第7講-主引導記錄重建

任務1《主引導記錄的重建》一、教學分析課題名稱任務3.1主引導記錄的重建課程名稱數據備份與恢復課程性質專業(yè)核心課所屬專業(yè)信息安全管理課程類型理實一體先修課程信息安全技術與實施后續(xù)課程計算機取證技術與應用授課方式線上線下混合、工單任務、虛擬仿真、小組合作授課學時2學時授課時間2022.3.15授課地點釘釘平臺授課班級信安2002、信安2003、信安2004、信安2005授課教師高靈霞、廖艷授課教材國家“十二五”規(guī)劃教材《數據恢復技術》、1+X證書制度試點教學用書《數據備份與恢復》內容分析本次課的內容為項目三修分區(qū)、現數據（磁盤分區(qū)表恢復），任務1主引導記錄的重建。主引導記錄（MBR，MasterBootRecord）是硬盤的第一個扇區(qū)，即C/H/S地址的0柱面0磁頭1扇區(qū)，也叫做MBR扇區(qū)。計算機開機以后訪問硬盤時所必須要讀取的第一個扇區(qū)。主引導記錄破壞則無法啟動操作系統(tǒng)，造成硬盤數據丟失。通過分析恢復主引導記錄，熟悉操作系統(tǒng)的啟動過程，掌握主引導扇區(qū)的組成。同時掌握Winhex工具的基本操作，對后續(xù)手工恢復硬盤數據的起到關鍵作用。學情分析知識技能基礎1.通過項目一任務2硬盤的存儲結構的學習，學生已經掌握了硬盤物理分區(qū)與邏輯分區(qū)知識，了解扇區(qū)的概念和功能，對主引導記錄扇區(qū)結構分析提供了一定的理論基礎。2.通過學情調研測試，發(fā)現有4名學生對磁盤分區(qū)結構相關題目回答錯誤，說明對磁盤結構有待進一步提高。認知實踐能力1.通過項目二常見數據恢復工具的訓練，學生能夠識別不同類型數據恢復工具，會選擇相應工具實現常見數據恢復。2.通過課前調研了解了主引導記錄的功能。但是測試顯示，學生對winhex磁盤編輯工具的數據分析有待提高。學習特點1.學生喜歡借助手機APP、微課、動畫、仿真軟件等信息化手段學習。2.學生實操欲望較強，具有一定的自主學習能力，喜歡挑戰(zhàn)任務，通過完成任務來獲得成就感，教學目標素質目標1.在數據恢復中注重工作流程和操作規(guī)范，培養(yǎng)學生耐心專注的工匠精神2.逐步養(yǎng)成熱愛勞動的良好習慣。知識目標1.學生了解主引導記錄破壞的現象2.學生理解主引導記錄的作用和組成結構3.學生掌握主引導記錄重建的方法能力目標1.學生具備手工重建主引導記錄的能力2.學生能夠借助虛擬機安裝的不同操作系統(tǒng)，利用磁盤底層數據處理工具Winhex，仿真恢復操作系統(tǒng)。教學重點及解決措施教學重點：掌握主引導記錄重建的方法，根據實訓環(huán)境，靈活實現主引導記錄的重建解決措施：1.課前布置任務，學生查閱資料，記錄主引導記錄破壞現象，解決方案；課中教師引導，構建虛擬仿真環(huán)境，小組合作，指定解決方案，進行仿真驗證；課后要求學生仿真故障，強化技能，并安排學生到數據恢復與計算機取證研究中心進行實戰(zhàn)，拓展能力。教學難點及解決方案教學難點：虛擬機中不同操作系統(tǒng)對應虛擬磁盤的正確使用解決措施：虛擬機實現一臺主機多系統(tǒng)的使用，促進仿真環(huán)境的創(chuàng)建與驗證。所以要正確使用虛擬系統(tǒng)磁盤，實現它的卸載與載入。課前將虛擬機工具，虛擬系統(tǒng)復制到學生電腦，學生通過安裝虛擬機軟件就可以使用虛擬系統(tǒng)在仿真實驗中，通過強調虛擬系統(tǒng)磁盤的卸載與載入的正確方法，并個性化指導，預防出錯課后要求學生仿真故障，來強化對虛擬系統(tǒng)磁盤的使用。二、教學策略教學資源中國大學MOOC學習網址：/learn/preview/cqcet-1002526030?tid=1463444550課程資源（微課、PPT、動畫、作業(yè)、測試、討論）自主學習，個性化學習中國大學慕課堂慕課堂二維碼：全程教學管理、實時采集數據，記錄學生的學習行為，學生成績評定和調整教學策略。動畫課件輔助學習，幫助理解，攻克教學難點。企業(yè)案例工學結合，以工單任務，引出本次課的任務，提高學習興趣。虛擬仿真通過虛擬故障磁盤驗證數據恢復的效果，降低實訓成本,優(yōu)化設計方案。企業(yè)級實訓基地通過（14-307A）數據恢復與計算機取證研究中心，推動產教融合，提供技術交流服務技術論壇技術論壇“硬盤基地”：/學習數據備份與恢復的新技術,新應用，拓展視野。QQ群師生交流，答疑解惑，企業(yè)導師分享案例與經驗。教學策略本次課以“德技并修”為邏輯起點，秉承“學生為主體、教師為主導”的育人理念，以主引導記錄的重建工單任務為驅動，實施“德育”與“專業(yè)”雙線育人模式，“博學、審問、慎思、明辨、篤行”為學生學習的階梯線，“模-診-練-驗-戰(zhàn)”為課堂實施的教學線，雙線并舉，以傳統(tǒng)文化之魂，探數據備份與恢復之魄，涵養(yǎng)學生新時代精神，實現知識目標和價值目標的協(xié)調統(tǒng)一，盡職履責捍衛(wèi)國家數據安全，護航國家邁入數字經濟藍海。三、教學整體設計四、教學實施.課前準備環(huán)節(jié)（用時）內容教師活動學生活動設計意圖測學情模場景【檢測學情】查閱資料，了解與探究記錄主引導記錄破壞的現象和解決方案課程教學平臺，自主探究主引導記錄重建方法在慕課堂完成課前測、在線討論【模擬場境】通過虛擬磁盤技術模擬訓練場境1.查資料：慕課堂推送學習資料，布置資料查詢任務。2.答疑惑：慕課堂平臺討論區(qū)答疑，聚焦學生疑點。3.課前測：慕課堂平臺推送課前檢測題單。4.模場境：依據教學內容，學情分析，通過虛擬磁盤技術模擬訓練場環(huán)境。1.析任務：登錄慕課堂，下載學習資料，查看課前和課中任務。2.互合作：小組協(xié)作，完成課前查詢資料，上傳慕課堂。3.勤自學：在中國大學MOOC平臺，自主探究主引導記錄重建過程。4.先預習：完成課前測題單，在討論區(qū)師生、生生交流。1.教師以“模”為策略，引出課堂任務。2.學生通過查閱資料，線上線下結合自主探究主引導記錄破壞現象，恢復方法，結合課前測，完成專業(yè)知識考核，引導學生“博學”。3.教師通過課前測過程性評價結果。依據教學目標、結合學情，模擬訓練場境，確定教學重難點給出解決方案。課中探究環(huán)節(jié)（用時）內容教師活動學生活動設計意圖析任務（5分鐘）【分析任務】展示主引導記錄破壞現象引出工單任務1.現故障：展示操作系統(tǒng)故障現象2.尋故障：提問學生故障原因重建主引導記錄(重建

MBR)“主引導記錄”位于硬盤的第一個扇區(qū)中,用于選擇并引導操作系統(tǒng)使用電腦時，斷電與誤操作會引發(fā)主引導記錄破壞的故障。3.引任務：引出工單任務，發(fā)放模擬故障的操作系統(tǒng)。1.觀現象：觀看操作系統(tǒng)故障現象2.答疑問：小組活動，頭腦風暴，回答故障原因3.析任務：打開模擬故障系統(tǒng)，分析任務1.通過故障展示，理解主引導記錄破壞的現象2.“診”知識要點，體會數據恢復的重要性，明確任務需求。探真知（30分鐘）【探索真知】探究主引導記錄重建方案講解主引導記錄手工重建的注意事項探究磁盤編輯工具Winhex的常用操作1.講知識：介紹主引導記錄（MBR)的位置特點物理位置位于整個硬盤的最前端，0柱面（道）0磁頭（面）1扇區(qū)。邏輯位置（LBA）：0扇區(qū)。2.共探究：師生互動，頭腦風暴共同探究主引導記錄重建方案?！窘鉀Q本次的教學重點】方法1：使用磁盤精靈（DiskGenius),工具，需要通過啟動盤WinPE系統(tǒng)。方法2：分區(qū)表醫(yī)生（PTDD）工具，但需要分離系統(tǒng)磁盤。方法3：命令方式在DOS環(huán)境下使用命令：FDISK/MBR方法4：磁盤處理數據工具Winhex手工恢復注意事項:探技術：探究磁盤編輯工具。Winhex的常用操作：復制、寫入、數值轉換、數據搜索等。1.學思路：跟隨教師思路，清楚主引導記錄的位置2.答疑問：小組活動，頭腦風暴，回答主引導記錄重建方案。3.認真聽：認真聽講，記錄主引導記錄手工重建的注意事項4、學技術：小組活動，個人獨自完成Winhex的常用操作練習：Winhex的常用操作（1）磁盤主引導扇區(qū)數據復制（2）磁盤主引導扇區(qū)數據寫入（3）數據解釋器顯示與隱藏，選項設置，數據的讀取轉換（4）計算器十六進制的轉換（5）磁盤數據的搜索1.引導學生主引導記錄重建方法“審問”，理解重難點知識。2.小組活動，教師引導共同探究主引導記錄的重建方案。3.掌握數據恢復技術及注意事項，便于優(yōu)化方案，合理設計實施計劃。4.熟悉磁盤編譯工具Winhex的使用，為數據恢復打下操作基礎。練技術（45分鐘）【演練技術】主引導記錄重建的仿真實踐磁盤編輯工具Winhex工具的常用操作1.做引導：引導學生找出虛擬系統(tǒng)磁盤文件的位置，解決虛擬磁盤的載入問題?！窘鉀Q本次的教學難點】2.指導向：巡回指導，啟發(fā)學生自己探究解決問題3.練匠技：在學生仿真實踐，啟發(fā)引導中，練匠技，提醒學生操作時要有耐心，高度專注，不能出一點錯，反復檢查，逐步養(yǎng)成熱愛勞動的良好習慣?！居税咐烤〇|自主研發(fā)秉持自主研發(fā)的耐力和定力，激發(fā)原始創(chuàng)新的決心和信心，才能在技術創(chuàng)新上不斷取得突破，作為一家新型實體企業(yè)，京東多年來一直執(zhí)著于技術探索，持續(xù)在基礎科學與底層技術領域投入。1.定計劃：學生小組活動，選擇最優(yōu)方案，共同制定實施計劃。2.做仿真：學生個人訓練，組內成員相互幫助，完成仿真實踐。3.現匠心：在仿真實踐中體會細致專注的工匠精神和熱愛勞動。4.記流程：記錄實踐流程，完善任務工單內容。1.教師加強指導，學生“慎思”，尋找問題解決方法。2.課中“練”，通過仿真實踐，鍛煉學生通過主引導記錄重建恢復操作系統(tǒng)使用的技能。3.教師過程性評價學生完成情況，在實踐中引導學生耐心專注，逐步養(yǎng)成熱愛勞動的良好習慣，達自省。驗成效（10分鐘）【檢驗成果】檢驗學生成效，總結經驗1.做總結：總結主引導記錄破壞現象、重建方案，最優(yōu)選擇。2.指不足：引導學生發(fā)現各小組匯報的特色亮點，指出改進和不足之處。3.引評價：給出評價細則，組織學生進行項目積分的組間互評，小組自評。1.展成果：小組單位，展示操作系統(tǒng)是否成功恢復使用，分享技術經驗。2.做評價：根據討論和匯報情況完成小組自評和互評。1.師生共“驗”，展示成果，分享經驗，促進小組之間相互學習，取長補短，達成共同進步。2.提高學生表達能力，增加自信，通過“明辨”，拓展思路，學習其他同學好的想法。3.教師引導學生梳理知識點，鞏固知識和技能，提高學生總結概括能力。3.課后拓展環(huán)節(jié)（用時）內容教師活動學生活動設計意圖仿故障【模仿故障】做仿真，模擬磁盤故障，進行恢復1.布任務：布置任務，協(xié)助學生模擬磁盤故障仿真。2.做改進：檢查學生任務工單，分析學情完善教學策略1.做仿真：小組活動，通過虛擬磁盤技術模擬磁盤故障，進行仿真恢復。2.傳成果：完善任務工單，上傳學習通1.教師和學生遵守“耐心專注”的職業(yè)素養(yǎng)。2.通過仿真，模擬磁盤故障，拓展技能，“篤行”。3.通過數據恢復與計算機取證研究中心進行數據恢復訓練提升能力，強化實“戰(zhàn)”。4.形成終結性評價考核結果，以小組互評，教師評價的方式，達成課程培養(yǎng)目標。強實戰(zhàn)【強化實戰(zhàn)】到數據恢復與計算機取證研究中心進行數據恢復實戰(zhàn)1.勤組織：課下勤組織學生到數據恢復與計算機取證研究中心，觀摩學習或參與磁盤恢復實戰(zhàn)2.協(xié)指導：協(xié)同數據恢復大賽指導教練對學生進行現場指導。1.先觀摩：學生小組活動，認真觀摩學習磁盤恢復技術、積極參與實戰(zhàn)。2.強實戰(zhàn)：極參加數據恢復大賽學生團隊，爭取通過選拔。五、考核評價評價方式設計意圖課程實施動態(tài)的“五元評價”考核體系，全過程數據采集，過程與結果考核相結合，達到個性化增值評價。教學效果通過課堂師生共同探究，學生學習效果較好，百分之90的同學掌握了主引導記錄的組成，理解了主引導記錄恢復的方法。能夠熟練使用winhex編輯工具，教課前自主學習的效果有了較大提升。特色創(chuàng)新利用多種考核平臺，結合動態(tài)“五元評價”考核體系，對學生進行全過程評價和增值評價。反思改進不足：課堂上通過虛擬仿真平臺對磁盤進行操作，便于學生操作，避免了誤操作對磁盤的影響，但是由于沒有使用真實磁盤，學生的真實體驗感不強。改進：利用課后時間，引導學生到企業(yè)級實訓基地去感受真實磁盤的操作。附件1：工單任務任務名稱3.1硬盤主引導記錄的重建學時2班級學生姓名小組成員小組任務成績個人任務成績使用工具Winhex,虛擬機磁盤精靈學習場地實訓機房日期任務需求：如上海一家外貿公司老板的筆記本在開機啟動過程中突然斷電，當再次啟動的時候，系統(tǒng)能夠通過自檢并檢測到硬盤，但是即將進入操作系統(tǒng)之前提示“DISKBOOTFAILURE,INSERTSYSTENDISKANDPRESSENTER”。請數據恢復工程師幫助其恢復出里面的數據。任務目的：學生能夠熟悉Winhex工具的基本操作學生具備主引導扇區(qū)恢復操作技能全面提升分析、計劃、實施和監(jiān)控數據備份與恢復任務的能力查閱資料了解與探究主引導記錄破壞的現象與解決方案計劃與決策根據任務需求，提供采用提供可行的解決方案。學生能夠設置破壞主引導記錄，模擬實驗環(huán)境，檢驗是否與真實相符具備winhex和磁盤精靈工具的熟練使用通過winhex或磁盤精靈工具重寫主引導記錄利用winhex工具實現底層數據的保存，搜索，定位，數據轉換等功能任務實施知識鏈接主引導扇區(qū)主引導扇區(qū)位于整個硬盤的0柱0面1扇區(qū)，主引導記錄MBR一般是由分區(qū)程序“Fdisk.exe”在分區(qū)過程中產的，它記錄著硬盤各個分區(qū)的大小與位置信息，其作用就是檢查分區(qū)表是否正確以及判別哪個分區(qū)為可引導分區(qū)，并在程序結束時把分區(qū)的啟動程序（也就是操作系統(tǒng)的引導扇區(qū)）調入內存執(zhí)行。winhex工具WinHex是由X-Ways軟件技術公司（官方網站）開發(fā)的一款專業(yè)的磁盤編輯工具，大家看軟件的名字就知道是在Windows下運行的十六進制（hex）編輯軟件幾乎可以在微軟的Window各版本下使用。Winhex是一個專門用來對付各種日常緊急情況的小工具。可以用來檢查和修復各種文件、恢復刪除文件、硬盤損壞造成的數據丟失等。同時它還可以讓你看到其他程序隱藏起來的文件和數據。任務一：windows系統(tǒng)引導記錄的修復（1）使用Winhex工具打開電腦物理硬盤和虛擬磁盤案例，回答磁盤類型，指出主引導記錄的組成（MBR，DPT，結