Почему невозможно восстановить данные после перезаписи диска

Компьютерные технологии получили в последнее время необычайно широкое применение. В любой сфере нашей жизни мы, так или иначе, сталкиваемся с ними. Персональные компьютеры, ноутбуки, планшеты, смартфоны, коммуникаторы, игровые приставки, медиа плееры – это далеко не полный список компьютерных устройств, применяемых нами для работы и отдыха.

Почему невозможно восстановить данные с перезаписанного жесткого диска (Разъяснение технологии)
Содержание:

Данные пользователей и ПК

По своим функциональным возможностям наибольшую популярность получили персональные компьютеры и ноутбуки, отвечающие последним современным требованиям. Обладая высокопроизводительными процессорами, скоростными видеокартами и внутренними устройствами для хранения данных огромной емкости, они позволяют пользователю решать любые высоко затратные задачи.

Например, создание и управление различными видами проектов и презентаций, получение и отправка деловой и личной корреспонденции, обработка и форматирование любых фото и видео файлов высокой четкости. Дополнительно, хранение и обмен разнообразной информацией для работы, отдыха или учебы, ведение любой офисной документации, создание различных видов архивов и баз данных, использование для досуга компьютерных развлечений и виртуальной реальности и т.д.

Все эти и другие действия можно выполнить быстро и легко на компьютерах и ноутбуках. Естественно, что для управления, обработки, хранения и контроля за всеми процессами необходимо использовать современное высокопроизводительное программное обеспечение. Операционная система «Windows 10», самая продвинутая версия из последних обновлений, разработанная корпорацией «Microsoft», отвечает всем современным требованиям, необходимым для полноценного функционирования персональных компьютеров.

Естественно, в связи с большим использованием компьютерных устройств, значительно возросло количество обрабатываемой и хранимой информации, используемой пользователями для своих собственных нужд. Неудивительно, что для хранения возросшего объема пользовательских данных все чаше стали использоваться помимо внутренних хранилищ, внешние подключаемые накопители. Они позволяют хранить редко используемую информацию пользователя отдельно от персонального компьютера, но получать к ней мгновенный доступ по мере необходимости.

Однако любые, как внешние, так и внутренние, устройства для хранения данных подвержены воздействию сторонних факторов: внешнее механическое воздействие, электростатическая нагрузка, программный сбой, вирусная атака и т.д. Каждое из таких воздействий на диск может привести к его поломке, и, в итоге, к полной утрате всей важной информации пользователя, хранящейся на нем. Или пользователь случайно, по ошибке, может самостоятельно удалить те или иные данные.

В этом случае пользователь рискует потерять не только деловую, но и личную информацию, которая может не быть продублирована ни на одном из устройств. Зачастую, мы не храним несколько копий своих файлов, например личные фотоальбомы или видеоархивы. Поэтому встает вопрос, как вернуть свои утраченные данные. Наиболее простым является способ использовать программное обеспечение для восстановления данных. Данный вид программ широко представлен в сети Интернет.

Восстановление удаленных данных с жесткого диска, как правило, возможно, потому что обычно фактически, данные не удаляются. Вместо этого удаляется информация о том, где хранятся такие данные. В этой статье мы расскажем, каким образом данные хранятся на жестком диске, что происходит, когда файлы удаляются, какой процесс форматирует жесткий диск и почему невозможно восстановить файлы после их перезаписывания. Мы опишем механизм хранения данных на физическом уровне, что необходимо для полного понимания того, почему файлы после перезаписывания уже нельзя восстановить.

Способ цифрового хранения информации

Вся цифровая информация хранится в байтах. Каждый байт содержит восемь бит. Каждый бит имеет цифровое значение, равное «0» или «1». Этот способ хранения данных называется двоичной системой, так как он использует два символа, то есть «0» и «1». Впоследствии, любые данные, хранящиеся на компьютере, записываются в двоичный код, который представляет собой строку из нулей и единиц.

0 или 1

Как хранит информацию жесткий диск?

Информация на жестких дисках («HDD») хранится в магнитном и энергонезависимом состоянии, что означает, что для хранения информации не требуется питание. Каждый магнит имеет положительный (+) и отрицательный (-) полюс, который равен двум значениям и, таким образом, позволяет ему представлять двоичный код. Область хранения жесткого диска «HDD» содержит ферромагнитную поверхность, которая подразделяется на небольшие магнитные отсеки, называемые магнитными доменами. Диск «HDD» хранит данные путем направленной намагниченности магнитных доменов. Каждый магнитный домен может быть намагничен в одном из двух возможных направлений, и потому принимает одно из двух значений: «0» или «1».

Существуют две различные технологии записи данных на жесткий диск. До 2005 года слой записи был ориентирован параллельно поверхности диска (по горизонтали), что означает, что двоичный код был представлен направленным левым и правым намагничиванием («Продольная запись»). Примерно в 2005 году была внедрена новая технология, и данные были записаны путем намагничивания сегментов по вертикали, то есть вверх и вниз («Перпендикулярная запись»). Это позволило расширить расстояние между магнитными доменами и увеличить емкость хранилища.

Как хранит информацию жесткий диск

Как хранятся данные в оперативном запоминающем устройстве («ОЗУ»)?

По сути, способ хранения данных такой же, как и на жестком диске. Однако, любая содержащаяся в оперативной памяти информация будет доступна и сохранится только в том случае, когда на модули памяти подаётся напряжение. Как только питание оперативной памяти прекращено, пусть даже на короткое мгновение, вся информация будет потеряна. «ОЗУ» состоит из интегральных схем, которые, в свою очередь, содержат конденсаторы и транзисторы. Каждый конденсатор хранит один бит данных. Состояние конденсатора может быть заряжено или разряжено, то есть иметь значение «1» или «0», представляя двоичный код.

планки ОЗУ

Что происходит при удалении данных?

В модуле оперативного запоминающего устройства («ОЗУ») организационная структура очень плоская. Когда данные удаляются из памяти, фактическая информация мгновенно исчезает. Кроме того, при остановке подачи питания, конденсаторы устройства быстро разряжаются и, как следствие, вся информация уничтожается.

Ситуация на жестком диске совершенно другая, поскольку хранение информации на диске представлено двумя способами. Во-первых, данные хранятся физически на магнитном жестком диске. Во-вторых, все сохраненные данные управляются файловой системой, которая создает информационную таблицу, показывающую точное местоположение данных. Иными словами, система отмечает точное место на жестком диске, используемое для хранения каждого определенного файла. Это необходимо, потому что один файл может состоять из нескольких фрагментов и храниться в разных местах на жестком диске. Затем операционная система использует эту таблицу для поиска файлов и компоновки фрагментов больших файлов.

Папки

Когда файл удаляется, обычно происходит удаление только информации, хранящейся в таблице файловой системы. Поскольку для фактического удаления файла потребуется слишком много времени, физическое расположение данных на диске остается нетронутым. Однако, когда операционная система хочет хранить новые файлы, она сверяется с таблицей на предмет наличия свободного места. Поскольку местоположение удаленных файлов было помечено как свободное, операционная система может записывать новые данные поверх старых данных, что навсегда удалит эту информацию.

Что происходит при форматировании жесткого диска?

Тип форматирования, с которым знакомо большинство пользователей, называется форматированием высокого уровня. Оно представляет собой процесс настройки пустой файловой системы. Существует два основных вида высокоуровневого форматирования. В первом случае форматирование не производит сканирование жесткого диска на наличие дефектов и поврежденных секторов, а просто перезаписывает простую и пустую файловую систему поверх существующей системы. Этот вид называется быстрым форматированием. В этом случае, данные, хранящиеся на жестком диске, физически не удаляются во время форматирования. Пока файловая система и ее настройки остаются неизменными, то любые фактические данные, ранее сохраненные на жестком диске, не удаляются и не перезаписываются, и впоследствии, могут быть восстановлены.

Во втором случае форматирование обнуляет главную файловую таблицу и полностью очищает ваш жесткий диск. Это означает, что файловая система настроена заново, жесткий диск реорганизован и таблица с информацией, где хранятся файлы, была очищена. Такой вид называется полным форматированием.

Подробнее о том, какие существуют виды форматирования и их отличия, вы можете прочитать в нашей ранней статье: «Разница между полным и быстрым форматированием диска в операционной системе «Windows» (Разъяснение технологии)».

Что происходит, когда данные перезаписаны?

Когда данные перезаписываются, магнитные домены на жестком диске повторно намагничиваются. Это необратимый процесс, который физически удаляет любую информацию, ранее сохраненную в этом месте. Однако некоторые остаточные физические следы изменений (или отсутствия таковых) в намагниченности потенциально остаются, что теоретически может позволить выполнить их частичное восстановление. Тогда в этом случае потребуется использовать магнитный силовой микроскоп или другие аналогичные технологии. Однако, успешность восстановления данных озвученными способами до сих пор не была полностью доказана. Таким образом, по сути, нет никакого программного обеспечения или другого известного технического способа, который может полностью гарантировано восстановить перезаписанные данные.

Пластины жесткого диска

Какими вы пользуетесь устройствами для хранения данных и способами для их восстановления? Вы когда-нибудь теряли свои файлы после их случайного удаления? Поделитесь с нами своим опытом в комментариях к нашей статье.

Author: Maxim Cherniga

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (2 votes, average: 5.00 out of 5)