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基础篇2

第1章 固态存储技术概述2

1.1 Flash存储器的发展2

1.1.1 内部存储器的发展3

1.1.2 各类存储卡的发展3

1.1.3 U盘的发展4

1.1.4 固态硬盘的发展4

1.2 计算机内部存储器基础知识5

1.2.1 计算机存储系统概述5

1.2.2 计算机存储器工作流程6

1.3 Flash存储器简述7

1.3.1 Flash的制造7

1.3.2 Flash数据存储简介9

1.3.3 Flash技术特性11

1.3.4 NOR Flash与Nand Flash区别12

第2章 Nand Flash存储器基础知识15

2.1 Nand Flash种类15

2.1.1 SLC、MLC、TLC及QLC的含义15

2.1.2 SLC、MLC、TLC及QLC的存储原理16

2.1.3 MLC技术的改进17

2.1.4 3D V-Nand技术17

2.2 Nand Flash逻辑结构18

2.3 Nand Flash操作特点19

第3章 Flash存储卡基础知识20

3.1 Flash存储卡综述20

3.2 Flash存储卡的种类23

3.2.1 CF卡系列23

3.2.2 SD技术25

3.2.3 MMC卡31

3.2.4 其他类型的存储卡33

3.3 购买存储卡注意事项43

3.4 存储卡使用注意事项44

3.5 存储卡常见故障及解决方法45

第4章 U盘基础知识47

4.1 USB技术介绍47

4.1.1 USB的通信模型48

4.1.2 USB设备检测及初始化48

4.1.3 USB的性能特点49

4.2 U盘的结构50

4.2.1 U盘的结构简述50

4.2.2 U盘电路功能模块51

4.2.3 U盘工作原理63

4.2.4 U盘技术参数63

4.2.5 U盘使用注意事项63

4.3 量产基本知识64

4.3.1 量产定义64

4.3.2 量产工具64

4.3.3 量产案例65

第5章 固态硬盘的基础知识67

5.1 固态硬盘的定义67

5.2 固态硬盘的种类67

5.2.1 基于闪存的固态硬盘67

5.2.2 基于DRAM的固态硬盘68

5.2.3 基于NRAM的固态硬盘68

5.3 固态硬盘的优缺点69

5.3.1 优点69

5.3.2 缺点69

5.4 固态硬盘内部结构70

5.4.1 控制模块70

5.4.2 缓存模块71

5.4.3 存储模块71

5.4.4 接口模块71

5.5 固态硬盘主控介绍74

5.5.1 固态硬盘主流主控介绍74

5.5.2 主控体系架构74

5.5.3 固态硬盘主控固件75

5.6 固态硬盘管理76

5.6.1 映射表76

5.6.2 重映射与垃圾回收77

5.6.3 损耗平衡78

5.6.4 TRIM79

5.7 固态硬盘的优化79

5.7.1 固态硬盘的使用环境优化80

5.7.2 固态硬盘的分区优化80

5.8 固态硬盘的使用81

原理篇84

第6章 固态存储器文件系统介绍84

6.1 固态存储文件系统概述84

6.2 基于模拟块设备的通用文件系统86

6.2.1 模拟块设备文件系统结构86

6.2.2 FTL的功能介绍87

6.3 基于Flash的文件系统88

6.3.1 嵌入式文件系统的特性88

6.3.2 嵌入式日志型文件系统89

6.3.3 嵌入式文件系统体系结构91

第7章 FAT文件系统92

7.1 FAT文件系统概述92

7.2 FAT文件系统组成94

7.2.1 DBR分析94

7.2.2 文件分配表95

7.2.3 文件目录表97

7.3 FAT文件系统各区域的相互关系102

7.3.1 FAT16文件系统各区域的关系103

7.3.2 FAT32系统各区域的关系106

第8章 NTFS文件系统108

8.1 NTFS的优点108

8.2 NTFS文件系统中的概念109

8.3 NTFS文件的引导扇区111

8.4 NTFS的元文件112

8.4.1 NTFS元文件的相关概念112

8.4.2 NTFS对磁盘及分区的区域划分114

8.4.3 NTFS访问卷的流程114

8.4.4 NTFS元数据文件及其功能114

第9章 ExFAT文件系统118

9.1 ExFAT简介118

9.2 ExFAT格式综述119

9.2.1 ExFAT存储结构119

9.2.2 VBR结构120

9.3 ExFAT文件系统的FAT表分析122

9.3.1 FAT表的结构特点122

9.3.2 FAT表的实际应用123

9.4 ExFAT文件系统的簇位图文件分析125

9.5 大写字符文件分析125

9.6 ExFAT文件系统的目录项分析126

9.6.1 ExFAT目录项的结构特点126

9.6.2 ExFAT文件系统根目录项与子目录项的管理133

第10章 ExtX文件系统143

10.1 ExtX文件系统的发展简史143

10.2 ExtX文件系统简介144

10.2.1 Ext2（The second extended file system）144

10.2.2 Ext3（The third extended file system）145

10.2.3 Ext4（The fourth extended file system）146

10.3 基本概念147

10.4 Ext4文件系统架构分析151

10.4.1 Ext4文件系统布局综述151

10.4.2 数据块和Inode分配策略154

10.5 超级块154

10.5.1 超级块数据结构154

10.5.2 相关数据结构知识解释156

10.6 块组描述符和块组描述符表159

10.7 数据块位图与inode位图160

10.8 extent与i-节点161

10.8.1 Ext3数据块映射161

10.8.2 extent162

10.8.3 i-节点表与i-节点数据结构166

10.9 目录项171

10.9.1 线性目录172

10.9.2 哈希树172

10.10 文件系统日志176

10.10.1 Ext4文件系统日志特点177

10.10.2 文件系统日志结构177

第11章 YAFFS文件系统181

11.1 应用背景181

11.2 文件系统组织结构182

11.3 文件存储过程184

11.4 垃圾回收机制187

11.5 文件地址映射表的建立188

11.6 闪存扫描与checkpoint189

11.7 关键流程解析192

11.7.1 挂载流程192

11.7.2 打开流程193

11.7.3 读取流程194

11.7.4 写入流程194

11.7.5 删除流程194

11.7.6 垃圾回收195

11.8 数据恢复思路195

实战篇198

第12章 固态存储的数据恢复原则198

12.1 数据恢复基本知识198

12.1.1 故障类型及诊断198

12.1.2 数据恢复基本原则200

12.2 数据恢复的方法类别201

12.2.1 镜像201

12.2.2 置换202

12.2.3 旁路202

12.2.4 修复203

12.2.5 雕复203

12.3 Flash设备的数据获取205

12.3.1 逻辑级获取205

12.3.2 物理级获取209

12.3.3 芯片级获取210

12.4 固态存储的数据恢复工具212

12.4.1 软件级恢复常用工具213

12.4.2 元件级恢复常用工具213

12.4.3 芯片级恢复常用工具214

第13章 固态存储的软件级恢复215

13.1 分区表的修复215

13.1.1 分区表基础知识215

13.1.2 分区表故障原因220

13.1.3 分区表故障修复思路221

13.1.4 减少分区表发生故障的相关措施222

13.1.5 分区表修复案例222

13.2 FAT文件系统恢复224

13.2.1 文件的查找224

13.2.2 文件的删除228

13.2.3 FAT系统对长文件名的管理233

13.2.4 FAT系统对子目录的管理235

13.2.5 FAT32文件系统数据恢复案例239

13.3 NTFS文件系统恢复244

13.3.1 NTFS文件系统中文件删除特征244

13.3.2 常驻属性与非常驻属性247

13.3.3 NTFS数据恢复实例248

13.4 ExFAT文件系统恢复251

13.4.1 ExFAT文件系统删除文件的分析251

13.4.2 ExFAT文件系统误格式化的处理252

13.4.3 ExFAT文件系统数据恢复思路258

13.5 Extx文件系统恢复260

13.5.1 Ext4数据恢复基本思路260

13.5.2 数据恢复注意事项261

13.5.3 数据恢复案例261

13.6 YAFFS文件系统恢复263

13.7 sqlite数据库恢复265

第14章 固态存储设备的元件级修复267

14.1 常见元件识别与故障诊断267

14.1.1 晶体振荡器267

14.1.2 电阻器268

14.1.3 电容器269

14.1.4 电感器与磁珠271

14.1.5 二极管272

14.1.6 三极管273

14.1.7 片状集成电路275

14.2 焊接缺陷与检查276

14.2.1 虚焊276

14.2.2 搭焊277

14.2.3 堆焊278

14.2.4 松动278

14.2.5 拉尖278

14.2.6 焊接缺陷的检查278

14.3 Flash设备的元件级维修279

14.3.1 芯片拆焊280

14.3.2 拆焊后处理280

14.3.3 芯片焊接281

14.3.4 焊接后处理282

14.3.5 环境因素对焊接质量的影响283

14.4 元件级维修案例介绍284

第15章 固态存储设备芯片级恢复286

15.1 芯片级恢复一般流程286

15.1.1 处理Flash芯片286

15.1.2 连接Flash读取设备与计算机288

15.1.3 创建恢复任务288

15.1.4 读取Flash芯片镜像291

15.1.5 查找现有解决方案294

15.1.6 数据存储算法分析298

15.2 文件系统元数据300

15.2.1 MBR/EBR300

15.2.2 保护MBR/EFI300

15.2.3 DBR301

15.2.4 FAT表项302

15.2.5 MFT表项302

15.2.6 FAT特殊目录项303

15.3 数据存储算法分析303

15.3.1 芯片整体加密判断303

15.3.2 页结构分析306

15.3.3 分离结合判断309

15.3.4 分区判断311

15.4 芯片级恢复案例介绍312

15.4.1 人工辅助分析案例312

15.4.2 纯人工分析案例316