Под логическими неисправностями в первую очередь понимают сбои в работе файловой системы.

Для того чтобы понять это, и понять причины сбоев, нужно разобраться - что же такое файловая система.

В "Википедии" дается следующее определение:

Файловая система (англ. file system) - порядок, определяющий способ организации, хранения и именования данных на носителях информации в компьютерах, а также в другом электронном оборудовании: цифровых фотоаппаратах, мобильных телефонах и т. п. Файловая система определяетформат содержимого и способ физического хранения информации, которую принято группировать в виде файлов. Конкретная файловая система определяет размер имен файлов и (каталогов), максимальный возможный размер файла и раздела, набор атрибутов файла. Некоторые файловые системы предоставляют сервисные возможности, например, разграничение доступа или шифрование файлов.

Самыми распространенными файловыми системами сегодня являются FAT32 и NTFS.

FAT32 используется в основном на флешках и картах памяти. Под эту файловую систему форматируются носители, используемые в смартфонах и фотоаппаратах, NTFS используется на жестких дисках и переносных жестких дисках компьютеров и ноутбуков, работающих на ОС Windows XP, Windows Vista, все версии Windows 7 и Windows 8.

Файловая система состоит из загрузочной записи MBR и Таблиц размещения файлов.

MBR - главная загрузочная запись. Помимо прочих параметров, MBR содержит таблицу разделов - информацию о структуре диска, которая включает в себя данные о размере раздела, размере кластера.

Если раздел отформатирован под FAT, то MBR также содержит количество и размер копий FAT, данные о положении корневого каталога.

В случае NTFS раздела, MBR содержит так же размер записи о файле, размер записи о каталоге, положении первого сектора таблицы MFT положении копии первых четырех записей MFT.

При разрушении или повреждении любой из этих структур, доступ к файлам пользователя на диске штатными средствами операционной системы становится невозможным. Почему?

Потому-что любые файлы на диске, представляют собой набор данных записанных в цепочку кластеров.

Кластер - минимальная единица объема информации накопителя состоящая из определенного количества секторов диска. Размер кластера может устанавливается вручную при форматировании. По умолчанию размер кластера зависит от объема накопителя.

Не всегда все данные записываются подряд, зачастую присутствует так называемая фрагментация диска, когда кластеры, относящиеся к какому-либо файлу, разбросаны по диску в нескольких местах. Как раз данные, о положении всех частей файла находятся в таблице размещения файлов. Если таблица разрушена, то, грубо говоря, невозможно понять, какая часть данных к чему относится. Поэтому, при полном разрушении таблиц размещения файлов, восстановить возможно только не фрагментированные файлы, путем поиска соответствующих каждому типу файлов сигнатур. Однако данные о структуре каталогов, и файлы, которые фрагментированы по поверхности диска, восстановить невозможно.

Причинами логических сбоев файловой системы могут быть 2 фактора:

1) Ошибки в работе операционной системы компьютера

2) некорректные действия пользователя

Ошибки в работе операционной системы.

Операционная система компьютера в процессе работы постоянно использует жесткий диск. Даже когда пользователь не производит никаких действий, внутри операционной системы происходит множество процессов. Работают разнообразные службы, которые используют, огромное количество файлов на жестком диске. Постоянно ведется запись, чтение и перезапись. При создании нового файла, или изменении существующего, в таблице размещения файлов меняется информация о кластерах, в которых содержатся данные этого файла. Если данные на диск записаны, а в процессе записи информации в таблицы FAT или MFT произошел сбой, например выключилось питание, или компьютер завис, перезагрузился в следствии ошибки BSOD, то информация в таблице размещения файлов не изменилась, или изменилась неполностью и файлы, записанные на диск, перестают быть видны из файловой системы. Т.е. физически данные на диске есть, а доступ к ним получить штатными средствами операционной системы невозможно.

Некорректные действия пользователя.

Самой распространенной проблемой, на сегодняшний день, является некорректное извлечение устройства (флешки или жесткого диска) подключенного через USB. Когда пользователь записывает информацию на внешний накопитель, или редактирует какие либо документы расположенные на внешнем носителе, то после завершения всех операций, перед тем как вытаскивать жесткий диск или флешку из компьютера, нужно предварительно осуществить "безопасное извлечение устройства". Это связано с тем, что операционная система, изменяет все записи в таблице разделов не сразу, и перед тем, как извлечь накопитель, необходимо завершить все изменения в таблицах FAT.

Типичными признаками логического разрушения данных являются:

1) Компьютер (ноутбук, смартфон, фотоаппарат и проч.) при подключении накопителя на котором должны быть данные предлагает отформатировать диск.

2) При подключении флешки или переносного жесткого диска, данные на нем отсутствуют, в свойствах диска указан размер 0 байт

3) На диске, на котором точно должны находиться какие либо данные, файлы отсутствуют, хотя недавно были туда записаны.

Методы восстановления данных при логическом сбое файловой системы.

Основным способом восстановить данные, при логическом разрушении файловой системы является сканирование проблемного диска специализированным ПО, предназначенным для восстановления данных. При этом, важно учесть, что для каждого типа файловой системы, существуют отдельные версии программ.

В принципе, восстановить данные в этом случае можно и самостоятельно. На просторах интернета огромное количество разнообразнейших программ, позволяющих осуществить поиск потерянных и удаленных фалов в автоматическом режиме.

Но здесь есть один важный аспект. Для того чтобы начинать решать проблему самостоятельно вы должны быть уверенны, что сбой произошел не вследствие физических проблем накопителя, таких как появление сбойных секторов на жестком диске, проблемы контроллера флешки и прочих. Т.к. если вы начнете сканирование неисправного накопителя, то в процессе, разрушение физической части жесткого диска, или флешки, может стать настолько критичным, что приведет к полной потере информации. Особенно это касается жестких дисков. Появление большого количества сбойных секторов, может говорить о том, что у жесткого диска имеется проблема с блоком магнитных головок. Сканирование такого диска, приведет к тому, что какая-либо из головок БМГ, может выйти из строя, или физически разрушиться настолько, что поцарапает поверхность. А восстановить данные с диска с запилом, практически невозможно.

Поэтому, при возникновении проблем, если на диске содержится действительно важная для вас информация, лучше сразу обратиться в лабораторию по восстановлению данных. К тому же, диагностика, в профессиональных лабораториях, всегда бесплатна.

Во многих случаях работа операционной среды Windows сопровождается появлением ошибки «Файловая система повреждена». Эту ситуацию может исправить утилита chkdsk, если не вышел из строя сам жесткий диск.

Эта ошибка часто возникает, к примеру, при изменении размера тома с появлением непредсказуемых результатов и потерей части данных. Иногда, эта ошибка может показываться в области уведомлений в виде предупреждения с требованием проверить диск на наличие повреждений файловой системы.

О чем говорят в Майкрософт

Говоря об ошибках файловой системы, будем вести речь в основном об NTFS. В этой файловой системе нужда в использовании утилиты chkdsk возникает довольно редко в силу ее хорошей отказоустойчивости. Однако и она может оказаться неспособной восстановиться самостоятельно. Например, если поврежденный сектор оказывается там, где расположена зеркальная копия главной таблицы файлов.

В Майкрософт сообщают, что в очень редких случаях могут возникать повреждения метафайлов $MFT и $BITMAP. Первый хранит данные главной таблицы файлов, а второй - это файл распределения пространства тома или файл битовой карты. Именно эти повреждения порой приводят к потере и именно они, очевидно, оказываются причиной непредсказуемого поведения томов при изменении их размеров.

Когда размер тома, к которому добавляют пространство, не изменяется, а размер тома, от которого забирают свободное пространство, сокращается.

В качестве решения проблемы специалисты Майкрософт предлагают в консоли командной строки выполнить утилиту chkdsk с флагом f. Если утилита сможет восстановить файл $BITMAP, то Windows сообщит, что обнаружено свободное место тома и проведены необходимые изменения.

Надо сказать, что если в NTFS обнаруживается бит повреждения, выставленный для утратившего целостность файла, то Windows самостоятельно запускает утилиту. Исполняемая после перезагрузки утилита производит реконструкцию поврежденных участков.

Проверка тома на наличие ошибок

Утилиту chkdsk можно выполнить в графическом режиме. Для этого понадобится пройти к интересующему диску и открыть его свойства. В окне свойств должна быть доступной вкладка «Сервис», на которой собственно и расположено средство проверки диска на ошибки. Оно не только произведет проверку, но и автоматически исправит найденные повреждения.

Нужно открыть контекстное меню диска, кликнув правой кнопкой мыши, и выбрать в нем «Свойства».

На вкладке «Сервис» выберем «Выполнить проверку».

Если же необходимо проверить системный том, то Windows предупредит, что она не в состоянии выполнить проверку используемого в данный момент тома. Поэтому она предложит произвести проверку после следующей перезагрузки.

В нашем случае проверке подвергается системный диск, а потому появляется предупреждение.

Работаем с консолью командной строки

Данная утилита может быть выполнена в консоли командной строки. В текстовой строке консоли необходимо указать имя утилиты chkdsk, букву тома, флаги f и r. Так, флаг f подсказывает утилите, что надо выполнить автоматическую коррекцию ошибок системных файлов выбранного тома.

Второй флаг используется только совместно с первым - он производит поиск потерявших свою целостность секторов.

В стандартных программах выберем командную строку и откроем ее контекстное меню, чтобы запустить ее с правами администратора.

В консоли командной строки укажем название утилиты, букву проверяемого диска и флаг f, чтобы проверить файловую систему на ошибки, однако утилита не сможет проверить используемый диск.

При проверке системного диска в консоли появится предупреждение, что проверку выполнить невозможно, так как другой процесс использует данный том. Далее, система спросит надо ли планировать проверку перед следующим входом в систему и предложит варианты ответа. Выберем Y, чтобы произвести проверку, как на рисунке выше.

В результате, следующий вход в систему будет приостановлен после появления логотипа Windows, так как появится утилита chkdsk. Она предложит на выбор либо продолжить вход, либо осуществить проверку, которая была запланирована. Причем такой ход событий не зависит от способа запуска утилиты - из командной строки или же из свойств тома в графическом интерфейсе.

Работа утилиты

Сначала утилита предоставит возможность прервать запланированную операцию. Для принятия решения она по умолчанию предоставляет около 10 секунд на размышления. Нажатие любой клавиши в это время прервет запланированную проверку. Далее, она проверит целостность метафайлов $MFT и $BITMAP, индексной структуры каталогов и файлов, идентификаторов безопасности.

Затем производится попытка чтения каждого сектора, где записаны файлы, с записью утративших целостность секторов в метафайл $BadClus. И в последнюю очередь chkdsk делает проверку свободного места с добавлением поврежденных секторов в тот же метафайл.

Первый этап проверки, во время которого производится проверка целостности метафайлов.

Проверка дескрипторов безопасности.

Ожидание перезагрузки после проверки.

Если запуск Windows невозможен

Иногда повреждения файловой системы оказываются настолько серьезными, что приводят к проблемам с загрузкой системы. В таком случае рекомендуют извлечь жесткий диск и подключить его к другому ПК. Но эту процедуру выполнять вовсе не обязательно, так как получить доступ к дискам системы и к утилите chkdsk можно из LiveCD. Одним из таких «оживляющих» образов может стать LiveCD Seven.

Загружаемся с диска, нажав любую кнопочку клавиатуры. Для этого перед этим устанавливаем в BIOS в порядке загрузки первым для опроса CD-привод.

Ресурсы LiveCD покажут нам доступные тома, а нам необходимы либо С, либо D, представляющие нашу систему, которая не загрузилась.

Выберем, например, диск С и перейдем к его свойствам.

В свойствах перейдем на вкладку «Сервис» и выполним проверку.

После проверки получим результат. Как видим, для проверки системного тома перезагрузки не потребовалось.

Применение образа LiveCD не требует перезагрузки системы, так как утилита chkdsk будет работать с заблокированными томами - даже системный и тот не используется, а потому нет надобности планировать проверку перед следующей загрузкой. Утилита сразу же проверит требуемый диск. При этом это можно сделать как в графическом интерфейсе, так и в консоли командной строки.

Чтобы запустить с правами администратора командную строку, перейдем к консоли через пункт меню «Программы».

В окне командной строки укажем утилите проверяемый диск и флаг f. Как видим, и здесь не понадобилось перезагрузки, а утилита сделала все этапы сразу же.

Наиболее распространенной на сегодняшний день файловой системой остается NTFS, хотя Windows продолжает поддерживать форматы FAT, предоставляя их локальные драйверы для работы, например, с «флэш»-накопителями. Утрата целостности метафайлов файловой системы (файла главной таблицы, файла битовой карты) становится причиной возникновения ошибки «Файловая система повреждена». Примером такого рода ошибки может стать широко обсуждаемая тема непредвиденной потери томами своего пространства во время выполнения операций по изменению размеров томов.

Реконструировать поврежденные метафайлы можно с помощью утилиты chkdsk, поставляемой вместе с операционной средой Windows. Ее можно выполнить как в графическом интерфейсе, так и из командной строки. После перезагрузки утилита восстановит работоспособность файловой системы. Если же в результате повреждений файловой системы становится невозможной загрузка операционной системы, тогда следует воспользоваться возможностями LiveCD.