【正文】 盤片突然斷裂等，硬盤再怎么smart也無能為力了。 　　　　, Analysis and Reporting Technology，即“自監(jiān)測(cè)、分析及報(bào)告技術(shù)”。四、硬盤數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)硬盤容量越做越大，我們?cè)谟脖P里存放的數(shù)據(jù)也越來越多。 IEEE 1394并不是硬盤專用接口，但它卻可以方便地連接包括硬盤在內(nèi)的63個(gè)不同設(shè)備，并支持即插即用和熱插撥。雖然，Ultra ATA向下兼容于Fast ATA，兩者都是使用40pin的接口，但如果芯片組或操作系統(tǒng)不支持，即使是Ultra 。 Ultra ATA（也稱為Ultra DMA/33）是由Intel和Quantum公司共同提出的硬盤接口標(biāo)準(zhǔn)，與Fast ATA相比，Ultra ATA有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：ATA接口標(biāo)準(zhǔn)亦已由ATA、ATAATA3發(fā)展到今天的Ultra ATA。而SCSI3包括Ultra SCSI（8bit）、Ultra wide SCSI（含16bit和32bit）和Ultra2 SCSI。ESDI支持的硬盤容量上增加到300MB，最大數(shù)據(jù)傳輸率為2MB/sec。三、硬盤接口技術(shù)硬盤接口是連接硬盤驅(qū)動(dòng)器和計(jì)算機(jī)的專用部件，它對(duì)計(jì)算機(jī)的性能以及在擴(kuò)充系統(tǒng)時(shí)計(jì)算機(jī)連接其他設(shè)備的能力都有很大影響。柱面硬盤通常由重疊的一組盤片構(gòu)成，每個(gè)盤面都被劃分為數(shù)目相等的磁道，并從外緣的“0”開始編號(hào)，具有相同編號(hào)的磁道形成一個(gè)圓柱，稱之為磁盤的柱面。相鄰磁道之間并不是緊挨著的，這是因?yàn)榇呕瘑卧喔籼鼤r(shí)磁性會(huì)相互產(chǎn)生影響，同時(shí)也為磁頭的讀寫帶來困難。而且由于讀取的信號(hào)幅度與磁道寬度無關(guān)，故磁道可以做得很窄，從而提高了盤片密度，達(dá)到200MB/英寸2，而使用傳統(tǒng)的磁頭只能達(dá)到20MB/英寸2，這也是MR磁頭被廣泛應(yīng)用的最主要原因。傳統(tǒng)的磁頭是讀寫合一的電磁感應(yīng)式磁頭，但是，硬盤的讀、寫卻是兩種截然不同的操作，為此，這種二合一磁頭在設(shè)計(jì)時(shí)必須要同時(shí)兼顧到讀/寫兩種特性，從而造成了硬盤設(shè)計(jì)上的局限。 自1956年IBM推出第一臺(tái)硬盤驅(qū)動(dòng)器IBM RAMAC 350至今已有四十多年了，其間雖沒有CPU那種令人眼花繚亂的高速發(fā)展與技術(shù)飛躍，但我們也確實(shí)看到，在這幾十年里，硬盤驅(qū)動(dòng)器從控制技術(shù)、接口標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等方面都進(jìn)行了一系列改進(jìn)。目 錄第 一 章 硬盤的物理結(jié)構(gòu)和原理第 二 章 硬盤的基本參數(shù)第 三 章 硬盤邏輯結(jié)構(gòu)簡介第 四 章 硬盤的物理安裝第 五 章 系統(tǒng)啟動(dòng)過程第 六 章 硬盤的品牌第 七 章 硬盤電路板測(cè)試及維修技巧第 八 章 常用維修軟件第 九 章 專業(yè)維修軟件PC3000第 十 章 數(shù)據(jù)恢復(fù)第十一章 典型故障及維修流程 第一章 硬盤的物理結(jié)構(gòu)和原理一、引言正是這一系列技術(shù)上的研究與突破，使我們今天終于用上了容量更大、體積更小、速度更快、性能更可靠、價(jià)格更便宜的硬盤。而MR磁頭（Magnetoresistive heads），即磁阻磁頭，采用的是分離式的磁頭結(jié)構(gòu)：寫入磁頭仍采用傳統(tǒng)的磁感應(yīng)磁頭（MR磁頭不能進(jìn)行寫操作），讀取磁頭則采用新型的MR磁頭，即所謂的感應(yīng)寫、磁阻讀。目前，MR磁頭已得到廣泛應(yīng)用，而采用多層結(jié)構(gòu)和磁阻效應(yīng)更好的材料制作的GMR磁頭（Giant Magnetoresistive heads）也逐漸普及。一面有80個(gè)磁道，而硬盤上的磁道密度則遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于此值，通常一面有成千上萬個(gè)磁道。磁盤的柱面數(shù)與一個(gè)盤面上的磁道數(shù)是相等的。硬盤驅(qū)動(dòng)器接口的類型主要有： ST506/412接口與ESDI接口ST506/412是PC/XT、AT時(shí)代的標(biāo)準(zhǔn)接口標(biāo)準(zhǔn)。目前這兩種接口均已遭淘汰。 SCSI（Small Computer System Interface）即“小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口”是一種系統(tǒng)級(jí)的接口，支持硬盤的容量突破了528MB的限制，可以同時(shí)掛接7個(gè)不同的設(shè)備。其中Ultra2 SCSI在8bit數(shù)據(jù)寬度下提供40M/s的數(shù)據(jù)傳輸率，在16位總線下最高能達(dá)到80M/s。 IEEE 1394接口在數(shù)據(jù)傳輸率方面，IEEE 1394可以提供100MB/s、400MB/s、是現(xiàn)時(shí)所有硬盤望塵莫及的。那么，這么大量的數(shù)據(jù)存放在這樣一個(gè)鐵盒子里究竟有多安全呢？雖然，目前的大多數(shù)硬盤的無故障運(yùn)行時(shí)間（MTBF）已達(dá)300，000小時(shí)以上，但這仍不夠，一次故障便足以造成災(zāi)難性的后果。在ATA3標(biāo)準(zhǔn)中。因此不管怎樣，備份仍然是必須的。它在硬盤上分割出一個(gè)單獨(dú)的空間給DFT程序，即使在系統(tǒng)軟件不能正常工作的情況下也能調(diào)用?！　《鳧FT軟件是一個(gè)獨(dú)立的不依賴操作系統(tǒng)的軟件，它可以在用戶其他任何軟件失效的情況下運(yùn)行。對(duì)于用戶而言，硬盤的容量就象內(nèi)存一樣，永遠(yuǎn)只會(huì)嫌少不會(huì)嫌多。其實(shí)，硬盤容量越大，單位字節(jié)的價(jià)格就越便宜。而更高的則已達(dá)到了10G。三、平均訪問時(shí)間平均訪問時(shí)間(Average Access Time)是指磁頭從起始位置到達(dá)目標(biāo)磁道位置，并且從目標(biāo)磁道上找到要讀寫的數(shù)據(jù)扇區(qū)所需的時(shí)間。硬盤的等待時(shí)間，又叫潛伏期(Latency)，是指磁頭已處于要訪問的磁道，等待所要訪問的扇區(qū)旋轉(zhuǎn)至磁頭下方的時(shí)間。內(nèi)部傳輸率(Internal Transfer Rate) 也稱為持續(xù)傳輸率(Sustained Transfer Rate)，它反映了硬盤緩沖區(qū)未用時(shí)的性能。 五、緩存與主板上的高速緩存（RAM Cache）一樣，硬盤緩存的目的是為了解決系統(tǒng)前后級(jí)讀寫速度不匹配的問題，以提高硬盤的讀寫速度。　　扇區(qū)數(shù)(Sectors) 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), 理論上講這不是必須的,但好象沒有取別的值的.　　所以磁盤最大容量為:　　255 * 1023 * 63 * 512 / 1048576 = 8024 GB ( 1M =1048576 Bytes )或硬盤廠商常用的單位:　　255 * 1023 * 63 * 512 / 1000000 = 8414 GB ( 1M =1000000 Bytes )在 CHS 尋址方式中, 磁頭, 柱面, 扇區(qū)的取值范圍分別為 0到 Heads 1,0 到 Cylinders 1, 1 到 Sectors (注意是從 1 開始).　2. 基本 Int 13H 調(diào)用簡介BIOS Int 13H 調(diào)用是 BIOS提供的磁盤基本輸入輸出中斷調(diào)用, 它可以完成磁盤(包括硬盤和軟盤)的復(fù)位, 讀寫, 校驗(yàn), 定位, 診斷, CHS 尋址方式, 因此最大識(shí)能訪問 8 GB 左右的硬盤 (本文中如不作特殊說明, 均以 1M = 1048576 字節(jié)為單位).　3. 現(xiàn)代硬盤結(jié)構(gòu)簡介　　在老式硬盤中, 由于每個(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 (與軟盤一樣). 為了解決這一問題,進(jìn)一步提高硬盤容量, 人們改用等密度結(jié)構(gòu)生產(chǎn)硬盤. 也就是說,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.為了與使用3D尋址的老軟件兼容 (如使用BIOSInt13H接口的軟件), 在硬盤控制器內(nèi)部安裝了一個(gè)地址翻譯器,由它負(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, 對(duì)應(yīng)不同的3D參數(shù), 如 LBA, LARGE, NORMAL).　4. 擴(kuò)展 Int 13H 簡介雖然現(xiàn)代硬盤都已經(jīng)采用了線性尋址, 但是由于基本 Int13H 的制約, 使用 BIOS Int 13H 接口的程序, 如 DOS 等還只能訪問 8 , Microsoft 等幾家公司制定了擴(kuò)展 Int 13H 標(biāo)準(zhǔn)(Extended Int13H), 采用線性尋址方式存取硬盤, 所以突破了 8 G的限制,而且還加入了對(duì)可拆卸介質(zhì) (如活動(dòng)硬盤) 的支持.二. Boot Sector 結(jié)構(gòu)簡介1. Boot Sector 的組成　　Boot Sector 也就是硬盤的第一個(gè)扇區(qū), 它由 MBR (MasterBoot Record),DPT (Disk Partition Table) 和 Boot Record ID　三部分組成.　　MBR 又稱作主引導(dǎo)記錄占用 Boot Sector 的前 446 個(gè)字節(jié)( 0 to 0x1BD ),存放系統(tǒng)主引導(dǎo)程序 (它負(fù)責(zé)從活動(dòng)分區(qū)中裝載并運(yùn)行系統(tǒng)引導(dǎo)程序).　　DPT 即主分區(qū)表占用 64 個(gè)字節(jié) (0x1BE to 0x1FD),記錄了磁盤的基本分區(qū)信息. 主分區(qū)表分為四個(gè)分區(qū)項(xiàng), 每項(xiàng) 16 字節(jié),分別記錄了每個(gè)主分區(qū)的信息(因此最多可以有四個(gè)主分區(qū)).　　Boot Record ID 即引導(dǎo)區(qū)標(biāo)記占用兩個(gè)字節(jié) (0x1FE and0x1FF), 對(duì)于合法引導(dǎo)區(qū), 它等于 0xAA55, 這是判別引導(dǎo)區(qū)是否合法的標(biāo)志.　　Boot Sector 的具體結(jié)構(gòu)如下圖所示:　　　0000 ||　　　　　 |　 　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　|　　　　　 |　 　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　|　　　　　 |　 　　　　Master Boot Record　　 　　　 　　|　　　　　 |　 　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　|　　　　　 |　 　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　|　　　　　 |　 　　　　主引導(dǎo)記錄(446字節(jié))　　 　　　 　|　　　　　 |　 　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　|　　　　　 |　 　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　|　　　　　 |　 　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　|　　　01BD |　　　 　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　|　　　01BE ||　　　　　 |　 　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　|　　　01CD |　　　 　　分區(qū)信息　1(16字節(jié))　　　 　　　 |　　　01CE ||　　　　　 |　 　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　|　　　01DD |　　　 　　分區(qū)信息　2(16字節(jié))　　　 　　　 |　　　01DE ||　　　　　 |　 　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　|　　　01ED |　　　 　　分區(qū)信息　3(16字節(jié))　　　 　　　 |　　　01EE ||　　　　　 |　 　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　　|　　　01FD |　　　 　　分區(qū)信息　4(16字節(jié))　　　 　　　 |　　　　　 ||　　　　　 | 01FE 　　　　　　　|01FF　　　　　　　　 　|　　　　　 |　 　　55　　　　　| 　　　　AA　　　　 　|　　　　　 ||　2. 分區(qū)表結(jié)構(gòu)簡介　　分區(qū)表由四個(gè)分區(qū)項(xiàng)構(gòu)成, 每一項(xiàng)的結(jié)構(gòu)如下:　　BYTE State　　　: 分區(qū)狀態(tài), 0 =未激活, 0x80 = 激活 (注意此項(xiàng))　　BYTE StartHead　: 分區(qū)起始磁頭號(hào)　　WORD StartSC　　: 分區(qū)起始扇區(qū)和柱面號(hào),底字節(jié)的低6位為扇區(qū)號(hào),　　　　　　　　 　 高2位為柱面號(hào)的第 9,10 位, 高字節(jié)為柱面號(hào)的低 8 位　　BYTE Type　　　 : 分區(qū)類型, 如0x0B = FAT32, 0x83 = Linux 等,　　　　　　　　 　 00 表示此項(xiàng)未用,07 = NTFS　　BYTE EndHead　　: 分區(qū)結(jié)束磁頭號(hào)　　WORD EndSC　　　:分區(qū)結(jié)束扇區(qū)和柱面號(hào), 定義同前　　DWORD Relative　:在線性尋址方式下的分區(qū)相對(duì)扇區(qū)地址　　　　　　　　 　　(對(duì)于基本分區(qū)即為絕對(duì)地址)　　DWORD Sectors　 : 分區(qū)大小 (總扇區(qū)數(shù))　　注意: 在 DOS / Windows 系統(tǒng)下,基本分區(qū)必須以柱面為單位劃分( Sectors * Heads 個(gè)扇區(qū)), 如對(duì)于 CHS 為 764/255/63 的硬盤,分區(qū)的最小尺寸為　255 * 63 * 512 / 1048576 = MB.　3. 擴(kuò)展分區(qū)簡介　　由于主分區(qū)表中只能分四個(gè)分區(qū), 無法滿足需求,因此設(shè)計(jì)了一種擴(kuò)展分區(qū)格式. 基本上說, 擴(kuò)展分區(qū)的信息是以鏈表形式存放的, 主分區(qū)表中要有一個(gè)基本擴(kuò)展分區(qū)項(xiàng),所有擴(kuò)展分區(qū)都隸屬于它, / Windows 來說, 擴(kuò)展分區(qū)的類型為 0x05. 除基本擴(kuò)展分區(qū)以外的其他所有擴(kuò)展分區(qū)則以鏈表的形式級(jí)聯(lián)存放, 后一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)的數(shù)據(jù)項(xiàng)記錄在前一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)的分區(qū)表中,但兩個(gè)擴(kuò)展分區(qū)的空間并不重疊.　　擴(kuò)展分區(qū)類似于一個(gè)完整的硬盤, . 此分區(qū)在 DOS/(同樣存儲(chǔ)在擴(kuò)展分區(qū)的第一個(gè)扇區(qū)中)中最多只能有兩個(gè)分區(qū)數(shù)據(jù)項(xiàng)(包括下一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)的數(shù)據(jù)項(xiàng)).