浅谈硬盘损坏与恢复原理

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1、万方数据2005年第3期福建电脑39浅谈硬盘损坏与恢复原理郭红霞孟林(宜宾学院计科系四川宜宾644007)【摘要】本文简单介绍了硬盘内部的结构，硬盘损坏的原因和机理，主要介绍了硬盘损坏的种类、厂家维修硬盘的方法和第三方软件的修复原理，以及日常保证数据的安全和硬盘的正常寿命的方法。【关键词】硬盘损坏恢复1引言很长时间以来，硬盘都是计算机系统中最主要的外部存储设备，同时也是计算机系统中最为脆弱、最容易出故障的部件。十几年来，个人计算机的CPU运行速度已经翻了不知道多少倍，从几个MI-Iz提高到现在的3GHz以上，从8BIT处理器到现在的64BIT处理器，CPU的计算和处理功能已经过了

2、几代飞跃。同样，其他零部件，诸如显卡、声卡和光驱也已经换了很多代，产品的性能也有了成倍的增长。但是硬盘这个最主要的存储设备，虽然储存容量和读写速度有了很大提高，但基本结构和工作原理仍然没有多大的变化。而且由于硬盘转速和磁盘密度的提高，硬盘反而比以前更加容易损坏。用户在使用过程中，如果硬盘出现故障，就只能考虑花钱修理或者更换新的硬盘。但是谁都希望能花最少的代价使自己计算机的各零部件能够最大限度地发挥用途。出于对这种心理的迎合，市面上陆续出现了一些以维修硬盘作为卖点的硬盘维修公司，更出现了很多据说能修理硬盘坏道的硬盘维修软件，譬如HDDRe—generator、MHDD、PC一300

3、0和效率源等等，其中有一些更是宣传自己是专业软件，可以修复硬盘的物理坏道而且不影响硬盘容量从而卖到了上万元的天价。因此，在种种力量的促使下，各种不同的群体怀着不同的目的开始了一系列的宣传，使这些软件变得更加瞩目。由此，引发了很多以硬盘维修、硬盘损坏和硬盘技术为主题的大规模的讨论。那么，软件能够修复硬盘吗?要弄清楚这个问题，必须先从硬盘内部的结构谈起，先搞清楚硬盘损坏的原因和机理。2硬盘内部的结构到目前为止，在很多文章、技术资料甚至教科书里面讲述的硬盘结构模式，已经是非常老式的硬盘结构了。对于现在的新硬盘来说，虽然工作原理相同，但是其结构已经完全不同了，而是采用了更为复杂、也更加科

4、学的结构方式。在老式硬盘中，采用的都是比较古老的CHS(Cylinder／Head／Sector)结构体系。因为在以前，硬盘的容量还非常小的时候，人们采用与软盘类似的结构生产硬盘，我们可以看作硬盘实际上就是加大容量、提高工作速度的软盘。也就意味着硬盘盘片的每一条磁道都具有相同的扇区数，由此产生了所谓的3D参数(DiskGeometry)，即是磁头数(Heads)、柱面数(Cylinders)、扇区数(Sectors)以及相应的3D寻址方式。其中：磁头数表示硬盘总共有几个磁头，也就是有几面盘片，最大为255(用8个二进制位存储)；柱面数表示硬盘每一面盘片上有几条磁道，最大为1023

5、(用10个二进制位存储)；扇区数表示每一条磁道上有几个扇区，最大为63(用6个二进制位存储)；每个扇区一般是512个字节，理论上讲你可以取任何一个你喜欢的数值，但实际使用中还没有发现取别的值的。通过下面的容量计算我们也很容易知道为什么通常我们买到的硬盘在格式化以后容量会比厂家标注的减少很多，除了格式化以后的正常损耗外，还有计算不同的原因。厂家使用的是1M=1000K，而操作系统和我们平时计算使用的是1M=1024K。而通过下面的公式我们也可以看出，采用CHS结构体系的硬盘最大容量是多少。所以磁盘最大容量为：255×1023×63×512／1048576=8024MB(1M=104

6、8576ByteS)硬盘厂商常用的单位：255×1023x63×512／1000000=8414Ⅳ略(1M=1000000Bytes)由于在老式硬盘的CHS结构体系中，每个磁道的扇区数相等，所以外道的记录密度要远低于内道，因此会浪费很多磁盘空间。为了进一步提高硬盘容量，现在硬盘厂商都改用等密度结构生产硬盘。也就是说，每个扇区的磁道长度相等，外圈磁道的扇区比内圈磁道多。采用这种结构后，硬盘不再具有实际的3D参数，寻址方式也改为线性寻址，即以扇区为单位进行寻址。而为了与使用3D寻址的老软件兼容(如使用B10SIntl3H接口的软件)，厂商通常在硬盘控制器内部安装了一个地址翻译器，由它

7、负责将老式3D参数翻译成新的线性参数。这也是为什么现在硬盘的3D参数可以有多种选择的原因(不同的工作模式可以对应不同的3D参数，如U认、LARGE、NORMAL)。而随着磁盘密度增加、内部工作机构进一步复杂、功能和速度上的提高，如今的硬盘都会在磁盘里面划分出一个容量比较大的区域，称为“系统保留区”。这个区域主要用来储存硬盘的各种信息、参数和控制程序，有的甚至把硬盘的Fireware也做到系统保留区里面(原来这些信息都是储存在硬盘控制电路板的芯片上)。这样虽然可以进一步简化生产流程