Что делает операционная система, когда файл удаляется с диска

Обновлено: 21.11.2024

Когда мы удаляем что-то с нашего компьютера, ноутбука или любого другого вычислительного устройства, мы предполагаем, что память перемещается в корзину. Однако что, если мы удалим память из корзины? Оно исчезло навсегда? Оно спрятано где-то в глубинах памяти? Или правительство закодировало его и спрятало в бункере секретных данных?! Что ж, прежде чем мы углубимся в то, что происходит с удаленными файлами, давайте кратко рассмотрим два типа памяти, которые играют решающую роль в рабочей памяти компьютера.

Рекомендуемое видео для вас:

Энергозависимая и вспомогательная память

(Фото предоставлено Pixabay)

Энергозависимая память, как следует из названия, является энергозависимой, но, выражаясь более полезными словами, этот тип памяти работает только при включенном компьютере. В тот момент, когда вы отключаете питание, этот конкретный вид памяти теряется. Два типа памяти, классифицируемые как энергозависимая память, — это RAM и ROM. RAM означает оперативную память, а ROM означает память только для чтения. Основная задача ОЗУ заключается в хранении памяти, к которой ЦП (центральный процессор) может легко получить доступ очень быстро. Несколько вкладок, открытых в вашем веб-браузере, текстовый документ и видеоплеер, открытые одновременно, сохраняются. Некоторые формы программирования и вычислений также требуют чрезмерного использования оперативной памяти вашего компьютера. Однако, в отличие от вспомогательной памяти (о которой мы поговорим ниже), ОЗУ не может удерживать память в течение определенного периода времени, пока на нее не будет подано питание.

Вспомогательная память известна под другими терминами, такими как статическая память или внешняя память. Вспомогательная память также поставляется в нескольких формах, таких как CD (компакт-диск) и жесткие диски. Это форма памяти, в которой пользователь может хранить большую часть своих данных. Большинство вспомогательных систем памяти состоят из памяти, которая сильно ферромагнитна. Ферромагнитный элемент — это такой элемент, который содержит внутри себя рассеянные магнитные полюса. Память сохраняется путем намагничивания магнитных диполей в определенной ориентации. Как только это будет сделано, компьютер может вернуться и получить эти постоянные данные всякий раз, когда они понадобятся пользователю. Существует новое поколение вспомогательной памяти, известное как твердотельные накопители (SSD). SSD также известен как флэш-память. Они чрезвычайно быстры с точки зрения хранения и извлечения данных для пользователей и являются наиболее предпочтительной формой дополнительной памяти в современных вычислительных устройствах.

Удаление файла

Вопреки распространенному мнению, в тот момент, когда вы удаляете файл, он не исчезает с жесткого диска волшебным образом. Фактически, для этого конкретного вопроса мы будем рассматривать только операционную систему Windows. Windows, в частности, отслеживает все файлы, присутствующие на жестком диске. Это делается с помощью так называемых «указателей». Каждый файл или папка на жестком диске имеет указатель, который сообщает Windows, где находится конкретный файл на жестком диске. Когда вы удаляете файл, Windows удаляет указатель и изменяет статус местоположения файла на «Доступен». С точки зрения файловой системы в операционной системе файл больше не присутствует на жестком диске, а сектор, содержащий файл, считается свободным пространством.

(Фото предоставлено Pixabay)

Однако есть одна загвоздка! Пока ОС Windows не перезапишет новые данные в доступные сектора, файл все еще существует и его можно восстановить. Существуют программы восстановления файлов, которые могут сканировать жесткий диск на наличие этих удаленных файлов и восстанавливать их. Теперь может возникнуть вопрос, почему компьютер просто не удаляет файлы напрямую. Ну, ответ на это довольно прост. Удаление указателя происходит намного быстрее, чем удаление всех данных, присутствующих в этом конкретном секторе. Например, если вы когда-нибудь замечали, удаление файла размером 10 ГБ происходит почти мгновенно, по сравнению с записью файла размером 10 ГБ. Удаление файла размером 10 ГБ занимает столько же времени, сколько его запись. Единственный случай, когда он действительно удаляется или стирается, — это когда новые данные записываются поверх сектора, который не имеет указателя на него (удаленный файл).

Вся приведенная выше информация относится к тому, как память обрабатывается с точки зрения жесткого диска, но твердотельные накопители работают по-другому.Сектор памяти в SSD известен как ячейка флэш-памяти. Когда вы используете SSD, файлы мгновенно стираются, независимо от задействованной операционной системы. В SSD данные не могут быть записаны поверх существующих данных, присутствующих в ячейке флэш-памяти. Чтобы записать данные, первое, что необходимо сделать, это стереть данные во флэш-ячейке. Таким образом, в следующий раз, когда вы удалите файл, помните, что он все еще где-то на жестком диске, если только у вас нет SSD!

Когда вы впервые удаляете файл, он перемещается в корзину компьютера, корзину или что-то подобное в зависимости от вашей операционной системы. Когда что-то отправляется в Корзину или Корзину, значок меняется, показывая, что оно содержит файлы, и при необходимости позволяет восстановить удаленный файл.

Позже, когда вы очистите корзину или корзину, значок снова изменится на пустую корзину, а файлы будут удалены.

Занимают ли файлы в корзине место на диске?

Да. Поскольку файлы не помечены для удаления, они по-прежнему занимают место на диске при сохранении в корзине. После очистки это место на диске восстанавливается.

После удаления файла

Когда компьютер удаляет файл или очищается корзина, удаляется ссылка на файл на жестком диске. После удаления заголовка файла или ссылки компьютер больше не может видеть файл. Место, занимаемое файлом, больше не резервируется для этого файла, и любой новый файл может быть сохранен в этом месте.

Что это значит? Файл больше не читается компьютером. Однако файл остается на жестком диске до тех пор, пока другой файл или часть другого файла не будет сохранена в том же месте.

Поскольку файл технически существует, его можно восстановить с помощью программного обеспечения для восстановления данных, чтобы восстановить заголовок файла, что позволит компьютеру снова увидеть файл. Это программное обеспечение работает только в том случае, если поверх удаленного файла не было сохранено никаких других файлов или данных.

Почему компьютеры не удаляют файлы?

Компьютеру быстрее удалить ссылку на файл, чем дать указание жесткому диску перезаписать файл другими данными.

Убедиться, что файл невозможно восстановить

Запуск низкоуровневого форматирования или другой утилиты, которая перезаписывает все удаленные файлы нулями или другим мусором, — единственный способ гарантировать невозможность восстановления файлов. Низкоуровневый формат также можно назвать заполнением нулями из-за записи нулей на жесткий диск. Когда удаленное файловое пространство перезаписывается нулями или любыми другими данными, его уже невозможно восстановить.

Крис Хоффман

Крис Хоффман
Главный редактор

Крис Хоффман – главный редактор How-To Geek. Он писал о технологиях более десяти лет и два года был обозревателем PCWorld. Крис писал для The New York Times, давал интервью в качестве эксперта по технологиям на телевизионных станциях, таких как NBC 6 в Майами, и освещал свою работу в таких новостных агентствах, как BBC. С 2011 года Крис написал более 2000 статей, которые были прочитаны почти миллиард раз — и это только здесь, в How-To Geek. Подробнее.

Когда вы удаляете файл, он на самом деле не стирается — он продолжает существовать на вашем жестком диске даже после того, как вы очистите его из корзины. Это позволяет вам (и другим людям) восстанавливать файлы, которые вы удалили.

Если вы не будете осторожны, это также позволит другим людям восстановить ваши конфиденциальные файлы, даже если вы думаете, что удалили их. Это особенно важно при утилизации компьютера или жесткого диска.

Что происходит, когда вы удаляете файл

Windows (и другие операционные системы) отслеживают расположение файлов на жестком диске с помощью «указателей». У каждого файла и папки на жестком диске есть указатель, который сообщает Windows, где начинаются и заканчиваются данные файла.

Когда вы удаляете файл, Windows удаляет указатель и помечает сектора, содержащие данные файла, как доступные. С точки зрения файловой системы файл больше не присутствует на вашем жестком диске, а сектора, содержащие его данные, считаются свободным пространством.

Однако до тех пор, пока Windows фактически не запишет новые данные в сектора, содержащие содержимое файла, файл все еще можно восстановить.Программа восстановления файлов может сканировать жесткий диск на наличие этих удаленных файлов и восстанавливать их. Если файл был частично перезаписан, программа восстановления файлов может восстановить только часть данных.

Обратите внимание, что это не относится к твердотельным накопителям (SSD). Причины этого см. ниже.

Почему удаленные файлы не стираются сразу

Если вам интересно, почему ваш компьютер не стирает файлы, когда вы их удаляете, на самом деле это довольно просто. Удаление указателя файла и пометка его пространства как доступного — чрезвычайно быстрая операция. Напротив, фактическое стирание файла путем перезаписи его данных занимает значительно больше времени. Например, если вы удаляете файл размером 10 ГБ, это будет почти мгновенно. Чтобы действительно стереть содержимое файла, может потребоваться несколько минут — столько же, сколько если бы вы записывали 10 гигабайт данных на жесткий диск.

Чтобы повысить производительность и сэкономить время, Windows и другие операционные системы не стирают содержимое файла при его удалении. Если вы хотите стереть содержимое файла при его удалении, вы можете использовать инструмент «уничтожения файлов» — дополнительную информацию см. в последнем разделе.

Твердотельные накопители работают по-другому. Все это не относится к твердотельным накопителям (SSD). Когда вы используете SSD с поддержкой TRIM (все современные SSD поддерживают TRIM), удаленные файлы удаляются немедленно и не могут быть восстановлены. По сути, данные не могут быть перезаписаны в ячейки флэш-памяти — для записи новых данных содержимое флэш-памяти необходимо сначала стереть. Ваша операционная система немедленно стирает файлы, чтобы ускорить запись в будущем — если она не удалит данные файла немедленно, перед записью в будущем придется сначала стереть флэш-память. Это замедлит запись на SSD со временем.

Восстановление удаленных файлов

Если вы случайно удалили файл и хотите вернуть его, вам следует помнить о некоторых вещах:

Вы должны восстановить файл как можно скорее: поскольку Windows продолжает записывать файлы на ваш жесткий диск, вероятность того, что она перезапишет удаленные файлы, возрастает. Если вы хотите быть уверены, что сможете восстановить файл, выполните восстановление немедленно.
Следует стараться использовать жесткий диск как можно меньше. Лучший способ восстановить удаленный файл с жесткого диска – это выключить компьютер сразу после удаления файла, вставить жесткий диск в другой компьютер и использовать операционная система, работающая на другом жестком диске, для ее восстановления. Если вы попытаетесь восстановить файл, установив программу восстановления файлов на тот же жесткий диск, процесс установки и обычное использование жесткого диска могут перезаписать файл.

В Windows нет встроенного инструмента, который сканирует ваш жесткий диск на наличие удаленных файлов, но есть множество сторонних инструментов, которые делают это. Recuva, созданная разработчиками CCleaner, — хороший вариант. Recuva и другие утилиты могут сканировать жесткий диск на наличие удаленных файлов и позволяют их восстановить.

Предотвращение восстановления удаленных файлов

Если на вашем компьютере хранятся конфиденциальные личные данные, такие как финансовые документы и другая конфиденциальная информация, вы можете опасаться, что кто-то сможет восстановить ваши удаленные файлы. Если вы продаете или иным образом избавляетесь от компьютера или жесткого диска, вам следует проявлять осторожность.

Вы можете использовать утилиту, которая автоматически стирает свободное место на вашем жестком диске: при записи других данных на свободное место на жестком диске все удаленные файлы будут стерты. Например, это может сделать встроенный в CCleaner инструмент Drive Wiper.

Чтобы исключить возможность восстановления отдельного файла, вы можете удалить его с помощью приложения для уничтожения файлов, такого как Eraser. Когда файл измельчается или стирается, он не только удаляется, но и его данные полностью перезаписываются, что не позволяет другим людям восстановить его. Однако это не всегда может защитить вас — если вы сделали копию файла и удалили оригинал в какой-то момент, другая удаленная копия файла может все еще скрываться на вашем жестком диске.

Обратите внимание, что этот процесс занимает больше времени, чем обычное удаление файла, поэтому не рекомендуется удалять таким образом все файлы — это необходимо только для конфиденциальных файлов.

Чтобы действительно предотвратить восстановление ваших данных кем-либо, вы можете использовать программу очистки диска, такую как DBAN (Darik's Boot и Nuke). Запишите DBAN на компакт-диск, загрузитесь с него, и он сотрет все с вашего жесткий диск, включая вашу операционную систему и все ваши личные файлы, перезаписывая их бесполезными данными. Это очень полезно при избавлении от компьютера — это поможет вам убедиться, что все ваши личные данные удалены.

Хотя некоторые считают, что файлы все еще можно восстановить после перезаписи, факты показывают, что одной очистки должно быть достаточно.

Теперь вы должны понимать, почему удаленные файлы можно восстановить, а когда нельзя. Помните об этом, избавляясь от компьютера или жесткого диска — ваши конфиденциальные файлы могут оставаться на жестком диске, если вы не стерли их должным образом.

› Как восстановить несохраненный файл Microsoft Office
› Как уменьшить виртуальную машину VirtualBox и освободить место на диске
› Как стереть диски с Windows, Mac или загрузочного диска
› Как зашифровать системный диск Windows с помощью VeraCrypt
› Могут ли правоохранительные органы действительно восстановить файлы, которые вы удалили?
› Ubuntu по умолчанию не обрезает твердотельные накопители: почему и как это сделать самостоятельно
› Как функция «Сбросить этот компьютер» в Windows 10 стала более мощной
›5 шрифтов, которые следует прекратить использовать (и лучшие альтернативы)

Ответ: Почти всегда. По крайней мере, не сразу.

«Мы очистили вашу корзину для мусора», — сказал Компьютер. Используете ли вы Windows, OS X или Linux, многие люди слишком доверяют своим вычислительным средам и верят компьютеру на слово. Не делайте этой ошибки. То, что вы удалили файл, не означает, что данные на самом деле исчезли.

Что вы имеете в виду под удаленным файлом?

Традиционные вращающиеся жесткие диски хранят данные на полированных магнитных металлических (либо стеклянных, либо керамических с тонким слоем металла) пластинах и хранят данные в виде намагничивающих секторов. Намагниченная секция представляет собой «1», а размагниченная секция представляет «0».

Когда вы удаляете файл, операционная система просто помечает область, в которой находятся эти данные, на диске доступной, и логически удаляет ее из структуры файлового дерева. Магнитные данные по-прежнему находятся на диске, но ссылка на них удалена из операционной системы. Для извлечения этих удаленных файлов можно использовать инструмент извлечения данных, например Recuva от Piriform или Data Rescue от Prosoft.

Эти инструменты сканируют диск на наличие намагниченных участков и пытаются восстановить недавно удаленные файлы, даже если они могут восстановить только часть их.

Удалит ли форматирование мои личные данные?

На первый взгляд, да, но это не значит, что это необратимо. Возможность восстановления зависит от самого диска и от того, как вы его отформатировали. Например, быстрое форматирование удаляет файлы, как указано выше, и снова все данные остаются на магнитном накопителе. Это занимает больше времени, но вам следует снять флажок быстрого форматирования, если вы заботитесь о безопасности.

«Удаленные» данные остаются на диске.

Полное форматирование диска обычно включает процесс, называемый обнулением, при котором во всех магнитных секторах диска записывается «0». Даже этот процесс не удаляет все следы данных.

«Обнуленные» сектора на жестком диске.

«Обнуление» стирает данные, но из-за природы намагничивания может оставлять небольшие следы, как вы можете видеть выше, которые могут показать, какие биты использовались для чтения «1». Команды криминалистического восстановления данных используют этот прием. Хорошие аналитические инструменты могут считывать эти тонкие следы и использовать их, чтобы попытаться угадать, какие биты использовались для чтения, и таким образом восстановить отформатированные данные.

Так как же на самом деле что-то удалить?

Вы можете безопасно удалить данные с жесткого диска, используя многопроходное удаление.По сути, специально разработанное программное обеспечение записывает случайные биты (вместо нулей) на жесткий диск, чтобы перезаписать все данные на диске. Затем он повторяет этот процесс несколько раз, чтобы убедиться, что любые остаточные трассы перезаписаны настолько хорошо, что невозможно расшифровать, какая трасса возникла в результате какой перезаписи. Министерство обороны выпустило собственную спецификацию безопасного удаления под названием DoD 5220.22-M. Для этой спецификации требуется 3 прохода: нули, единицы и случайные данные соответственно.

С традиционными вращающимися магнитными накопителями эти методы стирания можно использовать для удаления данных со всего диска или с определенной части диска, если, например, вы хотите безопасно удалить один файл.

То есть SSD и флеш-устройства работают одинаково?

К сожалению, нет. SSD и флэш-память используют контроллер накопителя для косвенного чтения и записи. SSD не могут вносить изменения в отдельные биты напрямую и вместо этого должны записывать большие блоки вместе. Любые изменения требуют полной перезаписи этого блока, поэтому для ускорения процесса записи и предотвращения чрезмерного использования определенного раздела SSD контроллер накопителя управляет временем и местом записи с помощью процесса, называемого выравниванием записи. К сожалению, исследователи определили, что традиционные методы стирания данных, такие как описанные выше, не будут работать на твердотельных накопителях так же, как на жестких дисках. 1 Например, файлы нельзя безопасно стереть по отдельности. Чтобы безопасно стереть SSD, вы должны сделать специальный запрос контроллера на обнуление, однократное удаление и стирание кеша на всем диске. Не все программы для стирания данных могут выполнять такие вызовы или проверять результаты, поэтому очень важно использовать правильные инструменты при стирании SSD и флэш-устройств.

Теперь вы понимаете, что стоит за вымыслом о том, что простая очистка корзины или мусорной корзины удаляет ваши файлы навсегда. Это не гарантирует, что вы удалите файлы. Процесс удаления гораздо сложнее, и теперь вы знаете, как он работает.

Читайте также: