硬盘参数简介Quote:物理结构1、磁头磁头是硬盘中最昂贵的部件，也是硬盘技术中最重要和最关键的一环。传统的磁头是读写合一的电磁感应式磁头，但是，硬盘的读、写却是两种截然不同的操作，为此，这种二合一磁头在设计时必须要同时兼顾到读/写两种特性，从而造成了硬盘设计上的局限。而MR磁头（Magnetoresistive heads），即磁阻磁头，采用的是分离式的磁头结构：写入磁头仍采用传统的磁感应磁头（MR磁头不能进行写操作），读取磁头则采用新型的MR磁头，即所谓的感应写、磁阻读。这样，在设计时就可以针对两者的不同特性分别进行优化，以得到最好的读/写性能。另外，MR磁头是通过阻值变化而不是电流变化去感应信号幅度，因而对信号变化相当敏感，读取数据的准确性也相应提高。而且由于读取的信号幅度与磁道宽度无关，故磁道可以做得很窄，从而提高了盘片密度，达到200MB/英寸2，而使用传统的磁头只能达到20MB/英寸2，这也是MR磁头被广泛应用的最主要原因。目前，MR磁头已得到广泛应用，而采用多层结构和磁阻效应更好的材料制作的GMR磁头（Giant Magnetoresistive heads）也逐渐普及。2、磁道当磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹，这些圆形轨迹就叫做磁道。这些磁道用肉眼是根本看不到的，因为它们仅是盘面上以特殊方式磁化了的一些磁化区，磁盘上的信息便是沿着这样的轨道存放的。相邻磁道之间并不是紧挨着的，这是因为磁化单元相隔太近时磁性会相互产生影响，同时也为磁头的读写带来困难。一张1.44MB的3.5英寸软盘，一面有80个磁道，而硬盘上的磁道密度则远远大于此值，通常一面有成千上万个磁道。3、扇区磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段，这些弧段便是磁盘的扇区，每个扇区可以存放512个字节的信息，磁盘驱动器在向磁盘读取和写入数据时，要以扇区为单位。1.44MB3.5英寸的软盘，每个磁道分为18个扇区。4、柱面硬盘通常由重叠的一组盘片构成，每个盘面都被划分为数目相等的磁道，并从外缘的“0”开始编号，具有相同编号的磁道形成一个圆柱，称之为磁盘的柱面。磁盘的柱面数与一个盘面上的磁道数是相等的。由于每个盘面都有自己的磁头，因此，盘面数等于总的磁头数。所谓硬盘的CHS,即Cylinder（柱面）、Head（磁头）、Sector（扇区），只要知道了硬盘的CHS的数目，即可确定硬盘的容量，硬盘的容量=柱面数磁头数扇区数512B。硬盘逻辑结构简介　1. 硬盘参数释疑　　到目前为止, 人们常说的硬盘参数还是古老的 CHS(Cylinder/Head/Sector)参数. 那么为什么要使用这些参数,它们的意义是什么?它们的取值范围是什么?　　很久以前, 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. 也就是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 (Disk Geometry). 既磁头数(Heads), 柱面数(Cylinders),扇区数(Sectors),以及相应的寻址方式.　　其中:　　磁头数(Heads)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(Cylinders) 表示硬盘每一面盘片上有几条磁道,最大为 1023(用 10 个二进制位存储);　　扇区数(Sectors) 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, 理论上讲这不是必须的,但好象没有取别的值的.　　所以磁盘最大容量为:　　255 * 1023 * 63 * 512 / 1048576 = 8024 GB ( 1M =1048576 Bytes )或硬盘厂商常用的单位:　　255 * 1023 * 63 * 512 / 1000000 = 8414 GB ( 1M =1000000 Bytes )在 CHS 寻址方式中, 磁头, 柱面, 扇区的取值范围分别为 0到 Heads - 1,0 到 Cylinders - 1, 1 到 Sectors (注意是从 1 开始).　2. 基本 Int 13H 调用简介BIOS Int 13H 调用是 BIOS提供的磁盘基本输入输出中断调用, 它可以完成磁盘(包括硬盘和软盘)的复位, 读写, 校验, 定位, 诊断,格式化等功能.它使用的就是 CHS 寻址方式, 因此最大识能访问 8 GB 左右的硬盘 (本文中如不作特殊说明, 均以 1M = 1048576 字节为单位).

硬盘缺陷的分类，修复原理Quote:一、缺陷的分类 　　如果经检测发现某个硬盘不能完全正常工作，则称这个硬盘是“有缺陷的硬盘”（Defect Hard Disk）。 　　根据维修经验，笔者将硬盘的缺陷分为六大类 　　①坏扇区（Bad　sector），也称缺陷扇区（Defect sector） 　　②磁道伺服缺陷（Track Servo defect） 　　③磁头组件缺陷（Heads assembly defect） 　　④系统信息错乱（Service information destruction） 　　⑤电子线路缺陷（The board of electronics defect） 　　⑥综合性能缺陷（Complex reliability defect） 　　1.坏扇区（也称缺陷扇区） 　　指不能被正常访问或不能被正确读写的扇区。一般表现为：高级格式化后发现有“坏簇（Bad Clusters）；用SCANDISK等工具检查发现有“B”标记；或用某些检测工具发现有“扇区错误提示”等。 　　一般每个扇区可以记录512字节的数据，如果其中任何一个字节不正常，该扇区就属于缺陷扇区。每个扇区除了记录512字节的数据外，另外还记录有一些信息：标志信息、校验码、地址信息等，其中任何一部分信息不正常都导致该扇区出现缺陷。 　　多数专业检测软件在检测过程中发现缺陷时，都有类似的错误信息提示，常见的扇区缺陷主要有几种情况： ①校验错误（ECC uncorrectable errors，又称ECC错误）。系统每次在往扇区中写数据的同时，都根据这些数据经过一定的算法运算生成一个校验码（ECC=Error Correction Code），并将这个校验码记录在该扇区的信息区内。以后从这个扇区读取数据时，都会同时读取其校检码，并对数据重新运算以检查结果是否与校检码一致。如果一致，则认为这个扇区正常，存放的数据正确有效；如果不一致，则认为该扇区出错，这就是校验错误。这是硬盘最主要的缺陷类型。导致这种缺陷的原因主要有：磁盘表面磁介质损伤、硬盘写功能不正常、校验码的算法差异。 　　②IDNF错误（sector ID not found），即扇区标志出错，造成系统在需要读写时找不到相应的扇区。造成这个错误的原因可能是系统参数错乱，导致内部地址转换错乱，系统找不到指定扇区；也有可能是某个扇区记录的标志信息出错导致系统无法正确辨别扇区。 　　③AMNF错误（Address Mark Not Found），即地址信息出错。一般是由于某个扇区记录的地址信息出错，系统在对它访问时发现其地址信息与系统编排的信息不一致。 　　④坏块标记错误（Bad block mark）。某些软件或病毒程序可以在部分扇区强行写上坏块标记，让系统不使用这些扇区。这种情况严格来说不一定是硬盘本身的缺陷，但想清除这些坏块标记却不容易。 　　2.磁道伺服缺陷 　　现在的硬盘大多采用嵌入式伺服，硬盘中每个正常的物理磁道都嵌入有一段或几段信息作为伺服信息，以便磁头在寻道时能准确定位及辨别正确编号的物理磁道。如果某个物理磁道的伺服信息受损，该物理磁道就可能无法被访问。这就是“磁道伺服缺陷”。一般表现为，分区过程非正常中断；格式化过程无法完成；用检测工具检测时，中途退出或死机，等等。 　　3.磁头组件缺陷 　　指硬盘中磁头组件的某部分不正常，造成部分或全部物理磁头无法正常读写的情况。包括磁头磨损、磁头接触面脏、磁头摆臂变形、音圈受损、磁铁移位等。一般表现为通电后，磁头动作发出的声音明显不正常，硬盘无法被系统BIOS检测到；无法分区格式化；格式化后发现从前到后都分布有大量的坏簇，等等。 　　4.系统信息错乱 　　每个硬盘内部都有一个系统保留区（service area），里面分成若干模块保存有许多参数和程序。硬盘在通电自检时，要调用其中大部分程序和参数。如果能读出那些程序和参数模块，而且校验正常的话，硬盘就进入准备状态。如果某些模块读不出或校验不正常，则该硬盘就无法进入准备状态。一般表现为，PC系统的BIOS无法检测到该硬盘或检测到该硬盘却无法对它进行读写操作。如某些系列硬盘的常见问题：美钻二代系列硬盘通电后，磁头响一声，马达停转；Fujitsu　MPG系列在通电后，磁头正常寻道，但BIOS却检测不到；火球系列，系统能正常认出型号，却不能分区格式化；Western Digital的EB、BB系列，能被系统检测到，却不能分区格式化，等等。 　　5.电子线路缺陷 　　指硬盘的电子线路板中部分线路断路或短路，某些电气元件或IC芯片损坏等。有部分可以通过观察线路板发现缺陷所在，有些则要通过仪器测量后才能确认缺陷部位。一般表现为硬盘在通电后不能正常起转，或者起转后磁头寻道不正常，等等。 　　6.综合性能缺陷 　　有些硬盘在使用过程中部分芯片特性改变；或者有些硬盘受震动后物理结构产生微小变化（如马达主轴受损）；或者有些硬盘在设计上存在缺陷……最终导致硬盘稳定性差，或部分性能达不到标准要求。一般表现为，工作时噪音明显增大；读写速度明显太慢；同一系列的硬盘大量出现类似故障；某种故障时有时无等等。

三、硬盘缺陷的处理 　　如果不在硬盘工厂中，对普通用户或维修人员来说，又如何处理硬盘的缺陷呢？前面我们把硬盘的缺陷分为六大类，不同类型的缺陷用不同的处理方法。 　　1.对于综合性能缺陷，一般涉及到稳定性问题，用户随时有丢失数据的危险，可以说是“用之担惊，弃之可惜”。维修人员很难从根本上解决问题，建议用户还是趁早更换硬盘。 　　2.对于磁头组件缺陷，解决办法是更换磁头组件，这对设备及环境要求较高，维修成本也很高。除非是要求恢复其中的数据，否则不值得进行修复。有条件的维修公司可以在百级净化室中更换硬盘的磁头组件，对数据进行拯救。 　　3.对于线路缺陷，一般要求维修人员有电子线路基础，要有测试线路的经验和焊接芯片的设备，当然还要有必需的配件以备更换。目前许多专业维修硬盘的公司都有条件解决这类缺陷。对普通用户而言，最简单的判别和解决办法是找一个相同的正常线路板换上试试。 　　4.对于系统信息错乱，需要有专业的工具软件才能解决。首先要找个与待修硬盘参数完全相同的正常硬盘，读出其内部所有模块并保存下来；检查待修硬盘的系统结构，查到出错的模块，并将正常模块的参数重新写入。笔者用这个方法成功地修复了数以千计有这种缺陷类型的硬盘，而且一般不会破坏原有数据。要想写某系列硬盘的系统信息，相应的工具软件必须有严格针对性；该硬盘的CPU专用指令集；该硬盘的Firmware结构；内部管理程序和参数模块结构。一般只有硬盘厂家才能编写这样的专业工具软件，而且视为绝密技术，不向外界提供。但也有一些专业的硬盘研究所研究开发类似的专业工具软件，一般要价很高而且很难买到。 　　5.对于伺服缺陷，也要借助于专业工具。相应的专业工具可以通过重写来纠正伺服信息，解决部分磁道伺服缺陷。如果有部分无法纠正，则要对盘片进行物理磁道扫描找出有伺服缺陷的磁道，添加到P-list（或另外的专门磁道缺陷列表）中。然后，运行硬盘内部的低级格式化程序。这段程序能自动根据需要调用相关的参数模块，自动完成硬盘的低格过程，不需要PC系统的干预。 　　坏扇区是最常见的缺陷类型，下面笔者着重论述。

几个常识性的误区1、硬盘逻辑坏道可以修复，而物理坏道不可修复。实际情况是，坏道并不分为逻辑坏道和物理坏道，不知道谁发明这两个概念，反正厂家提供的技术资料中都没有这样的概念，倒是分为按逻辑地址记录的坏扇区和按物理地址记录的坏扇区。2、硬盘出厂时没有坏道，用户发现坏道就意味着硬盘进入危险状态。实际情况是，每个硬盘出厂前都记录有一定数量的坏道，有些数量甚至达到数千上万个坏扇区，相比之下，用户发现一两个坏道算多大危险？3、硬盘不认盘就没救，0磁道坏可以用分区方法来解决。实际情况是，有相当部分不认的硬盘也可以修好，而0磁道坏时很难分区。4、千万不能低格。。。反而进行P表的操作，伺服的修复，都要进行内部的低格。反而低格是修复硬盘的一个有效手段。下面我们会具体谈到低格都进行了什么

先介绍下G表和P表Quote:P-list (永久缺陷表)　　现在的硬盘密度越来越高，单张盘片上存储的数据量超过40Gbytes. 硬盘厂家在生产盘片过程极其精密，但也极难做到100%的完美，硬盘盘面上或多或少存在一些缺陷。厂家在硬盘出厂前把所有的硬盘都进行低级格式化，在低级格式化过程中将自动找出所有defect track和defect sector，记录在P-list中。并且在对所有磁道和扇区的编号过程中，将skip（跳过）这些缺陷部分，让用户永远不能用到它们。这样，用户在分区、格式化、检查刚购买的新硬盘时，很难发现有问题。一般的硬盘都在P-list中记录有一定数量的defect, 少则数百，多则数以万计。如果是SCSI硬盘的话可以找到多种通用软件查看到P-list，因为各种牌子的SCSI硬盘使用兼容的SCSI指令集。而不同牌子不同型号的IDE硬盘，使用各自不同的指令集，想查看其P-list要用针对性的专业软件。G-list (增长缺陷表)　　用户在使用硬盘过程中，有可能会发现一些新的defect sector。 按“三包”规定，只要出现一个defect sector，商家就应该为用户换或修。现在大容量的硬盘出现一个defect sector概率实在很大，这样的话硬盘商家就要为售后服务忙碌不已了。于是，硬盘厂商设计了一个自动修复机制，叫做Automatic Reallcation。有大多数型号的硬盘都有这样的功能：在对硬盘的读写过程中，如果发现一个defect sector，则自动分配一个备用扇区替换该扇区，并将该扇区及其替换情况记录在G-list中。这样一来，少量的defect sector对用户的使用没有太大的影响。　　也有一些硬盘自动修复机制的激发条件要严格一些，需要用某些软件来判断defect sector,并通过某个端口（据说是50h）调用自动修复机制。比如常用的Lformat, ADM，DM中的Zero fill，Norton中的Wipeinfo和校正工具，西数工具包中的wddiag, IBM的DFT中的Erase等。这些工具之所以能在运行过后消除了一些“坏道”，很重要的原因就在这Automatic Reallcation（当然还有其它原因），而不能简单地概括这些“坏道”是什么“逻辑坏道”或“假坏道”。 如果哪位被误导中毒太深的读者不相信这个事实，等他找到能查看G-list的专业工具后就知道，这些工具运行过后，G-list将会增加多少记录！“逻辑坏道”或“假坏道”有必要记录在G-list中并用其它扇区替换么？　　当然，G-list的记录不会无限制，所有的硬盘都会限定在一定数量范围内。如火球系列限度是500，美钻二代的限度是636，西数BB的限度是508，等等。超过限度，Automatic Reallcation就不能再起作用。这就是为何少量的“坏道”可以通过上述工具修复（有人就概括为：“逻辑坏道”可以修复），而坏道多了不能通过这些工具修复（又有人概括为：“物理坏道”不可以修复）。

低格过程到底对硬盘进行了什么操作？Quote:实践表明低格过程有可能进行下列几项工作，不同的硬盘的低格过程相差很大，不同的软件的低格过程也相差很大。A. 对扇区清零和重写校验值　　低格过程中将每个扇区的所有字节全部置零，并将每个扇区的校验值也写回初始值，这样可以将部分缺陷纠正过来。譬如，由于扇区数据与该扇区的校验值不对应，通常就被报告为校验错误（ECC Error）。如果并非由于磁介质损伤，清零后就很有可能将扇区数据与该扇区的校验值重新对应起来，而达到“修复”该扇区的功效。这是每种低格工具和每种硬盘的低格过程最基本的操作内容，同时这也是为什么通过低格能“修复大量坏道”的基本原因。另外，DM 中的Zero Fill（清零）操作与IBM DFT工具中的Erase操作，也有同样的功效。B. 对扇区的标识信息重写　　在多年以前使用的老式硬盘（如采用ST506接口的硬盘），需要在低格过程中重写每个扇区的标识（ID）信息和某些保留磁道的其他一些信息，当时低格工具都必须有这样的功能。但现在的硬盘结构已经大不一样，如果再使用多年前的工具来做低格会导致许多令 人痛苦的意外。难怪经常有人在痛苦地高呼：“危险！切勿低格硬盘！我的硬盘已经毁于低格！”C. 对扇区进行读写检查，并尝试替换缺陷扇区　　有些低格工具会对每个扇区进行读写检查，如果发现在读过程或写过程出错，就认为该扇区为缺陷扇区。然后，调用通用的自动替换扇区（Automatic reallocation sector）指令，尝试对该扇区进行替换，也可以达到“修复”的功效。D. 对所有物理扇区进行重新编号　　编号的依据是P-list中的记录及区段分配参数（该参数决定各个磁道划分的扇区数），经过编号后，每个扇区都分配到一个特定的标识信息（ID）。编号时，会自动跳过P-list中所记录的缺陷扇区，使用户无法访问到那些缺陷扇区（用户不必在乎永远用不到的地方的好坏）。如果这个过程半途而废，有可能导致部分甚至所有扇区被报告为标识不对（Sector ID not found, IDNF）。要特别注意的是，这个编号过程是根据真正的物理参数来进行的，如果某些低格工具按逻辑参数（以 16heads 63sector为最典型）来进行低格，是不可能进行这样的操作。E. 写磁道伺服信息，对所有磁道进行重新编号　　有些硬盘允许将每个磁道的伺服信息重写，并给磁道重新赋予一个编号。编号依据P-list或TS记录来跳过缺陷磁道（defect track）,使用户无法访问（即永远不必使用）这些缺陷磁道。这个操作也是根据真正的物理参数来进行。F. 写状态参数，并修改特定参数　　有些硬盘会有一个状态参数，记录着低格过程是否正常结束，如果不是正常结束低格，会导致整个硬盘拒绝读写操作，这个参数以富士通IDE硬盘和希捷SCSI硬盘为典型。有些硬盘还可能根据低格过程的记录改写某些参数。一些低格工具做了些什么操作：　　1. DM中的Low level format　　进行了A和B操作。速度较快，极少损坏硬盘，但修复效果不明显。　　2. Lformat　　进行了A、B、C操作。由于同时进行了读写检查，操作速度较慢，可以替换部分缺陷扇区。但其使用的是逻辑参数，所以不可能进行D、E和F的操作。遇到IDNF错误或伺服错误时很难通过，半途会中断。　　3. SCSI卡中的低格工具　　由于大部SCSI硬盘指令集通用，该工具可以对部分SCSI硬盘进行A、B、C、D、F操作，对一部分SCSI硬盘（如希捷）修复作用明显。遇到缺陷磁道无法通过。同时也由于自动替换功能，检查到的缺陷数量超过G-list限度时将半途结束，硬盘进入拒绝读写状态。　　4. 专业的低格工具　　一般进行A、B、D、E、F操作。通常配合伺服测试功能（找出缺陷磁道记入TS），介质测试功能（找出缺陷扇区记入P-list），使用的是厂家设定的低格程序（通常存放在BIOS或某一个特定参数模块中），自动调用相关参数进行低格。一般不对缺陷扇区进行替换操作。低格完成后会将许多性能参数设定为刚出厂的状态。这篇低格的介绍源自于一位硬盘修复高手，大师级的。。。合适的低格工具能在很大程度上修复硬盘缺陷。正确的低格过程绝不会在物理上损伤硬盘。用不正确的低格工具则可能严重破坏硬盘的信息，而导致硬盘不能正常使用。在修改硬盘的某些参数后必须进行低格，如添加P-list记录或TS记录，调整区段参数，调整磁头排列等。另外, 每个用户都可以用适当低格工具修复硬盘缺陷，注意：必须是适当的低格工具。低格软件就不提供了，网络上比较容易下到。上面已经介绍了初级修复的原理，也就是纠正扇区信息的错乱，把缺陷扇区添加到成长扇区。下面我们就开始介绍一下几款G表级的修复软件的使用。