4.9.2 Программы обслуживания магнитных дисков

В настоящее время магнитные диски персонального компьютера являются основными носителями информации, предназначенными для длительного и надежного ее хранения. В процессе работы ПК непрерывно происходит обмен информацией между дисками и оперативной памятью, при этом наиболее интенсивно происходит обмен с жестким диском. Несмотря на высокое качество изготовления дисков и дисковых устройств, в практике регулярной работы на компьютере нередко возникают ситуации, когда не удается прочитать информацию с дисков, происходят нарушения в работе файловой системы, значительно сокращается свободное пространство на дисках или диски оказыва-ются переполненными. Нередко ошибочно удаляются нужные файлы.

Эти нарушения в работе дисков могут возникать по следующим причинам:

- физическое повреждение диска;

- загрязнение магнитной поверхности диска;

- аварийное отключение компьютера;

- несвоевременное извлечение дискет из дисководов;

- перезагрузка операционной системы после аварийного завершения задания;

- воздействие программных вирусов.

Кроме того, при интенсивной эксплуатации компьютера на дисках, главным образом на жестких, накапливаются такие изменения в расположении файлов, которые, если не принимать мер, могут привести к существенному замедлению обмена с ними информацией.

Рассмотрим некоторые программные средства для восстановления удаленных файлов, ремонта поврежденной файловой системы, восстановления информации поврежденных файлов и каталогов, профилактики файловой системы с целью ускорения обмена с жестким диском.

Восстановление поврежденных файлов и дисков. При эксплуатации магнитных дисков нередко приходится сталкиваться с нарушениями в их работе, вызванными логическими или физическими дефектами, в результате которых информация не может быть правильно считана или записана.

Физические дефекты возникают главным образом из-за механических повреждений, воздействия электромагнитных полей или старения магнитного покрытия диска. Наличие физического дефекта делает непригодными к использованию некоторые секторы и кластеры. Если оказывается, что какой-либо файл располагается в таких дефектных секторах или кластерах, то полностью спасти находящую-ся в файле информацию не представляется возможным. Дефектные секторы диска должны быть исключены из дальнейшего использования.

Логические дефекты диска связаны с повреждениями системной области диска, включающей таблицу разделов диска (жесткого), таблицу размещения файлов (FAT), загрузочный сектор, каталоги диска. Такие нарушения могут возникать при аварийном отключении питания, сбоях, зависании ошибочно работающих программ, воздействии компьютерных вирусов и других причинах. Во всех этих случаях оказываются незавершенными процедуры работы с дисками, файлами или каталогом. В результате на диске образуются потерянные кластеры, которые или не принадлежат ни одному файлу, или, наоборот, принадлежат сразу нескольким.

Логические дефекты приводят к разрушению файловой системы, «засорению» дискового пространства, когда кластеры считаются занятыми, но не принадлежат ни одному из файлов, а некоторые файлы оказываются «связанными» друг с другом общими кластерами.

Для диагностики дисков и восстановления поврежденных файлов и дисков используются специально разработанные программы, такие как CHKDSK, SCANDISK, входящие в состав операционных систем MS DOS и Windows, и программа NDD (Norton Disk Doctor), входящая в состав программ Norton Utilities.

Восстановление информации на дисках. В процессе работы на компьютере нередки случаи ошибочного или случайного удаления файлов и каталогов, содержащих ценную для пользователя информацию. Конечно, если сохранились точные копии удаленных файлов, то особых проблем не возникает. Но если копий нет, то восстановить удаленную информацию могут специально разработанные программы:

- UnDelete, входящая в состав операционной системы MS DOS;

- UnErase, входящая в пакет сервисных программ Norton Utilities.

Восстановление удаленных файлов и каталогов – это воссоздание на диске файлов и каталогов точно в таком же виде, какой они имели до удаления.

Для успешного восстановления стертых файлов и каталогов очень важно, чтобы после удаления не производилась запись какой-либо информации на тот диск, на котором находились эти файлы, и чтобы файлы не были фрагментированы.

При удалении файла или каталога операционная система MS DOS не стирает сами данные с диска, а заменяет в каталоге код первого символа в соответствующем имени на 229, соответствующий в альтернативной таблице кодировки русской строчной букве «х». Вся остальная информация о файле в каталоге, включая номер первого занятого файлом кластера, остается без изменения. При последующих просмотрах каталога этот символ воспринимается операционной системой как сигнал о том, что данное место в каталоге пусто и в него можно заносить информацию о новом файле.

Таким образом, для того чтобы восстановить файл, программа должна найти и восстановить запись о файле в каталоге. Дальнейшие действия зависят от размера и расположения файла:

 если файл занимает один кластер, то утилита отыскивает в записи каталога номер начального кластера, обращается к FAT и назначает этот кластер файлу;

 если файл занимает несколько соседних кластеров, то утилита отыскивает в записи каталога номер начального кластера, обращается к FAT и назначает столько последовательно расположенных свободных кластеров, начиная с начального, сколько требует файл;

 если файл занимает несколько непоследовательно расположенных кластеров, т.е. фрагментирован, то при автоматическом восстановлении в FAT утилита назначает требуемое число близлежащих свободных кластеров, а при ручном восстановлении утилита выводит свободные кластер за кластером, и пользователь решает, включать или не включать данный кластер в восстанавливаемый файл.

Таким образом, условиями успешного и полного восстановления удаленного файла (каталога) являются:

 непрерывность расположения файла (каталога);

 незанятость используемых ранее файлом (каталогом) кластеров вновь созданными файлами или каталогами.

Дефрагментация диска процесс обновления и оптимизации логической структуры раздела диска с целью обеспечить хранение файлов в непрерывной последовательности кластеров. Применяется в основном в отношении файловых систем FAT и NTFS. После дефрагментации ускоряется чтение и запись файлов, а следовательно и работа программ. Главным оружием в борьбе с фрагментацией файлов служат программы-дефрагментаторы. Их довольно много, но суть их работы одна. В процессе анализа жесткого диска создается карта размещения файлов по кластерам, после чего осуществляется перемещение фрагментированных файлов на свободное пространство таким образом, чтобы весь файл оказался в последовательно расположенных клас-терах.