CN1225476A - 计算机硬盘数据快速保护与恢复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明系一种计算机硬盘数据保护与恢复方法:遍历硬盘上所有分区表,对于FAT16和FAT32分区,逐一检验每个簇是否已经记录有有效数据,并将之登记在数据结构中,然后将所有空闲簇虚拟为一整块空余的磁道空间,截获INT13中断向量,将所有操作系统及应用软件对硬盘的访问进行适当转换,及时予以动态分配虚拟硬盘空间,使所有操作不会破坏原有数据,从而实现了对数据的保护;当恢复时,只要初始化转换对应关系,便能立即恢复原有数据。因此,本方法能迅速有效地保护和恢复硬盘数据,并且不浪费硬盘空间。

Description

计算机硬盘数据快速保护与恢复方法
本发明涉及一种硬盘数据快速保护与恢复方法，具体而言，系涉及一种可快速保护与恢复硬盘数据，并且是一种可实现即插即用不需要浪费硬盘空间的方法。
目前，随着信息社会的发展，计算机应用日益普及，各种应用软件甚至操作系统也日益复杂庞大，稍有不慎，或使用者对软件不很熟悉，计算机经常死机或数据被破坏；同时，计算机病毒也层出不穷，各种“黑客”也迅速增多，对计算机的正常使用构成了很大的威胁。为了保护硬盘数据，传统的做法大多使用如软盘、活动硬盘、可插写光驱、MO、磁带机等存贮介质，对硬盘数据进行备份。但是由于数据量庞大，耗财耗力，使用非常麻烦。另一种方式是采用像“再生卡”、“还原卡”之类的硬件插卡，但是类似硬件大都采用“硬盘分区相互备份”的办法，极大地浪费了硬盘空间。所以需要研制一种经济实用、又能快速实现硬盘数据保护与恢复的产品(方法)。本发明为这种产品的问世提供了强有力的技术保障。
因此本发明的目的在于提供一种可迅速保存与恢复硬盘数据，又不浪费硬盘空间的方法，使用户可以放心的、“随心所欲”地使用计算机。
为了实现本发明之上述目的，本发明所提供的方法包括下列步骤：
(1)遍历硬盘分区表，找出当前硬盘上所有已划分的分区，逐一将该分区的起始柱面数、磁头、扇区以及总扇区数登记在数据结构PartitionDisk中，特别是对于FAT16和FAT32的分区，留作后面计算使用。
(2)遍历每一个FAT16和FAT32分区的FAT表(即文件分配表，记录了每一个文件所占用的硬盘情况)，如果FAT表项为“0”，表明该“簇”是自由空间，没有存放任何数据；否则，表明该“簇”已经存放了数据。一个簇代表了硬盘上若干个扇区，因此可以推算出整个硬盘的每个扇区是否已经存放了有用的数据，用一个标志位就可以记录下这种情况：Free→表示没有有用的数据(即空余空间)；Oldinfo→表示已经存在原有数据。
(3)根据第(2)步得到的标志位可以将整个硬盘虚拟为两大部分，一部分是“原有数据区”，是所有Oldinfo的集合；一部分是“自由空间区”，是所有Free的集合。以下的各部分操作均有相应算法避免对“原有数据区”的删改，因此自然而然就实现了对数据的保护。
(4)截获原有的BIOS中断向量INT13h，挂上以本方法改写的新的INT13h中断，对所有经过INT13h的读写盘操作进行新的“影射”处理。在没有更换INT13h前，读写硬盘的影射关系是“一对一”的关系，即操作系统或应用程序试图访问某一扇区，就驱动硬盘读写该扇区，而本发明的独到之处在于打破了此固定思维逻辑，影射关系是“一对X”的关系，X要经过本方法计算而出，即操作系统或应用程序试图访问某一扇区，但并不一定直接让它读写该扇区，而是经过计算后，可能让其访问另一扇区，这便是本发明之核心。下面第(5)步为说明其具体影射关系。
(5)如图1所示，经过以上步骤，硬盘被虚拟为“原有数据区”和“自由空间区”两大部分。图中的小方块代表“原有数据区”中的某一个扇区，现举例描述本发明的实现步骤：
[示例1]图1中，按顺序依此做四步操作，分别代表操作系统或应用软件对硬盘“原有数据”的访问：
第1步：读某一扇区(位于“原有数据区”)，将该扇区标记为X；
第2步：写X；
第3步：再次读X；
第4步：再次写X；本发明利用截获的INT13h中断，以上四步对硬盘的访问将依次被影射为：
第1步：读X，→则：直接读X即可；
第2步：写X；→则：①在“自由空间”中动态分配一个扇区Y；
                  ②将Y登记为Otheralloc；
                  ③将X的标志指向Y，将X登记为Y；
                  ④写数据到Y(注意并非X)；
第3步：再次读X；→则：读Y(注意并非X)；
第4步：再次写X；→则：写Y(注意并非X)；从以上四步可以看出，本发明打破了“一对一”的影射逻辑，通过动态分配，实现“一对X”的特殊影射，这就是本发明的独到之处。
[示例2]乘示例1：已知Y=Otheralloc，按顺序依次做四步操作，代表操作系统或应用软件对硬盘的访问(请参照图2)。
第5步：读Y；
第6步：写Y；
第7步：再次读Y；
第8步：再次写Y；本发明利用截获的INT13h中断，以上四步对硬盘的访问将依次被影射为：
第5步：读Y；→则：直接读Y即可；
第6步：写Y；→则：①在“自由空间”中动态分配一个扇区Z=Free；
                  ②将Z登记为Otheralloc，即Z=Otheralloc；
                  ③将Y的标志指向Z，即Y=Z；
                  ④写数据到Z(注意并非Y)；
第7步：再次读Y；→则：读Z(注意并非Y)；
第8步：再次写Y；→则：写Z(注意并非Y)；从以上四步可以看出，对于Otheralloc的影射关系类似于Oldinfo。
[示例3]乘示例1、示例2：已知A=Free，按顺序依次做四步操作，代表操作系统或应用软件对硬盘的访问(请参照图3)。
第9步：读A；
第10步：写A；
第11步：再次读A；
第12步：再次写A；本发明利用截获的INT13h中断，以上四步对硬盘的访问将依次被影射为：
第9步：读A；→则：直接读A即可；
第10步：写A；→则：①将A登记为Selfalloc，即A=Selfalloc；
                   ②写数据到A(直接写A)；
第11步：再次读A；→则：直接读A；
第12步：再次写A；→则：直接写A；从以上四步可以看出，对于Free的访问是“一对一”的关系，仅仅是登记A=Selfalloc以防止被示例1、示例2动态分配。
⑥综合⑤所描述的情况，整理成下表所描述的规则：
Figure A9911570300051
   Free  直接读 直接写，同时将本扇区的标志改为Selfalloc
   Selfalloc  直接读 直接写
   X  间接读X扇区 间接写X扇区
上表所描述的规则是本发明的实施核心。
⑦当需要恢复原有数据时，由于本方法不曾删改原有数据区的任何数据，故而使得恢复原有数据成为可能。即只需重新清空标志位(只剩下Oldinfo和Free)，其它状态皆消失，立即就实现了数据的快速恢复。即使曾经对硬盘做过极复杂的操作，也会因为标志位的清空而于瞬间还原。
⑧当需要保护原有数据时，由于某一扇区的标志位被改为X，则只需将X的数据搬移回原处即可。然后进入①，重新计算所有标志位。这样便实现了硬盘数据的快速保护。
⑨由于本方法是采用动态分配“自由空间区”来实现规则⑥的，对于应用程序而言，此规则是透明的。即应用程序并不知道有“自由空间”已经被分配占用，因而用户不能察觉空间的变化，对用户而言，并没有浪费(占用)硬盘空间。这便是本发明的重大优点之一。另外，由于本方法采用的是扫描硬盘分区表的方法，只要是FAT文件结构就能实现即插即用，不需要重新划分硬盘(重分区)，亦即并不破坏硬盘本来数据。
本专利之实施实体：本发明可以应用于“电脑保护卡”或“电脑保护软件”上，卡或软件是本发明的实施实体，通过截获INT13h具体实现，而⑥所述之规则则是本发明的核心。实施流程见图4(本方法之实施流程图)。

Claims (1)

  1. 一种计算机硬盘数据快速保护与恢复方法，该方法包括以下步骤：
    (1)遍历硬盘分区表；
    (2)遍历每一个FAT16和FAT32分区的FAT表，生成标志位数据集；
    (3)根据标志位将整个硬盘虚拟为“原有数据区”(所有Oldinfo的集合)和“自由空间区”(所有Free的集合)两大部分；
    (4)截获原有的BIOS中断向量INT13h，挂接新的INT13h中断，对所有经过INT13h的读写盘操作进行新的“映射”处理，然后交给原来的BIOS中断向量INT13h进行数据读写，以避免“原有数据区”被破坏；
    (5)如果要恢复原有数据，只需重新初始化标志集；
    (6)如果要保存当前数据，只需根据标志位的改变将被搬移(经“映射”处理过)的扇区中的数据拷贝回原处即可；
    在步骤(1)中，找出当前硬盘上的所有分区，逐一将各分区的起始柱面数、磁头、扇区及总扇区数登记在数据结构PartitionDisk中；
    在步骤(2)中，如果FAT表项为“0”，在标志集中用Free标记；否则，用Oldinfo标记。
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