数据恢复系列教程（一）知识储备

 

计算机中数据的记录方法
一、二进制
逢二进一。计算机中的数都用二进制表示。在数字后面加Ｂ表示。
优点：
1、技术容易实现
在电路中可以用两种不同的状态（低电平和高电平）表示0和1。
2、运算规则简单
3、逻辑运算方便
0和1能很容易的表示“否”和“是”，或者是“假”和“真”。
二、八进制
逢8进1。常用在编写程序或是指令时。在数字后面加字母Ｏ表示。
三、十六进制
逢16进1。常用在编写程序或是指令时。在数字后加Ｈ表示。
四、进制间的相互转换
由于书写不方便请大家参考“百度文库”。
五、数值数据表示方法
1、数据的单位
（1）位（Bit）：计算机中最小的数据单位，是二进制中的一个数位。
（2）字节（Byte）：表示8位二进制数。简写B。
1B=8bit
两者之间的区别：位是计算机中最小的数据单位，字节是计算机中的基本信息单位。
（3）字（Word）：在计算机中作为一个整体被使用的二进制数字符串叫做一个“字”，每个字中二进制位数的长度叫做字长。
一个字由若干个字节组成，不同的计算机系统的字长是不同的，常见的由8位、16位、32位、64位等。字长越长计算机一次处理的信息位就越多，精度就越高。目前大部分计算机都是64位的了。
2、定点数、浮点数、原码、补码、反码、移码、BCD码表示方法由于书写不便就不再敖述了，有兴趣的可以上网查查。
数据存储的字节序与位序
一、Little-endian:小头位序。是一种小值的一端存储在前的顺序。即低字节放在最低位，最高字节放在最高位，反序排列。
例如：45CF12H如果是以小头位序表示就是：12CF45H
二、Big-endian：大头位序。是一种大值的一端存在前面的顺序。即最高字节在地址最低位，最低字节在地址最高位。
例如：上面的例子如果是大头位序表示就是：45CF12H。
字节序与CPU架构的关系
一、CPU架构
1、x86架构（IA32）
是Intel为其第一块16位CPU专门开发的。x86指令集和x87指令集统称为x86架构。
目前基本上所有x86架构的CPU对数据的处理都是采用Little-endian字节序。
2、x86-64架构
由AMD公司设计的，也叫AMD64.可以同一时间内处理64位的整数运算，并兼容于x86-32架构。也采用Little-endian字节序。
3、IA-64架构
是Intel为了全面提高以前IA-32处理器的运算性能，和HP公司共同开发的64位CPU架构，是专门针对服务器市场开发的全新处理器，放弃了以前的x86架构。
其字节序适可配置的，两种位序都可以采用。
二、CPU指令集
1、CISC指令集
复杂指令集。x86架构的CPU属于此范畴，基本上都采用Little-endian字节序。
2、RISC指令集
精简指令集。是高性能CPU的发展方向，目前中高档服务器中普遍采用这一指令系统的CPU，特别是高档服务器几乎全部采用RISC指令集的CPU。
两种指令集的CPU在软件和硬件上都不兼容。大部分采用Big-endian字节序。
数据的逻辑运算
包括与、或、非、异或运算
1、逻辑或运算：也叫逻辑加运算，当输入变量中有一个满足条件时，输出就有效。只有当所有输入变量均不满足条件时，输出才无效。
0+0=0；0+1=1；1+0=1；1+1=1
2、逻辑与运算：也叫逻辑乘运算，当所有输入都同时满足条件时，输出才有效；否则无效。
0^0=0;0^1=0;1^0=0;1^1=1
3、逻辑非运算：也叫逻辑反运算。0的非是1；1的非是0.
4、逻辑异或运算：0异或0=0；0异或1=1；1异或0=1；1异或1=0。
注：逻辑异或运算在ＲＡＩＤ中是一种很重要的算法，要熟练掌握。
数据结构
数据结构是计算机学科中的一门专业课程，在此只针对数据恢复中能用到的一些数据结构简单介绍一下。
1、分类
（1）按照数据结构的关系分类：线性结构、树结构、图结构、集合结构。
（2）按照数据结构的层次分类：数据的逻辑结构和物理结构。逻辑结构又分为线性关系和非线性关系。
数据的物理结构是数据逻辑结构在计算机中的表示和实现，又叫“存储结构”。
存储结构有四种方法：顺序、链式、索引、散列。
（1）顺序：把逻辑上相邻的节点存储在物理位置相邻的存储单元里，节点间的逻辑关系由存储单元的邻接关系来体现。
FAT文件系统中对于子目录的管理用到了顺序结构。
（2）链式：不要求逻辑上相邻的节点在物理位置上也相邻，节点间的逻辑关系是由附加的指针字段表示的。
FAT文件系统中对文件所占用簇的管理就是这种结构。
（3）索引：除了建立节点存储信息外，还建立了附加索引表表示节点的地址。
NTFS文件系统中对目录结构的管理就是这种结构。
（4）散列：根据节点的关键字直接计算出该节点的存储地址。
EXT3文件系统中对目录结构的管理用到了此结构。
树结构
由于书写不便，请大家查阅相关资料。