CN1277211C - 一种计算机操作系统的修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种计算机操作系统的修复方法，该方法至少包括以下步骤：a、预先在硬盘的HPA区备份所有与启动计算机有关的信息；b、在硬盘的HPA中设置自检模块，并在计算机的BIOS中增设用以调用自检模块的命令；c、计算机由硬盘引导启动时，由BIOS调用自检模块，并由自检模块判断所有与启动计算机有关的信息是否被破坏，如果是，则对损坏部分进行修复后启动计算机，否则直接启动计算机。应用本发明，每次通过硬盘启动计算机时，系统会自动对OS引导程序文件、硬盘引导信息、分区表信息和引导分区中引导扇区中的信息进行检查并修复损坏部，而不再需要用户的介入，方便了用户的应用，同时利用HPA区域保存备份数据，确保了备份数据的安全性。

Description

一种计算机操作系统的修复方法

技术领域

本发明涉及计算机安全技术领域，特别是指一种计算机操作系统的修复方法。

背景技术

目前随着计算机的普及以及互联网的日益完善，上网已成了计算机用户日常生活的一部分，但随之而来的电脑病毒的数量也是与日俱增，而且其危害也越来越大，同时，网上的黑客也威胁到计算机用户的数据安全和正常使用，如何对操作系统(OS：Operation System)进行保护已成为电脑用户首要解决的问题。一般而言，除了用户的误操作使OS的重要文件被破坏而导致系统无法正常启动外，更多的是由于OS的重要文件意外损坏或丢失，或由于引导记录被病毒破坏而引起的操作系统无法正常启动。通常的解决方法如下：

1)应用备份/恢复技术对OS进行备份并恢复。通常有两种备份方式，一是借助外部存储设备进行备份，如磁盘机、刻录机、MO、ZIP驱动器以及软盘等。另一种方式是应用备份硬盘进行备份，使用该方法时需要在计算机内除了设置用来存储操作系统和用户数据的硬盘之外，再设置一个用于备份该硬盘数据的备份硬盘。备份时需要引导计算机到DOS环境中进行备份，备份完成后需要再次重新引导计算机，从DOS环境切换回Windows环境中。

应用备份/恢复技术的缺陷在于：无论采取哪种方式进行备份都需要用户手动参与，且需要用户有一定的计算机使用能力。如果用户没有备份或没有及时备份，那么就会丢失很多数据。并且该方法需对OS所在的分区数据进行全部备份/恢复，占用空间大，备份/恢复需要时间长。

2)通过在同一硬盘建立不同分区对OS进行备份和修复。目前一些硬盘分区软件可以对硬盘进行分区，然后在新建立的分区中保存备份数据，如果其他分区的数据遭到破坏，可以利用备份分区内的数据对其进行恢复。

应用同一硬盘建立不同分区的方法的缺陷在于：该方法需要用户手动来备份数据，同样地，如果用户没有备份或没有及时备份，那么就会丢失很多数据。而且由于新建立的备份分区和其它数据位于同一个硬盘中，并不能完全免除计算机病毒或者其它误操作的影响，同样可能被破坏，同时这些备份文件可以轻易地被访问或删除，因此安全性和可靠性较差。

3)应用恢复盘(Recovery CD)对OS进行修复。计算机厂商在计算机出厂时直接设置一张利用光盘或软盘作为载体的恢复盘，并保留了计算机在出厂时的操作系统和应用软件数据。当用户的计算机系统崩溃时，用户可以直接使用恢复盘将计算机恢复到出厂时的状态。

应用恢复盘进行修复的缺陷在于：该方式相当于用户重新手动安装一遍OS，费时、费力、复杂，并且几乎所有的应用软件都需要重新安装一遍。并且恢复盘是以附加物形式提供的，用户必须妥善保存，一旦丢失就不能再进行恢复，因此对用户来说也并不方便。

4)应用OS自我检查和恢复技术对OS进行修复。如Windows操作系统自带的使系统还原到以前某一状态的工具，当用户的计算机出现故障时，用户重新引导计算机，进入安全模式后实现对OS的修复。

应用OS自我检查和恢复技术的缺陷在于：在系统被破坏后，需要用户手动重新引导启动计算机，而且该计算机必须能够进入安全模式才有可能实现状态的修复，否则修复工作根本无法进行，并且该备份数据是保存在普通的分区中，很容易被破坏。

5)应用防火墙和杀毒软件等计算机安全软件对OS进行修复。该方法是通过用户手工设置杀毒软件或防火墙软件进入实时监控状态以防止计算机病毒的入侵，并且应用防火墙和杀毒软件对OS系统进行杀毒操作，从而实现对OS的修复。

应用防火墙和杀毒软件的缺陷在于：到目前为止，尚未有理论模型表明某种或某几种杀毒软件可清除所有的未知病毒或黑客程序，而且虽然杀毒软件可清除大部分病毒，但它需由用户手工设置后，才能进行杀毒操作，而且还需要用户定时更新病毒码，因此具有一定的滞后性。应用杀毒、防火墙软件的实时监控程序会占用一部分系统资源，降低了计算机的性能。有时一些杀毒、防火墙软件还会与其它软件发生冲突并造成系统瘫痪等严重的后果。并且，应用该方法对由于用户误操作所造成的损失或系统崩溃所造成的文件丢失是没有办法避免的。

综上所述，目前虽然提出了多种修复系统的方法，但它们共同的缺点是都必须有用户手工操作的参与才能完成，且上述的所有方法只能保护OS本身的安全，当硬盘引导信息或分区表被破坏后，上述方法就都无能为力了。同时，所备份的数据并不十分安全。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种计算机操作系统的修复方法，使计算机每次启动时系统自动检查OS引导程序文件并修复损坏部部分，同时系统对硬盘引导信息(MBR扇区)、分区表信息和引导分区中引导扇区中的信息也进行自动检查并修复损坏部部分。

为达到上述目的本发明的技术方案是这样实现的：

一种计算机操作系统的修复方法，该方法至少包括以下步骤：

a、预先在硬盘的HPA(Host Protected Area)区备份所有与启动计算机有关的信息；

b、在硬盘的HPA中设置自检模块，并在计算机的基本输入输出单元(BIOS)中增设用以调用自检模块的命令；

c、计算机由硬盘引导启动时，由基本输入输出单元调用HPA中的自检模块，并由自检模块判断所有与启动计算机有关的信息是否被破坏，如果是，则对损坏部分进行修复后启动计算机，否则直接启动计算机。

较佳地，步骤a所述所有与启动计算机有关的信息至少包括操作系统的文件、硬盘引导信息、分区表信息和引导分区中引导扇区的数据信息。

较佳地，所述步骤a进一步包括：在首次备份时，将操作系统的文件、硬盘引导信息、分区表信息和引导分区中引导扇区的数据信息完全备份到硬盘的HPA中。

较佳地，在非首次备份时，系统采用定时的方式，或监控方式对操作系统的文件进行增量备份，对硬盘引导信息、分区表信息和引导分区中引导扇区的数据信息进行完全备份。

较佳地，所述采用定时的备份方式至少包括以下步骤：

a1、用户设定定时备份的时间点或间隔时间；

a2、到达备份时间点后，对所有与启动计算机有关的信息进行备份。

较佳地，所述采用监控的备份方式至少包括以下步骤：

a1、用户启动监控程序，对所有与启动计算机有关的信息进行监控；

a2、判断被监控文件的数据是否发生变化，如果是，则执行步骤a3，否则重复执行a2；

a3、判断硬盘引导信息的数据是否发生变化，如果是，则对当前的硬盘引导信息的数据进行完全备份后，执行步骤a4，否则直接执行步骤a4；

a4、判断分区表信息的数据是否发生变化，如果是，则对当前的分区表信息的数据进行完全备份后，执行步骤a5，否则直接执行步骤a5；

a5、判断引导分区中引导扇区的数据是否发生变化，如果是，对当前的引导分区中引导扇区的数据进行完全备份后，执行步骤a6，否则直接执行步骤a6；

a6、判断操作系统中的文件是否发生变化，如果是，则对当前的操作系统的数据进行增量备份后，结束备份操作，否则直接结束备份操作。

较佳地，上述判断是根据被监控文件的大小、修改时间或该被监控文件所生成的校验和是否发生变化，来判断被监控文件的数据是否发生变化的。

较佳地，步骤c所述自检模块对所有与启动计算机有关的信息进行检测及修复进一步包括以下步骤：

c1、自检模块判断硬盘引导信息的数据是否被破坏，如果是，则利用HPA中已备份的硬盘引导信息对损坏部分进行修复后，执行步骤c2，否则直接执行步骤c2；

c2、自检模块判断分区表信息的数据是否被破坏，如果是，则利用HPA中已备份的分区表信息对损坏部分进行修复后，执行步骤c3，否则直接执行步骤c3；

c3、自检模块判断引导分区中引导扇区的数据信息是否被破坏，如果是，则利用HPA中已备份的引导分区中引导扇区的数据信息对损坏部分进行修复后，执行步骤c4，否则直接执行步骤c4；

c4、自检模块判断操作系统核心引导程序文件的数据信息是否被破坏，如果是，则利用HPA中已备份的操作系统核心引导程序文件的数据信息对损坏部分进行修复后，执行步骤c5，否则直接执行步骤c5；

c5、操作系统引导程序调用引导文件；

c6、判断当前被调用的引导文件是否正常，如果是，则执行步骤c7，否则从硬盘的HPA中读取备份文件，并替换有问题的文件后，执行步骤c7；

c7、判断是否还需调用其它引导文件，如果是，则调用下一个引导文件后，执行步骤c6，否则正常启动计算机。

较佳地，步骤c1所述的判断方式是将当前硬盘上的硬盘引导信息的全文与HPA中备份的硬盘引导信息的全文进行比较，或将当前硬盘上的硬盘引导信息所产生的校验和与HPA中备份的硬盘引导信息所产生的校验和进行比较；

步骤c2所述的判断方式是将当前硬盘上的分区表信息与HPA中备份的分区表信息的全文进行比较；

步骤c3所述的判断方式是将当前硬盘上的引导分区中引导扇区的数据全文与HPA中备份的引导分区中引导扇区的数据全文进行比较，或将当前硬盘上的引导分区中引导扇区的数据所产生的校验和与HPA中备份的引导分区中引导扇区的数据所产生的校验和进行比较；

步骤c4所述的判断方式是将当前硬盘上的操作系统核心引导程序文件的全文与HPA中备份的操作系统核心引导程序文件的全文进行比较，或将当前硬盘上的操作系统核心引导程序文件所产生的校验和与HPA中备份的操作系统核心引导程序文件所产生的校验和进行比较。

应用本发明，每次通过硬盘启动计算机时，系统会自动对OS引导程序文件、硬盘引导信息、分区表信息和引导分区中引导扇区中的信息进行检查并修复损坏部分，而不再需要用户的介入，方便了用户的应用。并且利用硬盘的HPA区保存所有与启动计算机有关的备份信息，使所备份的数据不会被系统其它程序或病毒所破坏，同时也不会被各种硬盘工具发现或修改，确保了备份数据的安全性，由于现在计算机的硬盘通常较大，因而用户不用再购买其它存储设备用以保存备份数据，节约了用户的开支。

附图说明

图1所示为应用本发明的定时进行非首次备份的流程图；

图2所示为应用本发明的应用监控程序进行非首次备份的流程图；

图3所示为应用本发明的系统自动检测并恢复OS文件、硬盘引导信息、分区表信息和引导分区中引导扇区中的信息的流程图；

图4所示为应用本发明的OS引导程序的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，以下参照附图并举实施例，对本发明做进一步详细说明。

本发明的思路是：将OS的所有引导程序文件、硬盘引导信息、分区表信息和引导分区中引导扇区中的数据信息完全备份到硬盘的HPA中；在硬盘的HPA中增加自检模块，在BIOS中增加调用HPA自检模块的命令；当BIOS自检完毕后，如果计算机是通过硬盘引导启动，则首先调用HPA中的自检模块，自动对OS的引导程序文件以及硬盘引导信息、分区表信息和引导分区中引导扇区中的数据信息进行检查，并自动对损坏部分进行修复。这样，每次通过硬盘启动计算机时，系统都会自动检测所有与启动计算机有关的信息，并自动对损坏部分进行修复。

支持HPA特性的计算机硬盘可以对硬盘高端的空间进行保护，使系统或其它程序无法对该空间进行访问，本发明正是利用硬盘HPA区的这种特性以保证备份数据的安全性。通常情况下，只有系统在BIOS中或在DOS环境下，才能访问硬盘的HPA区，但应用本申请人提出的名称为“一种计算机硬盘数据恢复和备份的实现方法”、中国专利申请号为“031212969.4”的发明专利的申请，可在常规操作系统下实现对硬盘的HPA区的访问。

在首次备份时，将OS的所有引导程序文件、硬盘引导信息、分区表信息和引导分区中引导扇区的数据信息全部备份到硬盘的HPA中。在非首次备份时，系统对OS的所有引导文件进行增量备份；对硬盘引导信息、分区表信息和引导分区中引导扇区的数据信息进行完全备份，以使这些信息被破坏后，可以选择恢复到以前的多个时间点的多个版本。

用户可根据具体情况设定非首次备份的策略，该策略可以是设置定时时间或时间点，如每隔一天执行一次备份操作或每星期五中午十二点整执行一次备份操作；该策略也可以是设置一监控程序，如利用Windows的钩子功能实现对文件的监控，或在操作系统后台驻留一个监控程序，定时检查被监视文件的大小、修改时间或该被监控文件所生成的校验和是否发生变化，当监控程序监控到被监控数据发生变化后，执行一次备份操作。

图1所示为应用本发明的定时进行非首次备份的流程图。

步骤101，用户设定定时时间或时间点；

步骤102，到达定时时间或时间点后启动备份操作；

步骤103，对当前的硬盘引导信息进行完全备份；

步骤104，对当前的分区信息进行完全备份；

步骤105，对当前的引导分区中引导扇区的数据信息进行完全备份；

步骤106，对当前的OS中的引导程序文件进行增量备份后，结束备份操作。

图2所示为应用本发明的应用监控程序进行非首次备份的流程图。

步骤201，用户启动监控程序对所有与启动计算机有关的信息进行监控；

步骤202，根据被监视文件的大小、修改时间或该被监控文件所生成的校验和是否发生变化来判断被监控文件的数据是否发生变化，如果是，则执行步骤203，否则重复执行步骤202；

步骤203，判断硬盘引导信息的数据是否发生变化，如果是，则执行步骤204，否则执行步骤205；

步骤204，对当前硬盘引导信息的数据进行完全备份；

步骤205，判断分区信息的数据是否发生变化，如果是，则执行步骤206，否则执行步骤207；

步骤206，对当前分区信息的数据进行完全备份；

步骤207，判断引导分区中引导扇区的数据是否发生变化，如果是，则执行步骤208，否则执行步骤209；

步骤208，对当前引导分区中引导扇区的数据进行完全备份；

步骤209，判断OS中的文件是否发生变化，如果是，则执行步骤210，否则结束备份操作；

步骤210，对当前OS文件中的数据进行增量备份后，结束备份操作。

图3所示为应用本发明的系统自动检测OS文件、硬盘引导信息、分区表信息和引导分区中引导扇区中的信息并对损坏部分进行恢复的流程图。

步骤301，BIOS自检；

步骤302，BIOS判断是否从硬盘引导启动计算机，如果是，则执行步骤304，否则如果是从软盘或光盘启动计算机则执行步骤303；

步骤303，正常启动计算机，并结束；

步骤304，BIOS自检结束后，调用HPA中的自检模块以对所有与启动计算机有关的信息进行检测，并修复损坏部分；

步骤305，HPA中的自检模块判断硬盘引导信息的数据是否被破坏，如果是，则执行步骤306，否则执行步骤307；其判断方式是将当前硬盘上的硬盘引导信息的全文与HPA中备份的硬盘引导信息的全文进行比较，或将当前硬盘上的硬盘引导信息所产生的校验和与HPA中备份的硬盘引导信息所产生的校验和进行比较；

步骤306，利用HPA中备份的硬盘引导信息数据修复损坏部分；

步骤307，HPA中的自检模块判断分区信息的数据是否被破坏，如果是，则执行步骤208，否则执行步骤209；其判断方式是将当前硬盘上的分区信息与HPA中备份的分区信息的全文进行比较；

步骤308，利用HPA中备份的分区信息数据修复损坏部分；

步骤309，HPA中的自检模块判断引导分区中引导扇区数据信息的数据是否被破坏，如果是，则执行步骤310，否则执行步骤311；其判断方式是将当前硬盘上的引导分区中引导扇区的数据全文与HPA中备份的引导分区中引导扇区的数据全文进行比较，或将当前硬盘上的引导分区中引导扇区的数据所产生的校验和与HPA中备份的引导分区中引导扇区的数据所产生的校验和进行比较；

步骤310，利用HPA中备份的引导分区中引导扇区的数据信息修复损坏部分；

步骤311，HPA中的自检模块判断OS核心引导程序文件的数据是否被破坏，如果是，则执行步骤312，否则进入OS的启动引导程序；其判断方式是将当前硬盘上的OS核心引导程序文件的全文与HPA中备份的OS核心引导程序文件的全文进行比较，或将当前硬盘上的OS核心引导程序文件所产生的校验和与HPA中备份的OS核心引导程序文件所产生的校验和进行比较；

步骤312，利用HPA中备份的OS核心引导程序文件修复损坏部分后，进入OS的启动引导程序。

图4所示为应用本发明的OS引导程序的流程图。

步骤401，OS引导程序调用非核心引导程序文件；

步骤402，判断当前被调用文件是否正常，如果是，则执行步骤405，否则执行步骤403；

步骤403，从硬盘的HPA中读取备份文件；

步骤404，用备份文件替换有问题的文件；

步骤405，判断是否还需要调用其它非核心引导启动文件，如果是，则执行步骤406，否则正常启动计算机；

步骤406，调用下一个非核心引导启动文件，并返回步骤402。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1、一种计算机操作系统的修复方法，其特征在于，该方法至少包括以下步骤：

a、预先在硬盘的主保护空间HPA区备份所有与启动计算机有关的信息；

b、在硬盘的HPA中设置自检模块，并在计算机的基本输入输出单元BIOS中增设用以调用自检模块的命令；

c、计算机由硬盘引导启动时，由基本输入输出单元调用HPA中的自检模块，并由该自检模块判断所有与启动计算机有关的信息是否被破坏，如果是，则对损坏部分进行修复后启动计算机，否则直接启动计算机。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a所述所有与启动计算机有关的信息至少包括操作系统的文件、硬盘引导信息、分区表信息和引导分区中引导扇区的数据信息。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述步骤a进一步包括：在首次备份时，将操作系统的文件、硬盘引导信息、分区表信息和引导分区中引导扇区的数据信息完全备份到硬盘的HPA中。

4、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在非首次备份时，系统采用定时的方式，或监控方式对操作系统的文件进行增量备份，对硬盘引导信息、分区表信息和引导分区中引导扇区的数据信息进行完全备份。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述采用定时的备份方式至少包括以下步骤：

a1、用户设定定时备份的时间点或间隔时间；

a2、到达备份时间点后，对所有与启动计算机有关的信息进行备份。

6、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述采用监控的备份方式至少包括以下步骤：

a1、用户启动监控程序，对所有与启动计算机有关的信息进行监控；

a2、判断被监控文件的数据是否发生变化，如果是，则执行步骤a3，否则重复执行a2；

a3、判断硬盘引导信息的数据是否发生变化，如果是，则对当前的硬盘引导信息的数据进行完全备份后，执行步骤a4，否则直接执行步骤a4；

a4、判断分区表信息的数据是否发生变化，如果是，则对当前的分区表信息的数据进行完全备份后，执行步骤a5，否则直接执行步骤a5；

a5、判断引导分区中引导扇区的数据是否发生变化，如果是，对当前的引导分区中引导扇区的数据进行完全备份后，执行步骤a6，否则直接执行步骤a6；

a6、判断操作系统中的文件是否发生变化，如果是，则对当前的操作系统的数据进行增量备份后，结束备份操作，否则直接结束备份操作。

7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据被监控文件的大小、修改时间或该被监控文件所生成的校验和是否发生变化，来判断被监控文件的数据是否发生变化的。

8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤c所述自检模块对所有与启动计算机有关的信息进行检测及修复进一步包括以下步骤：

c1、自检模块判断硬盘引导信息的数据是否被破坏，如果是，则利用HPA中已备份的硬盘引导信息对损坏部分进行修复后，执行步骤c2，否则直接执行步骤c2；

c2、自检模块判断分区表信息的数据是否被破坏，如果是，则利用HPA中已备份的分区表信息对损坏部分进行修复后，执行步骤c3，否则直接执行步骤c3；

c3、自检模块判断引导分区中引导扇区的数据信息是否被破坏，如果是，则利用HPA中已备份的引导分区中引导扇区的数据信息对损坏部分进行修复后，执行步骤c4，否则直接执行步骤c4；

c4、自检模块判断操作系统核心引导程序文件的数据信息是否被破坏，如果是，则利用HPA中已备份的操作系统核心引导程序文件的数据信息对损坏部分进行修复后，执行步骤c5，否则直接执行步骤c5；

c5、操作系统引导程序调用引导文件；

c6、判断当前被调用的引导文件是否正常，如果是，则执行步骤c7，否则从硬盘的HPA中读取备份文件，并替换有问题的文件后，执行步骤c7；

c7、判断是否还需调用其它引导文件，如果是，则调用下一个引导文件后，执行步骤c6，否则正常启动计算机。

9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

步骤c1所述的判断方式是将当前硬盘上的硬盘引导信息的全文与HPA中备份的硬盘引导信息的全文进行比较，或将当前硬盘上的硬盘引导信息所产生的校验和与HPA中备份的硬盘引导信息所产生的校验和进行比较；

步骤c2所述的判断方式是将当前硬盘上的分区表信息与HPA中备份的分区表信息的全文进行比较；

步骤c3所述的判断方式是将当前硬盘上的引导分区中引导扇区的数据全文与HPA中备份的引导分区中引导扇区的数据全文进行比较，或将当前硬盘上的引导分区中引导扇区的数据所产生的校验和与HPA中备份的引导分区中引导扇区的数据所产生的校验和进行比较；

步骤c4所述的判断方式是将当前硬盘上的操作系统核心引导程序文件的全文与HPA中备份的操作系统核心引导程序文件的全文进行比较，或将当前硬盘上的操作系统核心引导程序文件所产生的校验和与HPA中备份的操作系统核心引导程序文件所产生的校验和进行比较。

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