作者：金林樵

摘  要  本文介绍了在Delphi中通过调用API函数，以直接读写扇区的方式读取或修改存放在硬盘中的数据，并提供了备份和恢复硬盘有关分区信息的功能，保护硬盘中系统数据的安全。

关键词  主引导扇区，分区引导扇区，数据保护，数据恢复

一、前言

随着电子技术及计算机技术的不断发展，计算机已成为人们生活、工作、学习中的不可或缺的一部分，在目前学校、企事业单位、政府机关所使用的计算机中，往往存放着许多十分重要的数据，有些数据还可能关系到一个企业或单位的前途。在当前病毒泛滥、黑客横行的时代，计算机中大量有用数据的安全已成为每个用户十分头痛的事，许多单位都有过硬盘不能启动、硬盘分区丢失、重要数据丢失等惨痛的经历，花了很大的代价才将数据恢复，有的还可能造成不能恢复或只能部分恢复的严重后果，给单位造成不可弥补的损失。

数据的保护涉及两个方面的内容：文件和系统数据。重要的文件可以通过文件的备份做好数据的备份工作，而系统数据在目前的Windows操作系统中没有提供备份的方法。因此，在做好备份重要文件数据的同时，还应该做好备份硬盘中与操作系统相关数据的备份工作，以备在系统数据遭到破坏后，使用它恢复系统数据。

本文将根据硬盘的内部数据结构，介绍一种基于Delphi的系统数据保护方法，在系统正常或系统刚安装成功后，使用本文提供的备份方法将系统数据备份到安全的地方保护起来，以后万一发生系统数据丢失时，再利用本文提供的程序将先前备份的数据恢复。

二、硬盘的内部数据结构

物理上，每个硬盘有三个重要参数：磁道、磁头和扇区。即该硬盘有几个磁道，几个磁头，每个磁道又存在多少个扇区，在Windows/Linux下，每个扇区具有固定的长度：512个字节。因此硬盘的物理容量可以通过以下公式计算得到：

磁道数*磁头数*每道扇区数*512(Bytes)

硬盘出厂时，是无法直接使用的。要在硬盘中存放数据，硬盘必须先进行分区，再对分区进行格式化后，该分区才可以存放文件数据。而一个硬盘往往分成若干个分区，每个分区存放相应的数据，因此分区是文件的基础。

一个硬盘最多只能有4个物理上的分区，这4个物理分区可以都是主分区或者3个主分区外加一个扩展分区，且每个分区中的所有扇区必须是连续的。每个主分区上都可以安装一个独立的操作系统，如Windows、Linux、OS/2等。

对于DOS/Windows来说，它将硬盘划分为一个主分区和一个扩展分区，然后在扩展分区里，再继续划分逻辑分区（逻辑盘），并以C:、D:、E:逻辑盘的方式来管理。而Linux则不同，它是把“分区”看作一个设备，既没有“扩展分区”的概念，也没有“逻辑盘”的概念。一个硬盘其内部的数据结构如图1所示。

图1　硬盘内部的数据结构

1.         主引导扇区

主引导扇区MBS(Main Boot Sector)，位于硬盘的0磁道0头1扇区。该扇区中包含硬盘主引导记录MBR（Master Boot Record）、分区表DPT（Disk Partition Table）和结束标志三个部分组成，如表1所示。

表1　主引导扇区的内部数据结构

MBS是硬盘上的一个独立于分区的一个区域，它一般由FDISK、分区魔术师或操作系统的安装程序等创建，其他应用程序不能直接访问或修改其中的数据。

PC机启动时，系统首先对硬件设备进行测试，测试成功后进入自举程序，由自举程序将系统磁盘中的0磁道、0磁头、1扇区的主引导扇区数据读入到内存指定地址0：7C00开始的区域，并将系统引导权交给MBS，由此执行MBR引导程序。因此MBS先于所有的操作系统而被调入内存。

在MBS中，主引导程序的作用是：检查硬盘分区表结束标志是否完好；检查硬盘分区表是否完好；判别哪个分区为可引导分区，若存在可引导分区，则将该分区的启动程序（也就是操作系统引导扇区）调入内存加以执行，否则将显示无效的分区表或操作系统错误的信息。