第11章 《硬盘故障维修》

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1、第11章硬盘故障维修11.1硬盘发展与类型温彻斯特技术：“密封、固定并高速旋转的镀磁盘片，磁头沿盘片径向移动，磁头悬浮在高速转动的盘片上方，而不与盘片直接接触”。按照硬盘的接口分类，有IDE接口硬盘（也称PATA或ATA）、串行接口（SATA）硬盘、SCSI接口硬盘、USB接口硬盘等。IDE和SATA接口硬盘主要用于台式微机，SCSI硬盘主要用于服务器主机，USB硬盘主要用作移动存储设备。按硬盘用途分类，有台式机硬盘、笔记本硬盘、移动硬盘、磁盘冗余阵列（RAID）等。11.2硬盘基本工作原理硬盘没有工作时，磁头停留在启停区内。当硬盘读写数据时，磁

2、盘开始旋转，当旋转速度达到额定的速度时，磁头就会因盘片旋转产生的气流而抬起，这时磁头才向盘片存放数据的区域移动。读写完毕，盘片停止旋转，磁头又回归到启停区。磁盘数据写操作工作原理磁盘控制器向电路输入数据脉冲信号，在写电路中，将数据脉冲电信号转换成一定方向和一定大小的写电流。写电流经过磁头的线圈时，就会在线圈环绕的软铁中产生磁力线。由于在磁头中间有一个陶瓷块，因此迫使磁力线通过磁盘表面，在盘片上形成一个局部磁场。在局部磁场的作用下，就可以在磁盘表面形成一个磁化点，而磁化点的磁极子方向与数据存在某种对应关系。通过改变磁头中写电流的方向，就可以改变磁头

3、中磁场的方向，磁化点中磁极子的方向也会随之改变，这样就可以记录数据“0”和“1”了。11.3硬盘物理结构硬盘主要部件有：盘片组件、磁头组件、控制电路板、盘体、盖板等。硬盘全部零部件封闭在一个充满洁净空气的密封腔里，除非专业技术人员在符合条件的洁净室里进行操作，在普通环境下将硬盘拆开，意味着硬盘将报废。盘片组件由盘片、主轴、轴承、驱动电机等组成。盘片是硬盘存储数据的载体，盘片大多采用金属薄膜材料，这种金属薄膜较软盘的不连续颗粒载体具有更高的存储密度、高剩磁及高矫顽力等优点。硬盘控制电路·有主控制芯片、电机控制芯片、数据传输芯片、高速数据缓存芯片、硬

4、盘BIOS芯片等。·主控制芯片负责硬盘数据读写指令等工作。·数据传输芯片的功能是将磁头前置电路读出的数据经过校正及变换后，经过数据接口传输到主机系统。·电机控制芯片的功能它包括主轴调速、磁头驱动与伺服定位等。高速数据缓存芯片是为了协调硬盘与主机在数据处理速度上的差异而设的，缓存的大小对硬盘性能有很大影响。·BIOS芯片里面固化的程序可以进行硬盘的初始化，执行加电和启动主轴电机，加电初始寻道、定位以及故障检测等。11.4硬盘逻辑结构磁道硬盘被划分为几千个同心圆，这些同心圆称为磁道。盘片最外面的为0道，最内心的为n道。为了避免磁道信号混淆，每个磁道之

5、间有一定的间隔。扇区磁道又被划分成许多个扇区，每个扇区可以存储512字节的信息。硬盘的读写以扇区为基本单位，即使微机只需要在硬盘上读取一个字节，也必须一次把这个字节所在扇区的512字节全部读入内存。早期硬盘为不等长扇区，它的优点是1扇区与n扇区角速度相同，数据读写时间是相同的。缺点是存储空间利用不高，容易产生数据丢失。目前的硬盘采用等长扇区。由于每个扇区的长度基本上是等长的，因此最大限度的利用了硬盘空间。读写数据时，每个扇区的线速度是相同的。磁盘中每个扇区分由两部分组成，一部分记录扇区本身的一些数据（如：扇区识别标志数据、扇区检索数据、扇区校验数

6、据等），称为ID地址段；另一部分是用户数据段，它记录了数据属性和用户存储的数据（512字节）。硬盘扇区之间有一个径向定位的嵌入式伺服扇区，它的作用是对某一个磁道的某一个扇区进行精确定位。柱面硬盘往往由几个盘片组成，各个盘片上处于同一个同心圆的磁道称为“柱面”，磁道是柱面的一种特殊情况。簇簇是操作系统分配存储空间的最小单位。簇的大小与磁盘的规格、分区大小、操作系统版本等有关。硬盘数据结构硬盘的数据结构由5大部分组成：主引导记录（MBR）、DOS引导记录（DBR）、文件分配表（FAT）、根目录区（DIR）、用户数据区（DATA）。前面4个区域称为系统

7、区，它们占用的空间很小，位置在0磁道开始的几个磁道内。系统分区数据对硬盘非常重要，分区数据的丢失或破坏将导致硬盘不能被操作系统识别。用户数据区占据硬盘上99％以上的空间。MBR（主引导记录区）MBR由主引导程序和分区表组成，位于硬盘的0柱面0磁道1扇区，它是隐含的。主引导记录大小为一个扇区（512字节），最后2个字节为分区结束标志“55，AA”。主引导记录由FDISK命令创建分区时建立的，它不依赖于任何操作系统。DBR（DOS引导记录区）对于DOS，DBR通常位于硬盘的0磁道1柱面1扇区，即逻辑扇区63。每个逻辑分区都有一个DBR，其参数视分区的

8、大小、操作系统的类型而有所不同。FAT（文件分配表区）FAT是DOS/Windows9X系统的文件寻址系统，FAT扇区的大小由本硬盘分区