Tại sao không thể khôi phục dữ liệu từ ổ cứng bị ghi đè [Giải thích về công nghệ]

Việc khôi phục dữ liệu đã xóa từ ổ cứng thường có thể thực hiện được vì thông thường dữ liệu thực tế không bị xóa. Thay vào đó, thông tin về nơi dữ liệu được lưu trữ sẽ bị xóa. Trong bài viết này, tôi sẽ giải thích cách dữ liệu được lưu trữ trên ổ cứng, điều gì xảy ra khi tệp bị xóa, ổ cứng định dạng gì và tại sao không thể khôi phục tệp sau khi chúng bị ghi đè.

Bài viết phác thảo cách dữ liệu được lưu trữ ở cấp độ vật lý, điều cần thiết để hiểu lý do tại sao dữ liệu không thể được khôi phục sau khi bị ghi đè. Nếu bạn quan tâm đến cấu trúc tổ chức của ổ cứng, tức là cách quản lý việc lưu trữ tệp, vui lòng đọc bài viết Hệ thống tệp là gì &Cách bạn có thể tìm hiểu hệ thống tệp của mình hoạt động như thế nào. Để biết thêm thông tin về cách khôi phục các tệp đã xóa, hãy xem tài nguyên ở cuối bài viết này.

Thông tin được lưu trữ kỹ thuật số như thế nào?

Thông tin kỹ thuật số được lưu trữ theo byte. Mỗi byte chứa 8 bit. Mỗi bit có một giá trị, là 0 hoặc 1. Cách lưu trữ dữ liệu này được gọi là hệ thống số nhị phân vì nó sử dụng hai ký hiệu, tức là 0 và 1. Sau đó, bất kỳ dữ liệu nào được lưu trữ trên máy tính đều được viết bằng mã nhị phân, là một chuỗi các số 0 và 1.

Ổ cứng lưu trữ thông tin như thế nào?

Thông tin trên ổ đĩa cứng (HDD) được lưu trữ từ tính và không bay hơi, có nghĩa là không cần nguồn điện để duy trì thông tin được lưu trữ. Mọi nam châm đều có cực cộng (+) và cực trừ (-), bằng hai giá trị và do đó cho phép nó biểu diễn mã nhị phân. Bộ phận hoặc đĩa lưu trữ HDD chứa một bề mặt sắt từ, bề mặt này được chia thành các vùng từ tính nhỏ, được gọi là miền từ tính. Ổ cứng lưu trữ dữ liệu bằng cách từ hóa có hướng của các miền từ tính. Mỗi miền từ có thể được từ hóa theo một trong hai hướng có thể và sau đó biểu diễn một trong hai giá trị:0 hoặc 1.

Có hai công nghệ khác nhau để ghi dữ liệu trên ổ cứng. Trước năm 2005, lớp ghi được định hướng song song với bề mặt đĩa (theo chiều ngang), có nghĩa là mã nhị phân được biểu diễn bằng từ hóa theo hướng trái và phải (ghi theo chiều dọc). Vào khoảng năm 2005, một công nghệ mới đã được giới thiệu và dữ liệu được ghi bằng cách từ hóa các phân đoạn theo chiều dọc, tức là lên và xuống (ghi vuông góc). Điều này cho phép khoảng cách miền từ tính gần hơn và cũng cho phép dung lượng lưu trữ lớn hơn.

Dữ liệu được lưu trữ trong bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM) như thế nào?

Về cơ bản, dữ liệu được lưu trữ giống như trên ổ cứng, tức là ở dạng mã nhị phân. Sự khác biệt chính là loại lưu trữ này dễ bay hơi, có nghĩa là mọi thông tin được lưu trữ sẽ bị mất ngay khi nguồn điện bị ngắt. RAM được tạo thành từ các mạch tích hợp, lần lượt chứa các tụ điện và bóng bán dẫn. Mỗi tụ điện lưu trữ một bit dữ liệu. Trạng thái của tụ điện có thể được sạc hoặc xả, tức là 1 hoặc 0, đại diện cho mã nhị phân.

Điều gì sẽ xảy ra khi dữ liệu bị xóa?

Trong một mô-đun RAM, cấu trúc tổ chức rất phẳng. Khi dữ liệu bị xóa khỏi bộ nhớ, thông tin thực tế sẽ biến mất ngay lập tức. Ngoài ra, khi mất điện, các tụ điện nhanh chóng phóng điện và do đó tất cả thông tin sẽ bị mất.

Tình hình trên ổ cứng hoàn toàn khác vì thông tin được lưu trữ theo hai cách. Đầu tiên, dữ liệu được lưu trữ vật lý trên ổ cứng từ tính. Thứ hai, tất cả dữ liệu được lưu trữ được quản lý bởi một hệ thống tệp, hệ thống này tạo ra một bảng thông tin tiết lộ vị trí chính xác của dữ liệu, tức là nơi lưu trữ một tệp nhất định trên ổ cứng. Điều này là cần thiết vì một tệp có thể được lưu trữ ở các vị trí khác nhau trên ổ cứng. Sau đó, hệ điều hành sử dụng bảng này để định vị tệp và ghép các tệp lớn lại với nhau.

Khi một tệp bị xóa, thường chỉ thông tin được lưu trữ trong bảng của hệ thống tệp bị xóa. Vì sẽ mất quá nhiều thời gian để xóa tệp thực, vị trí thực của dữ liệu vẫn không bị ảnh hưởng. Tuy nhiên, khi hệ điều hành muốn lưu trữ các tệp mới, nó sẽ tham khảo bảng về dung lượng khả dụng. Vì vị trí của các tệp đã xóa được đánh dấu là trống, hệ điều hành sau đó có thể ghi dữ liệu mới lên dữ liệu cũ, sau đó sẽ xóa thông tin đó.

Để biết chi tiết về cách hoạt động của hệ thống tệp cũng như cách nó tổ chức và quản lý ổ đĩa cứng, hãy xem bài viết của tôi Hệ thống tệp là gì &Cách bạn có thể tìm hiểu hệ thống tệp chạy trên ổ đĩa của bạn.

Điều gì sẽ xảy ra khi ổ cứng được định dạng?

Kiểu định dạng mà hầu hết người dùng quen thuộc được gọi là định dạng cấp cao và nó là quá trình thiết lập một hệ thống tệp trống. Vì nó không yêu cầu quét ổ cứng để tìm các khiếm khuyết, nó còn được gọi là định dạng nhanh.

Thông thường, dữ liệu được lưu trữ trên ổ cứng không bị xóa trong quá trình định dạng. Điều gì xảy ra là hệ thống tệp được thiết lập từ đầu, nghĩa là ổ cứng được sắp xếp lại và bảng với thông tin nơi lưu trữ tệp được đặt lại. Miễn là hệ thống tệp và cài đặt của nó vẫn giữ nguyên, không có dữ liệu thực tế nào được lưu trữ trước đó trên ổ cứng bị xóa hoặc ghi đè và sau đó có thể được khôi phục.

Điều gì sẽ xảy ra khi dữ liệu bị ghi đè?

Khi dữ liệu bị ghi đè, các miền từ tính trên ổ cứng sẽ được từ hóa lại. Đây là một quá trình không thể đảo ngược để xóa thông tin được lưu trữ tại vị trí này một cách vật lý. Mặc dù một số dấu vết vật lý còn sót lại của những thay đổi (hoặc không có thay đổi) trong từ hóa vẫn có khả năng vẫn còn, về mặt lý thuyết có thể cho phép khôi phục một phần, điều này sẽ yêu cầu sử dụng kính hiển vi lực từ hoặc các công nghệ tương tự, không có công nghệ nào được chứng minh là khôi phục dữ liệu thành công cho đến nay [mặc dù bạn không bao giờ biết chuyện gì đang xảy ra trong các phòng thí nghiệm tình báo bí mật của chính phủ]. Vì vậy, về bản chất, không có phần mềm hoặc cách kỹ thuật nào khác được công chúng biết đến có thể khôi phục dữ liệu bị ghi đè.

Bạn cần khôi phục dữ liệu chưa được ghi đè? Vui lòng xem các tài nguyên sau:

• Cách khôi phục dữ liệu từ thẻ nhớ hoặc ổ USB bị hỏng
• Cách quét ổ cứng đã được định dạng lại để khôi phục tệp
• 3 Công cụ khôi phục tệp đáng chú ý
• Cách khôi phục các tệp đã xóa khỏi hệ thống Linux của bạn
• Cách sửa chữa đĩa CD hoặc DVD bị hỏng &khôi phục dữ liệu
• Cách khôi phục ảnh đã xóa từ thẻ nhớ Digicam
• Cách lấy dữ liệu khỏi ổ cứng đã chết

Bạn có thể tìm thấy nhiều tài nguyên tuyệt vời khác để trả lời cho những câu hỏi này được đăng trên MakeUseOf Answers:

• Làm cách nào để khôi phục các tệp đã xóa trong Windows?
• Làm cách nào để khôi phục dữ liệu đã bị cắt nhỏ trong Windows?
• Làm cách nào để khôi phục dữ liệu từ thư mục ổ USB bị hỏng?
• Làm cách nào để khôi phục dữ liệu từ thẻ nhớ microSD bị hỏng?
• Có thể khôi phục dữ liệu từ đĩa CD bị hỏng không?
• Làm cách nào để khôi phục dữ liệu từ ổ cứng ngoài USB bị lỗi?

Cơn ác mộng về lưu trữ và khôi phục dữ liệu của bạn là gì? Bạn có bao giờ bị mất tệp sau khi vô tình xóa chúng không?

Tín dụng hình ảnh:Sergej Khakimullin, Carlos Castilla, MilanB, TylzaeL &Luca Cassioli, Color, Zketch, Anthonycz