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硬盘检测与维修———电子信息吴克文您可以学习到的内容1、硬盘的种类2、硬盘容量3、硬盘的拆装4、硬盘的物理结构5、完整硬盘的数据结构6、文件系统7、磁盘格式化8、特征扇区1、硬盘的种类传统硬盘——机械硬盘，（港台称之为硬碟，英文名：HardDiscDrive简称HDD全名温彻斯特式硬盘）是电脑主要的存储媒介之一，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。这些碟片外覆盖有铁磁性材料。绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。固态硬盘——（SolidStateDisk或SolidStateDrive），作电子硬盘或者固态电子盘，是由控制单元和固态存储单元（DRAM或FLASH芯片）组成的硬盘。分类1：按存储介质分类机械硬盘固态硬盘分类2：按数据接口分根据联接方式的差异，分为EIDE接口、SCSI接口和SATA串口。EIDE接口多用在桌面硬盘，经常听说的40针、80芯的接口电缆指的就是这类数据线IDE磁盘接口示意图有些硬盘的电路板上会附加有一层保护层，使用海绵或金属板SATAIDE硬盘与SATA硬盘数据线对比SATA硬盘采用串行传输，每次传输数据为一位，有效避免了信号的串扰问题。从而可以在理论上无限提高串行传输的工作频率。采用了比并行接口更低的电压标准，减小能耗。采用点对点协议，不存在并行ATA的主/从问题，省去了跳线设置工作。SCSI硬盘具有更高的数据传输速率。更低的CPU占用率。运转稳定SCSI硬盘外观及接口SCSI硬盘的背面板2、硬盘容量标称250GB的硬盘到底能容纳多少数据呢？由于存储器生产厂家向来都是按照1000字节当做1k字节，1000k称为1MB;操作系统都是按照1024计算，也就是：250GB/1024/1024/1024*(1000*1000*1000)=232.83GB。实际只有不大233GB的空间可以使用。1、首先卸掉背面电路版上的所有螺丝，拆下电路版2、硬盘的拆装拆下电路版后我们看到背面有两颗螺丝，此螺丝是固定磁头的，暂时不要动。2、揭开标签，卸掉硬盘正面版上的螺丝。3、揭开正面版4、卸掉上面的强力磁铁5、卸掉硬盘背面的2颗螺丝与前置控制电路的固定螺丝后磁头即可取下6、拆下的磁头与空硬盘7、重新安装磁头4、硬盘的物理结构机械硬盘主要由盘片、盘片驱动器、磁头及控制装置组成。盘片由较轻质的金属（如铝）或玻璃制成，表面再涂上一层磁性材料。盘片的光洁度极高，远远超过我们生活中使用的镜子。硬盘都是密封的，内部非常干净，哪怕是一丝肉眼看不见的灰尘也会给盘面带来致命的损伤。一个硬盘内可以有多张盘片，盘片之间有一定间隔。这些盘片被安装在一个可高速转动的电机上，也就是盘片驱动器。盘片上存储的信息是由磁头写入的，在一张盘片的正反两面都会有一个磁头进行读写。磁头是硬盘中最昂贵、最精密的部分。磁头装在磁头支架上，它们像梳子的齿一般伸进各自负责的盘片间隔中。磁头支架在特殊的电机驱动下，可以使磁头在盘片上不同的地方来回移动。盘片在高速旋转时会带动盘表面的空气，空气作用在磁头上产生一个浮力使磁头与盘面保持一个极微小的距离。这样既可有效进行读写，也不会磨损盘面。盘片上有一圈圈看不见的磁道，有了这些磁条才能够有序地对信息进行读写。一个盘面上可以有成千上万个磁道，就像是被画上了很多大大小小的同心圆圈。当我们输入了要读（写）某个信息的命令时，磁头驱动电机就会移动磁头在盘片上寻找适当的位置进行工作。硬盘大致分为，磁盘Media，读写头ReadWriteHead，马达SpindleMotor&VoiceCoilMotor，底座Base，电路板PCB等几大项，组合而成SCSI硬盘内部结构硬盘控制电路总得来说可以分为如下几个部份：主控制芯片、数据传输芯片、高速数据缓存芯片等，其中主控制芯片负责硬盘数据读写指令等工作。磁头及附属组件目前，微机上安装的硬盘几乎都是采用温彻斯特（Winchester）技术制造的硬盘，这种硬盘也被称为温盘。这种结构的特点为：（1）磁头、盘片及运动机构密封在盘体内；（2）磁头在启动、停止时与盘片接触，而在工作时因盘片高速旋转，从而带动磁头“悬浮”在盘片上面呈飞行状态（空气动力学原理），这个“悬浮”的高度约为0.1微米～0.3微米，这个高度是非常小的。磁头高度对比图盘片区域分配示意图从数据存储部件看，Media是最容易出问题的。Media是金属或玻璃材质制成，为达到高密度高稳定的质量，基板要求表面光滑平整，不可有任何暇疵，然后再将磁粉Coating（涂层）溅渡到基板表面上，最后再涂上保护润滑层。此处有2项高科技，一为，如何制造出不含杂质极细微的磁粉二为，如何将磁粉均匀的Coating上去。内径为25mm，需扣掉最外及最内圈不保存Data的部分，实际只剩20mm数据在硬盘上物理存储位置例如：当10MBData进来时，第1个Head先写4096Byte(视规格各异)，第2Head写4096Byte，依此类推，呈垂直读写，所以1File是被分很多段存在各磁面上，读取时也是同理，如此多磁头同时读写可达到高速要求。数据读写原理初买来一块硬盘，我们是没有办法使用的，你需要将它分区、格式化，然后再安装上操作系统才可以使用。一个完整硬盘的数据应该包括五部分：MBR，DBR，FAT，DIR区和DATA区。其中只有主引导扇区是唯一的，其它的随你的分区数的增加而增加5、完整硬盘的数据结构主引导扇区位于整个硬盘的0磁道0柱面1扇区，包括硬盘主引导记录MBR（MainBootRecord）和分区表DPT（DiskPartitionTable）。其中主引导记录的作用就是检查分区表是否正确以及确定哪个分区为引导分区，并在程序结束时把该分区的启动程序（也就是操作系统引导扇区）调入内存加以执行（1）主引导扇区（0扇区）操作系统引导扇区，通常位于硬盘的0磁道1柱面1扇区，是操作系统可直接访问的第一个扇区，它也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。（2）操作系统引导扇区（63）扇区FAT(FileAllocationTable)即文件分配表，是DOS/Win9x系统的文件寻址系统，为了数据安全起见，FAT一般做两个，第二FAT为第一FAT的备份,FAT区紧接在OBR之后，其大小由本分区的大小及文件分配单元的大小决定.（3）文件分配表（FAT）第一份一般在逻辑的第９５扇区(物理0柱面1面33扇区),第二份开始位置在第一份FAT结束的下一扇区）.作用：FAT表保存着文件段与段之间的连接信息，所以操作系统在读取文件时，总是能够准确地找到文件各段的位置并正确读出。为了实现文件的链式存储，硬盘上必须准确地记录哪些簇已经被文件占用，还必须为每个已经占用的簇指明存储后续内容的下一个簇的簇号FAT的特征字符串：F8FFFF0F(所在扇区的起始处第1-4字节)。FAT表一、DIR是Directory即根目录区的简写，DIR紧接在第二FAT表之后,只有FAT还不能定位文件在磁盘中的位置，FAT还必须和DIR配合才能准确定位文件的位置。DIR记录着每个文件（目录）的起始单元（这是最重要的）、文件的属性等。定位文件位置时，操作系统根据DIR中的起始单元，结合FAT表就可以知道文件在磁盘的具体位置及大小了。（4）根录区(ROOT)二、操作系统根据根目录中的起始簇，结合FAT表就可以知道文件在数据区中的具体位置和大小了。根目录区扇区数用下式计算：根目录区扇区数=根目录项数*32/每扇区字节数每个目录项恰好32字节长，存储着目录所含文件或下级子目录的名称、属性、长度、日期、时间和起始簇号数据区是真正意义上的数据存储的地方,FAT32分区的FAT表之后，占据硬盘大部分空间。当将数据复制到硬盘时，数据就存放在数据区。寻找数据区的方法：搜索“RECYCLE”字符串数据区开始扇=63+32+2*FAT+1（5）数据区文件系统:一般不同的存储器在创建文件系统的时候都会占用一部分的存储空间,来描述该存储文件系统的特性,比如FAT,FAT32,NTFS等,其中NTFS因为保密性好可以做到文件级别的访问控制。FAT32:在Windows2000中，可以格式化一个不超过32GB的FAT32卷，最大文件大小为4GB。NTFS（新技术文件系统）:最小的容量为10MB，推荐实际最大的容量为2TB，文件大小只受卷的容量限制。6、文件系统（FAT32、NTFS）系统管理文件是以簇为最小单位的，簇是由扇区组成的，不同的文件系统组成族的扇区数是不同的，具体各种文件系统的区别FAT16FAT32NTFS分区大小簇大小扇区数/簇簇大小扇区数/簇簇大小扇区数/簇512~1023M16k324k82K41024~2047M32k644k82K42~16GNONO8k162K416~32GNONO16k322K4文件占用磁盘空间，基本单位不是字节而是簇。分区中只有数据区才划分为簇，其余部分只划分为扇区。一般情况下，硬盘数据区每簇的扇区数与分区的格式和总容量大小有关，可能是4、8、16、32、64和128。小文件可能放不满一个簇，它占用的簇既是它的开始簇又是它的结束簇，而大文件却可能占用岂止几百上千个簇。同一个文件的数据并不一定完整地存放在磁盘的一个连续的区域内，而往往会分成若干段，像一条链子一样存放。簇Cluster(从2开始计数）7、磁盘格式化高级格式化：通常把FAT表的项表注成为使用状态。数据区的数据没有真正清除。对硬盘进行高级格式化通常使用操作系统自带的FORMAT(格式化磁盘)命令。低格：是指对一块硬盘上所有2进制数据变成0的过程。由于低格将可能损伤盘片磁介质，一般没有必要对硬盘进行这种操作，对硬盘的寿命肯定有影响。确实有坏扇区或磁道推荐使用“效率源”硬盘检测修复程序。图中用淡红色标明的扇区（尤以主引导扇区和第一分区引导扇区为最）是易受病毒攻击的扇区硬盘分区后逻辑结构分区表项的意义8020210007FEFFFF000800000080A90316个字节由此可见逻辑分区链表是单向的，一旦断开，系统后面的分区就会丢失，当然实际上数据还在。我们可以利用掌握的知识，步步分析，有很大希望可以重建分区表，挽回损失。下面学习如何备份、重建分区表，根据系统提示排除故障。备份分区表重建从安全、效率方面来说，永远也赶不上及时备份。所以我们在每次对磁盘参数进行调整前，一定要进行备份操作。我们可以通过很多方法备份分区表，有从dos下备份，有从windows下备份的，有手动备份的，也有自动备份的工具。MBR分区的缺陷尽管目前MBR分区类型占了绝大多数，但是他有很多缺陷：MBR磁盘只支持4个分区表项；每个分区长度至少占用一个柱面；最大支持2TB硬盘；……GUID分区表格式（GloballyUniqueIdentifierPartitionTableFormat）GUID分区表(简称GPT。使用GUID分区表的磁盘称为GPT磁盘)是源自EFI标准的一种较新的磁盘分区表结构的标准。与目前普遍使用的主引导记录(MBR)分区方案相比，GPT提供了更加灵活的磁盘分区机制。它具有如下优点：1、支持2TB以上的大硬盘。2、每个磁盘的分区个数几乎没有限制。为什么说“几乎”呢？是因为Windows系统最多只允许划分128个分区。不过也完全够用了。3、分区大小几乎没有限制。又是一个“几乎”。因为它用64位的整数表示扇区号。夸张一点说，一个64位整数能代表的分区大小已经是个“天文数字”了，若干年内你都无法见到这样大小的硬盘，更不用说分区了。4、分区表自带备份。在磁盘的首尾部分分别保存了一份相同的分区表。其中一份被破坏后，可以通过另一份恢复。5、每个分区可以有一个名称(不同于卷标)。操作系统对GUID分区表支持既然GUID分区方案具有如此多的优点，在分区时是不是可以全部采用这种方案呢？不是的。并不是所有的Windows系统都支持这种分区方案。请看下表：是不是很失望？目前多数的