qū)都有一個OBR，其參數視分區(qū)的大小、操作系統的類別而有所不同。引導程序的主要任務是判斷本分區(qū)根目錄前兩個文件是否為操作系統的引導文件（例如MSDOS或者起源于MSDOS的Win9x/Me的IO.SYS和MSDOS.SYS）。如是，就把*個文件讀入內存，并把控制權交予該文件。BPB參數塊記錄著本分區(qū)的起始扇區(qū)、結束扇區(qū)、文件存儲格式、硬盤介質描述符、根目錄大小、FAT個數、分配單元（Allocation Unit，以前也稱之為簇）的大小等重要參數。OBR由高級格式化程序產生（例如DOS 的Format.com）。
文件分配表
FAT(File Allocation Table)即文件分配表，是DOS/Win9x系統的文件尋址系統，為了數據安全起見，FAT一般做兩個，第二FAT為*FAT的備份, FAT區(qū)緊接在OBR之后，其大小由本分區(qū)的大小及文件分配單元的大小決定。關于FAT的格式歷來有很多選擇，Microsoft 的DOS及Windows采用我們所熟悉的FAT12、FAT16和FAT32格式，但除此以外并非沒有其它格式的FAT，像Windows NT、OS/2、UNIX/Linux、Novell等都有自己的文件管理方式。
目錄區(qū)
DIR是Directory即根目錄區(qū)的簡寫，DIR緊接在第二FAT表之后,只有FAT還不能定位文件在磁盤中的位置，FAT還必須和DIR配合才能準確定位文件的位置。DIR記錄著每個文件（目錄）的起始單元（這是最重要的）、文件的屬性等。定位文件位置時，操作系統根據DIR中的起始單元，結合FAT表就可以知道文件在磁盤的具體位置及大小了。在DIR區(qū)之后，才是真正意義上的數據存儲區(qū)，即DATA區(qū)。
數據區(qū)
DATA雖然占據了硬盤的絕大部分空間，但沒有了前面的各部分，它對于我們來說，也只能是一些枯燥的二進制代碼，沒有任何意義。在這里有一點要說明的是，我們通常所說的格式化程序（指高級格式化，例如DOS下的Format程序），并沒有把DATA區(qū)的數據清除，只是重寫了FAT表而已，至于分區(qū)硬盤，也只是修改了MBR和OBR，絕大部分的DATA區(qū)的數據并沒有被改變，這也是許多硬盤數據能夠得以修復的原因。但即便如此，如MBR/OBR/FAT/DIR之一被破壞的話，也足夠咱們那些所謂的DIY老鳥們忙乎半天了……需要提醒大家的是，如果你經常整理磁盤，那么你的數據區(qū)的數據可能是連續(xù)的，這樣即使MBR/FAT/DIR全部壞了，我們也可以使用磁盤編輯軟件（比如DOS下的DiskEdit），只要找到一個文件的起始保存位置，那么這個文件就有可能被恢復（當然了，這需要一個前提，那就是你沒有覆蓋這個文件……）。
硬盤分區(qū)方式
我們平時說到的分區(qū)概念，不外乎三種:主分區(qū)、擴展分區(qū)和邏輯分區(qū)。主分區(qū)是一個比較單純的分區(qū)，通常位于硬盤的最前面一塊區(qū)域中，構成邏輯C磁盤。在主分區(qū)中，不允許再建立其它邏輯磁盤。
擴展分區(qū)的概念則比較復雜，也是造成分區(qū)和邏輯磁盤混淆的主要原因。由于硬盤僅僅為分區(qū)表保留了64個字節(jié)的存儲空間，而每個分區(qū)的參數占據16個字節(jié)，故主引導扇區(qū)中總計可以存儲4個分區(qū)的數據。操作系統只允許存儲4個分區(qū)的數據，如果說邏輯磁盤就是分區(qū)，則系統最多只允許4個邏輯磁盤。對于具體的應用，4個邏輯磁盤往往不能滿足實際需求。為了建立更多的邏輯磁盤供操作系統使用，系統引入了擴展分區(qū)的概念。
所謂擴展分區(qū)，嚴格地講它不是一個實際意義的分區(qū)，它僅僅是一個指向下一個分區(qū)的指針，這種指針結構將形成一個單向鏈表。這樣在主引導扇區(qū)中除了主分區(qū)外，僅需要存儲一個被稱為擴展分區(qū)的分區(qū)數據，通過這個擴展分區(qū)的數據可以找到下一個分區(qū)（實際上也就是下一個邏輯磁盤）的起始位置，以此起始位置類推可以找到所有的分區(qū)。無論系統中建立多少個邏輯磁盤，在主引導扇區(qū)中通過一個擴展分區(qū)的參數就可以逐個找到每一個邏輯磁盤。
需要特別注意的是，由于主分區(qū)之后的各個分區(qū)是通過一種單向鏈表的結構來實現鏈接的，因此，若單向鏈表發(fā)生問題，將導致邏輯磁盤的丟失。
既然要進行數據的恢復，當然數據的存儲原理我們不能不提，在這之中，我們還要介紹一下數據的刪除和硬盤的格式化相關問題……
文件的讀取
操作系統從目錄區(qū)中讀取文件信息（包括文件名、后綴名、文件大小、修改日期和文件在數據區(qū)保存的*個簇的簇號），我們這里假設*個簇號是0023。
操作系統從0023簇讀取相應的數據，然后再找到FAT的0023單元，如果內容是文件結束標志（FF），則表示文件結束，否則內容保存數據的下一個簇的簇號，這樣重復下去直到遇到文件結束標志。
文件的寫入
當我們要保存文件時，操作系統首先在DIR區(qū)中找到空區(qū)寫入文件名、大小和創(chuàng)建時間等相應信息，然后在Data區(qū)找到閑置空間將文件保存，并將Data區(qū)的*個簇寫入DIR區(qū)，其余的動作和上邊的讀取動作差不多。
文件的刪除
Win9x的文件刪除工作卻是很簡單的，簡單到只在目錄區(qū)做了一點小改動——將目錄區(qū)的文件的*個字符改成了E5就表示將改文件刪除了.
初買來一塊硬盤，我們是沒有辦法使用的，你需要將它分區(qū)、格式化，然后再安裝上操作系統才可以使用。一個完整硬盤的數據應該包括五部分：MBR，DBR，FAT，DIR區(qū)和DATA區(qū)。其中只有主引導扇區(qū)是*的，其它的隨你的分區(qū)數的增加而增加。
主引導扇區(qū)
主引導扇區(qū)位于整個硬盤的0磁道0柱面1扇區(qū)，包括硬盤主引導記錄MBR（Main Boot Record）和分區(qū)表DPT（Disk Partition Table）。其中主引導記錄的作用就是檢查分區(qū)表是否正確以及確定哪個分區(qū)為引導分區(qū)，并在程序結束時把該分區(qū)的啟動程序（也就是操作系統引導扇區(qū)）調入內存加以執(zhí)行。至于分區(qū)表，很多人都知道，以80H或00H為開始標志，以55AAH為結束標志，共64字節(jié)，位于本扇區(qū)的最末端。值得一提的是，MBR是由分區(qū)程序（例如DOS 的Fdisk.exe）產生的，不同的操作系統可能這個扇區(qū)是不盡相同。如果你有這個意向也可以自己去編寫一個，只要它能完成前述的任務即可，這也是為什么能實現多系統啟動的原因（說句題外話:正因為這個主引導記錄容易編寫，所以才出現了很多的引導區(qū)病毒）。
操作系統引導扇區(qū)
OBR（OS Boot Record）即操作系統引導扇區(qū)，通常位于硬盤的0磁道1柱面1扇區(qū)（這是對于DOS來說的，對于那些以多重引導方式啟動的系統則位于相應的主分區(qū)/擴展分區(qū)的*個扇區(qū)），是操作系統可直接訪問的*個扇區(qū)，它也包括一個引導程序和一個被稱為BPB（BIOS Parameter Block）的本分區(qū)參數記錄表。其實每個邏輯分區(qū)都有一個OBR，其參數視分區(qū)的大小、操作系統的類別而有所不同。引導程序的主要任務是判斷本分區(qū)根目錄前兩個文件是否為操作系統的引導文件（例如MSDOS或者起源于MSDOS的Win9x/Me的IO.SYS和MSDOS.SYS）。如是，就把*個文件讀入內存，并把控制權交予該文件。BPB參數塊記錄著本分區(qū)的起始扇區(qū)、結束扇區(qū)、文件存儲格式、硬盤介質描述符、根目錄大小、FAT個數、分配單元（Allocation Unit，以前也稱之為簇）的大小等重要參數。OBR由高級格式化程序產生（例如DOS 的Format.com）。
文件分配表
FAT(File Allocation Table)即文件分配表，是DOS/Win9x系統的文件尋址系統，為了數據安全起見，FAT一般做兩個，第二FAT為*FAT的備份, FAT區(qū)緊接在OBR之后，其大小由本分區(qū)的大小及文件分配單元的大小決定。關于FAT的格式歷來有很多選擇，Microsoft 的DOS及Windows采用我們所熟悉的FAT12、FAT16和FAT32格式，但除此以外并非沒有其它格式的FAT，像Windows NT、OS/2、UNIX/Linux、Novell等都有自己的文件管理方式。
目錄區(qū)
DIR是Directory即根目錄區(qū)的簡寫，DIR緊接在第二FAT表之后,只有FAT還不能定位文件在磁盤中的位置，FAT還必須和DIR配合才能準確定位文件的位置。DIR記錄著每個文件（目錄）的起始單元（這是最重要的）、文件的屬性等。定位文件位置時，操作系統根據DIR中的起始單元，結合FAT表就可以知道文件在磁盤的具體位置及大小了。在DIR區(qū)之后，才是真正意義上的數據存儲區(qū)，即DATA區(qū)。
數據區(qū)
DATA雖然占據了硬盤的絕大部分空間，但沒有了前面的各部分，它對于我們來說，也只能是一些枯燥的二進制代碼，沒有任何意義。在這里有一點要說明的是，我們通常所說的格式化程序（指高級格式化，例如DOS下的Format程序），并沒有把DATA區(qū)的數據清除，只是重寫了FAT表而已，至于分區(qū)硬盤，也只是修改了MBR和OBR，絕大部分的DATA區(qū)的數據并沒有被改變，這也是許多硬盤數據能夠得以修復的原因。但即便如此，如MBR/OBR/FAT/DIR之一被破壞的話，也足夠咱們那些所謂的DIY老鳥們忙乎半天了……需要提醒大家的是，如果你經常整理磁盤，那么你的數據區(qū)的數據可能是連續(xù)的，這樣即使MBR/FAT/DIR全部壞了，我們也可以使用磁盤編輯軟件（比如DOS下的DiskEdit），只要找到一個文件的起始保存位置，那么這個文件就有可能被恢復（當然了，這需要一個前提，那就是你沒有覆蓋這個文件……）。
硬盤分區(qū)方式
我們平時說到的分區(qū)概念，不外乎三種:主分區(qū)、擴展分區(qū)和邏輯分區(qū)。主分區(qū)是一個比較單純的分區(qū)，通常位于硬盤的最前面一塊區(qū)域中，構成邏輯C磁盤。在主分區(qū)中，不允許再建立其它邏輯磁盤。
擴展分區(qū)的概念則比較復雜，也是造成分區(qū)和邏輯磁盤混淆的主要原因。由于硬盤僅僅為分區(qū)表保留了64個字節(jié)的存儲空間，而每個分區(qū)的參數占據16個字節(jié)，故主引導扇區(qū)中總計可以存儲4個分區(qū)的數據。操作系統只允許存儲4個分區(qū)的數據，如果說邏輯磁盤就是分區(qū)，則系統最多只允許4個邏輯磁盤。對于具體的應用，4個邏輯磁盤往往不能滿足實際需求。為了建立更多的邏輯磁盤供操作系統使用，系統引入了擴展分區(qū)的概念。
所謂擴展分區(qū)，嚴格地講它不是一個實際意義的分區(qū)，它僅僅是一個指向下一個分區(qū)的指針，這種指針結構將形成一個單向鏈表。這樣在主引導扇區(qū)中除了主分區(qū)外，僅需要存儲一個被稱為擴展分區(qū)的分區(qū)數據，通過這個擴展分區(qū)的數據可以找到下一個分區(qū)（實際上也就是下一個邏輯磁盤）的起始位置，以此起始位置類推可以找到所有的分區(qū)。無論系統中建立多少個邏輯磁盤，在主引導扇區(qū)中通過一個擴展分區(qū)的參數就可以逐個找到每一個邏輯磁盤。
需要特別注意的是，由于主分區(qū)之后的各個分區(qū)是通過一種單向鏈表的結構來實現鏈接的，因此，若單向鏈表發(fā)生問題，將導致邏輯磁盤的丟失。
既然要進行數據的恢復，當然數據的存儲原理我們不能不提，在這之中，我們還要介紹一下數據的刪除和硬盤的格式化相關問題……
文件的讀取
操作系統從目錄區(qū)中讀取文件信息（包括文件名、后綴名、文件大小、修改日期和文件在數據區(qū)保存的*個簇的簇號），我們這里假設*個簇號是0023。
操作系統從0023簇讀取相應的數據，然后再找到FAT的0023單元，如果內容是文件結束標志（FF），則表示文件結束，否則內容保存數據的下一個簇的簇號，這樣重復下去直到遇到文件結束標志。
文件的寫入
當我們要保存文件時，操作系統首先在DIR區(qū)中找到空區(qū)寫入文件名、大小和創(chuàng)建時間等相應信息，然后在Data區(qū)找到閑置空間將文件保存，并將Data區(qū)的*個簇寫入DIR區(qū)，其余的動作和上邊的讀取動作差不多。
文件的刪除
Win9x的文件刪除工作卻是很簡單的，簡單到只在目錄區(qū)做了一點小改動——將目錄區(qū)的文件的*個字符改成了E5就表示將改文件刪除了.
