淺談?dòng)脖P損壞與恢復(fù)原理

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1、萬方數(shù)據(jù)2005年第3期福建電腦39淺談?dòng)脖P損壞與恢復(fù)原理郭紅霞孟林(宜賓學(xué)院計(jì)科系四川宜賓644007)【摘要】本文簡單介紹了硬盤內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，硬盤損壞的原因和機(jī)理，主要介紹了硬盤損壞的種類、廠家維修硬盤的方法和第三方軟件的修復(fù)原理，以及日常保證數(shù)據(jù)的安全和硬盤的正常壽命的方法。【關(guān)鍵詞】硬盤損壞恢復(fù)1引言很長時(shí)間以來，硬盤都是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最主要的外部存儲(chǔ)設(shè)備，同時(shí)也是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最為脆弱、最容易出故障的部件。十幾年來，個(gè)人計(jì)算機(jī)的CPU運(yùn)行速度已經(jīng)翻了不知道多少倍，從幾個(gè)MI-Iz提高到現(xiàn)在的3GHz以上，從8BIT處理器到現(xiàn)在的64BIT處理器，CPU的計(jì)算和處理功能已經(jīng)過了

2、幾代飛躍。同樣，其他零部件，諸如顯卡、聲卡和光驅(qū)也已經(jīng)換了很多代，產(chǎn)品的性能也有了成倍的增長。但是硬盤這個(gè)最主要的存儲(chǔ)設(shè)備，雖然儲(chǔ)存容量和讀寫速度有了很大提高，但基本結(jié)構(gòu)和工作原理仍然沒有多大的變化。而且由于硬盤轉(zhuǎn)速和磁盤密度的提高，硬盤反而比以前更加容易損壞。用戶在使用過程中，如果硬盤出現(xiàn)故障，就只能考慮花錢修理或者更換新的硬盤。但是誰都希望能花最少的代價(jià)使自己計(jì)算機(jī)的各零部件能夠最大限度地發(fā)揮用途。出于對(duì)這種心理的迎合，市面上陸續(xù)出現(xiàn)了一些以維修硬盤作為賣點(diǎn)的硬盤維修公司，更出現(xiàn)了很多據(jù)說能修理硬盤壞道的硬盤維修軟件，譬如HDDRe—generator、MHDD、PC一300

3、0和效率源等等，其中有一些更是宣傳自己是專業(yè)軟件，可以修復(fù)硬盤的物理壞道而且不影響硬盤容量從而賣到了上萬元的天價(jià)。因此，在種種力量的促使下，各種不同的群體懷著不同的目的開始了一系列的宣傳，使這些軟件變得更加矚目。由此，引發(fā)了很多以硬盤維修、硬盤損壞和硬盤技術(shù)為主題的大規(guī)模的討論。那么，軟件能夠修復(fù)硬盤嗎?要弄清楚這個(gè)問題，必須先從硬盤內(nèi)部的結(jié)構(gòu)談起，先搞清楚硬盤損壞的原因和機(jī)理。2硬盤內(nèi)部的結(jié)構(gòu)到目前為止，在很多文章、技術(shù)資料甚至教科書里面講述的硬盤結(jié)構(gòu)模式，已經(jīng)是非常老式的硬盤結(jié)構(gòu)了。對(duì)于現(xiàn)在的新硬盤來說，雖然工作原理相同，但是其結(jié)構(gòu)已經(jīng)完全不同了，而是采用了更為復(fù)雜、也更加科

4、學(xué)的結(jié)構(gòu)方式。在老式硬盤中，采用的都是比較古老的CHS(Cylinder／Head／Sector)結(jié)構(gòu)體系。因?yàn)樵谝郧?，硬盤的容量還非常小的時(shí)候，人們采用與軟盤類似的結(jié)構(gòu)生產(chǎn)硬盤，我們可以看作硬盤實(shí)際上就是加大容量、提高工作速度的軟盤。也就意味著硬盤盤片的每一條磁道都具有相同的扇區(qū)數(shù)，由此產(chǎn)生了所謂的3D參數(shù)(DiskGeometry)，即是磁頭數(shù)(Heads)、柱面數(shù)(Cylinders)、扇區(qū)數(shù)(Sectors)以及相應(yīng)的3D尋址方式。其中：磁頭數(shù)表示硬盤總共有幾個(gè)磁頭，也就是有幾面盤片，最大為255(用8個(gè)二進(jìn)制位存儲(chǔ))；柱面數(shù)表示硬盤每一面盤片上有幾條磁道，最大為1023

5、(用10個(gè)二進(jìn)制位存儲(chǔ))；扇區(qū)數(shù)表示每一條磁道上有幾個(gè)扇區(qū)，最大為63(用6個(gè)二進(jìn)制位存儲(chǔ))；每個(gè)扇區(qū)一般是512個(gè)字節(jié)，理論上講你可以取任何一個(gè)你喜歡的數(shù)值，但實(shí)際使用中還沒有發(fā)現(xiàn)取別的值的。通過下面的容量計(jì)算我們也很容易知道為什么通常我們買到的硬盤在格式化以后容量會(huì)比廠家標(biāo)注的減少很多，除了格式化以后的正常損耗外，還有計(jì)算不同的原因。廠家使用的是1M=1000K，而操作系統(tǒng)和我們平時(shí)計(jì)算使用的是1M=1024K。而通過下面的公式我們也可以看出，采用CHS結(jié)構(gòu)體系的硬盤最大容量是多少。所以磁盤最大容量為：255×1023×63×512／1048576=8024MB(1M=104

6、8576ByteS)硬盤廠商常用的單位：255×1023x63×512／1000000=8414Ⅳ略(1M=1000000Bytes)由于在老式硬盤的CHS結(jié)構(gòu)體系中，每個(gè)磁道的扇區(qū)數(shù)相等，所以外道的記錄密度要遠(yuǎn)低于內(nèi)道，因此會(huì)浪費(fèi)很多磁盤空間。為了進(jìn)一步提高硬盤容量，現(xiàn)在硬盤廠商都改用等密度結(jié)構(gòu)生產(chǎn)硬盤。也就是說，每個(gè)扇區(qū)的磁道長度相等，外圈磁道的扇區(qū)比內(nèi)圈磁道多。采用這種結(jié)構(gòu)后，硬盤不再具有實(shí)際的3D參數(shù)，尋址方式也改為線性尋址，即以扇區(qū)為單位進(jìn)行尋址。而為了與使用3D尋址的老軟件兼容(如使用B10SIntl3H接口的軟件)，廠商通常在硬盤控制器內(nèi)部安裝了一個(gè)地址翻譯器，由它

7、負(fù)責(zé)將老式3D參數(shù)翻譯成新的線性參數(shù)。這也是為什么現(xiàn)在硬盤的3D參數(shù)可以有多種選擇的原因(不同的工作模式可以對(duì)應(yīng)不同的3D參數(shù)，如U認(rèn)、LARGE、NORMAL)。而隨著磁盤密度增加、內(nèi)部工作機(jī)構(gòu)進(jìn)一步復(fù)雜、功能和速度上的提高，如今的硬盤都會(huì)在磁盤里面劃分出一個(gè)容量比較大的區(qū)域，稱為“系統(tǒng)保留區(qū)”。這個(gè)區(qū)域主要用來儲(chǔ)存硬盤的各種信息、參數(shù)和控制程序，有的甚至把硬盤的Fireware也做到系統(tǒng)保留區(qū)里面(原來這些信息都是儲(chǔ)存在硬盤控制電路板的芯片上)。這樣雖然可以進(jìn)一步簡化生產(chǎn)流程