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1、电脑硬盘故障维修研究电脑硬盘故障维修研究电脑硬盘故障维修研究电脑硬盘故障维修研究 1前言 硬盘是计算机的存储设备,操作系统文件和数据文件都存储在硬盘上。相对于计算机上的其他部件,硬盘的价值并不是很高,所以,一旦有了故障,大多数人都选择直接更换。难道出现故障的硬盘就没有维修价值吗?其实不然,随着计算机在生产、生活中的普及,出现故障的硬盘也越来越多,硬盘维修能提高设备的利用率,降低企业成本。更重要的是硬盘维修是挽救数据的必要手段。在讨论硬盘维修之前,让我们先对硬盘的结构和工作原理进行一些了解。 2计算机硬盘的结构和工作
2、原理 本文主要讨论的是传统硬盘,目前传统硬盘依然是主流。无论是IDE接口还是SCSI接口,指的是采用温彻斯特结构的硬盘,这些年来硬盘的发展和技术改进都是在这个框架下进行,所以各种硬盘之间虽然有着一定的区别,但是其物理和逻辑结构还是基本相同的。 硬盘的物理结构从外观上看,如图1硬盘是由PCB控制电路板和封闭的盘体构成,PCB控制电路板上有电源接口,数据传输接口,这两个接口工作时和主板相连。PCB控制电路板上的主要芯片包括主控芯片和缓存芯片。打开硬盘外壳之后,我们就能够看到神秘的内部世界,如图2,其核心部分包括盘体、主轴
3、电机、读写磁头、等主要部件。不过需要提醒大家的是,千万不要随意打开硬盘的外壳,这将100%地使整个硬盘报废,因为硬盘的内部盘面不能沾染上一滴灰尘,否则立即报废。一般硬盘内部结构维修甚至需要在要求极为严格的超净间中进行。 (1)盘体:硬盘的盘体由多个盘片组成,这些盘片重叠在一起放在一个密封的盒中,它们在主轴电机的带动下以很高的速度旋转,其每分钟转速达3600,4500,5400,7200甚至以上。 (2)读写磁头:硬盘的磁头用来读取或者修改盘片上磁性物质的状态,一般说来,每一个磁面都会有一个磁头,从最上面开始,从0开始
4、编号。磁头在停止工作时,与磁盘是接触的,但是在工作时呈飞行状态。磁头采取在盘片的着陆区接触式启停的方式,着陆区不存放任何数据,磁头在此区域启停,不存在损伤任何数据的问题。读取数据时,盘片高速旋转,由于对磁头运动采取了精巧的空气动力学设计,此时磁头处于离盘面数据区~μm高度的飞行状态。既不与盘面接触造成磨损,又能可靠的读取数据。 (3)主轴电机:硬盘内的电机都为无刷电机,在高速轴承支撑下机械磨损很小,可以长时间连续工作。高速旋转的盘体产生了明显的陀螺效应,所以工作中的硬盘不宜运动,否则将加重轴承的工作负荷。硬盘磁头的寻道
5、饲服电机多采用音圈式旋转或者直线运动步进电机,在饲服跟踪的调节下精确地跟踪盘片的磁道,所以在硬盘工作时不要有冲击碰撞,搬动时要小心轻放。 硬盘的逻辑结构硬盘由很多盘片(platter)组成,每个盘片的每个面都有一个读写磁头。如果有N个盘片。就有2N个面,对应2N个磁头(Heads),从0、1、2开始编号。每个盘片被划分成若干个同心圆磁道(逻辑上的,是不可见的),每个盘片的划分规则通常是一样的。这样每个盘片的半径均为固定值R的同心圆再逻辑上形成了一个以电机主轴为轴的柱面(Cyl-inders),从外至里编号为0、1、2…
6、每个盘片上的每个磁道又被划分为几十个扇区(Sector),通常的容量是512byte,并按照一定规则编号为1、2、3…形成Cylinders×Heads×Sector个扇区。这三个参数即是硬盘的物理参数。我们实际的维修工作中需要深刻理解这三个参数的意义。硬盘上的数据按照其不同的特点和作用大致可分为5部分:MBR区、DBR区、FAT区、DIR区和DATA区。(1)MBR区,MBR(MainBootRecord主引导记录区)位于整个硬盘的0磁道0柱面1扇区。 主引导记录中包含了硬盘的一系列参数和一段引导程序。(2)DBR区
7、,DBR(DosBootRecord)是操作系统引导记录区的意思。它通常位于硬盘的0磁道1柱面1扇区,是操作系统可以直接访问的第一个扇区,它包括一个引导程序和一个被称为BPB(BiosParameterBlock)的本分区参数记录表。(3)FAT区,在DBR之后的是我们熟悉的FAT(FileAllocationTable文件分配表)区。(4)DIR(Directory)是根目录区,紧接着第二FAT表(即备份的FAT表)之后,记录着根目录下每个文件(目录)的起始单元,文件的属性等。(5)DATA区,即数据区,它是真正意义上
8、的数据存储的地方,位于DIR区之后,占据硬盘上的大部分数据空间。 硬盘工作原理采用温彻思特技术的传统硬盘,其工作原理有如下特点:(1)磁头,盘片及运动机构密封。(2)固定并高速旋转的镀磁盘片表面平整光滑。(3)磁头沿盘片径向移动。(4)磁头对盘片接触式启停,但工作时呈飞行状态不与盘片直接接触。 3硬盘常见故障及修
