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删除了的数据,凭什么能够恢复,且看当下存储原理

世界上有一些事情,对于了解的人来说,就那么一回事;可对于不了解的人来说,那是怎么回事?

计算机的存储就是这样一回事。如果用纸张来记录的话,一座小山那样大小的数据量,居然可以缩小存储到巴掌大小的硬盘当中,可能真的是有点不可思议,仿佛就像是仙术一样,然而有时候,科技就是一种仙术,比如飞天。

上一篇文章中说到,一切能够被计算机系统加工、处理的对象,就是数据。而数据通过用二进制0和1不同组合的方式,被记录写入到计算机当中,要用的时候,这些二进制代码又会经过系统转化,呈现出不同的字符、图像、声音等资料,被人所能理解。

那么这些数据在计算机中的存储又是通过什么原理呢?这篇文章,我们就来看一看。

如果按照存储介质的结构来划分的话,大概可以分为两种,一种是磁表面存储技术,另一种是嵌入式存储技术。

磁表面存储技术

磁表面存储技术在目前来说,是应用的比较普遍,也是技术比较成熟的一种相对传统的存储技术,用布满磁性颗粒的盘片进行存储,代表者是目前作为主流存储介质的机械硬盘以及磁带等:

虽然用肉眼看上去,硬盘内部的盘片是非常光滑的。但在高倍显微镜下,表面就变得凹凸不平。这种存储结构,就是在硬盘通电后,盘片高速转动,利用与盘片只有几nm距离的磁头通电后的作用下,改变盘片表面上磁性颗粒的起伏状态,站起来代表1,倒下去的代表0。

每个磁性颗粒都可以理解为一个存储单元,即1bit。写入数据后,一些存储单元也就是磁性颗粒的状态在磁头的作用下,改变本身的状态,就将我们的数据写入存储到盘片上了。要读的时候,这些不同的状态的磁性颗粒经过识别后,再被代码编译转化,又可以转化成我们想要的数据形式了。

嵌入式存储技术

另一种是嵌入式存储技术,将数据存储到一种嵌入式芯片当中,如U盘、内存卡、固态硬盘等,通过电荷或电阻的运动变化,来代表机器码二进制中的0和1的组合。这种嵌入式存储技术在存储条件上,主要又可以分成易失型存储和非易失型存储两种类型。

易失型存储(RAM),主要是指作为操作系统或其他正在运行程序的临时存储介质(可称作系统内存),也就是说只要不通电了,它里面的所有数据都会被清空,目前主要是SRAM(静态内存)和DRAM(动态内存)两种,主要用于系统内存来使用。

非易失型存储是指在关闭计算机或者突然性、意外性关闭计算机的时候数据不会丢失的存储技术,市场份额最大的是闪存(FLASH),其他的还有SONOS、铁电存储器(FRAM)、相变存储器(PRAM)、磁存储器(MRAM)和阻变存储器(RRAM)等,主要用于数据长期的存储。

其中,SRAM、DRAM、FLASH、SONOS和FRAM这五种是基于电荷的存储器,这类存储器本质上是通过电容的充放电来实现的。而PRAM、MRAM和RRAM则是基于电阻的转变来实现的。

以市场份额最大的闪存(FLASH)芯片来说,就是基于电流的运动变化,改变存储单元内电荷的位置状态来表示二进制中0和1的组合,以单阶存储单元 SLC为例:

在给漏极方向供电后,电子就会穿过隧道氧化层,运动进入到浮栅内,此时该存储单元就代表二进制中的“0”。

断开漏极供电,给源极供电后,浮栅内的电子就会在电流的引力下,穿过隧道氧化层,进入源极中,此时浮栅内没有电子,就代表了二进制中的“1”。

另外,还有着多阶存储单元(MLC和TLC),存储原理相近,但可以通过不同的电压,让浮栅内的电子处于不同的范围,代表二进制“0”和“1”不同的组合,如:

因为嵌入式存储技术的体积小、速度快等优势,很快的就被运用到各种领域当中,已经成为当下存储运用的主流,也是未来发展的主要方向。

无论是磁表面存储技术还是嵌入式存储技术,都是对数据的擦除、写入、读取这些性能作为评价的重要指标。

明白了数据的存储原理后,就知道最原始的数据都是通过各种手段存储在一个个存储单元之中,再把这些存储单元通过一定的算法归属起来,就会形成一个个文件。

数据删除与恢复

大部分人可能都不知道,在一般的情况下,点击删除一个文件之后,删除的只是这些文件的目录,并没有将底层存储单元中的原始数据给一同删除掉。

对于一些删除后的数据,进行恢复的原理就是反过来读取这些最底层的存储颗粒上的数据信息,再通过各种方法将这些数据重新组合起来,形成可以打开读取的文件。

但如果是在一些系统指令下,让这些存储单元中的底层原始数据给全部清空,或者重新在这些存储单元中写入了其他数据,让原始数据被擦除又被再次写入,也就是常说的覆盖之后,那就完全没办法恢复出来了。

数据恢复也不是万能的,通常都是在存储介质出现问题之后的一种补救措施,它既不是预防措施,也不是备份,能够恢复出来也都是具备了当下技术所需要的基本条件之后才能恢复出来。

所以,要想做到数据安全,还是要多备份、常备份。

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20200811A0BQKR00?refer=cp_1026
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