1、 硬盤檢測與維修電子信息吳克文您可以學習到的內容1 、 硬盤的種類2、硬盤容量3、硬盤的拆裝4、硬盤的物理結構5、完整硬盤的數據結構6、文件系統7、磁盤格式化8、特征扇區1、硬盤的種類傳統硬盤機械硬盤，（港臺稱之為硬碟，英文名：Hard Disc Drive 簡稱HDD 全名 溫徹斯特式硬盤）是電腦主要的存儲媒介之一，由一個或者多個鋁制或者玻璃制的碟片組成。這些碟片外覆蓋有鐵磁性材料。絕大多數硬盤都是固定硬盤，被永久性地密封固定在硬盤驅動器中。固態硬盤（Solid State Disk或Solid State Drive），作電子硬盤或者固態電子盤，是由控制單元和固態存儲單元（DRAM或FLA

2、SH芯片）組成的硬盤。分類1：按存儲介質分類機械硬盤固態硬盤分類2：按數據接口分根據聯接方式的差異，分為根據聯接方式的差異，分為EIDE接口、接口、SCSI接口接口和和SATA串口。串口。EIDE接口多用在桌面硬盤，經常接口多用在桌面硬盤，經常聽說的聽說的40針、針、80芯的接口電纜指的就是這類數據芯的接口電纜指的就是這類數據線線IDE磁盤接口示意圖有些硬盤的電路板上會附加有一層保護層，使用海綿或金屬板SATAIDE硬盤與SATA硬盤數據線對比SATA硬盤硬盤采用串行傳輸，每次傳輸數據為一位，有效避免了信號的串擾問題。從而可以采用串行傳輸，每次傳輸數據為一位，有效避免了信號的串擾問題。從而可以

3、在理論上無限提高串行傳輸的工作頻率。在理論上無限提高串行傳輸的工作頻率。采用了比并行接口更低的電壓標準，減小能耗。采用了比并行接口更低的電壓標準，減小能耗。采用點對點協議，不存在并行采用點對點協議，不存在并行ATA的主的主/從問題，省去了跳線設置工作。從問題，省去了跳線設置工作。SCSI硬盤硬盤具有更高的數據傳輸速率。具有更高的數據傳輸速率。更低的更低的CPU占用率。占用率。運轉穩定運轉穩定SCSI硬盤外觀及接口SCSI硬盤的背面板2、硬盤容量標稱250GB的硬盤到底能容納多少數據呢？ 由于存儲器生產廠家向來都是按照1000字節當做1k字節，1000k稱為1MB; 操作系統都是按照1024計算

4、，也就是： 250GB/1024/1024/1024*(1000*1000*1000) =232.83GB。 實際只有不大233GB的空間可以使用。1、首先卸掉背面電路版上的所有螺絲，拆下電路版2、硬盤的拆裝拆下電路版后我們看到背面有兩顆螺絲，此螺絲是固定磁頭的，暫時不要動。2、揭開標簽，卸掉硬盤正面版上的螺絲。3、揭開正面版 4、卸掉上面的強力磁鐵5、卸掉硬盤背面的2顆螺絲與前置控制電路的固定螺絲后磁頭即可取下6、拆下的磁頭與空硬盤7、重新安裝磁頭4、硬盤的物理結構 機械硬盤主要由盤片、盤片驅動器、磁頭及控制裝置組成。盤片由較輕質的金屬（如鋁）或玻璃制成，表面再涂上一層磁性材料。盤片的光潔度

5、極高，遠遠超過我們生活中使用的鏡子。硬盤都是密封的，內部非常干凈，哪怕是一絲肉眼看不見的灰塵也會給盤面帶來致命的損傷。一個硬盤內可以有多張盤片，盤片之間有一定間隔。這些盤片被安裝在一個可高速轉動的電機上，也就是盤片驅動器。盤片上存儲的信息是由磁頭寫入的，在一張盤片的正反兩面都會有一個磁頭進行讀寫。磁頭是硬盤中最昂貴、最精密的部分。磁頭裝在磁頭支架上，它們像梳子的齒一般伸進各自負責的盤片間隔中。磁頭支架在特殊的電機驅動下，可以使磁頭在盤片上不同的地方來回移動。盤片在高速旋轉時會帶動盤表面的空氣，空氣作用在磁頭上產生一個浮力使磁頭與盤面保持一個極微小的距離。這樣既可有效進行讀寫，也不會磨損盤面。盤

6、片上有一圈圈看不見的磁道，有了這些磁條才能夠有序地對信息進行讀寫。一個盤面上可以有成千上萬個磁道，就像是被畫上了很多大大小小的同心圓圈。當我們輸入了要讀（寫）某個信息的命令時，磁頭驅動電機就會移動磁頭在盤片上尋找適當的位置進行工作。硬盤大致分為，磁盤 Media，讀寫頭 Read Write Head，馬達Spindle Motor & Voice Coil Motor，底座Base，電路板PCB等幾大項，組合而成 SCSI硬盤內部結構硬盤控制電路總得來說可以分為如下幾個部份：主控制芯片、數據傳輸芯片、高速數據緩存芯片等，其中主控制芯片負責硬盤數據讀寫指令等工作。磁頭及附屬組件目前，微

7、機上安裝的硬盤幾乎都是采用溫徹斯特（目前，微機上安裝的硬盤幾乎都是采用溫徹斯特（Winchester）技）技術制造的硬盤，這種硬盤也被稱為溫盤。這種結構的特點為：術制造的硬盤，這種硬盤也被稱為溫盤。這種結構的特點為： （1）磁頭、盤片及運動機構密封在盤體內；）磁頭、盤片及運動機構密封在盤體內； （2）磁頭在啟動、停止時與盤片接觸，而在）磁頭在啟動、停止時與盤片接觸，而在 工作時工作時 因盤因盤 片高速旋片高速旋轉，從而帶動磁頭轉，從而帶動磁頭“懸浮懸浮”在盤片上面呈飛行狀態（空氣動力學原在盤片上面呈飛行狀態（空氣動力學原理），這個理），這個“懸浮懸浮”的高度約為的高度約為0.1微米微米0.3微

8、米，這個高度是非常微米，這個高度是非常小的。小的。磁頭高度對比圖 盤片區域分配示意圖從數據存儲部件看，Media是最容易出問題的。 Media是金屬或玻璃材質制成，為達到高密度高穩定的質量，基板要求表面光滑平整，不可有任何暇疵，然后再將磁粉Coating（涂層） 濺渡到基板表面上，最后再涂上保護潤滑層。此處有2項高科技，一為，如何制造出不含雜質極細微的磁粉 二為，如何將磁粉均勻的Coating上去 。內徑為25mm，需扣掉最外及最內圈不保存Data的部分，實際只剩20mm數據在硬盤上物理存儲位置例如： 當10MB Data進來時，第1個Head先寫4096 Byte(視規格各異)，第2 Hea

9、d寫4096 Byte，依此類推，呈垂直讀寫，所以1 File是被分很多段存在各磁面上，讀取時也是同理，如此多磁頭同時讀寫可達到高速要求。數據讀寫原理初買來一塊硬盤，我們是沒有辦法使用的，你需要將它分區、格式化，然后再安裝上操作系統才可以使用。一個完整硬盤的數據應該包括五部分：MBR，DBR，FAT，DIR區和DATA區。其中只有主引導扇區是唯一的，其它的隨你的分區數的增加而增加5、完整硬盤的數據結構主引導扇區位于整個硬盤的0磁道0柱面1扇區，包括硬盤主引導記錄MBR（Main Boot Record）和分區表DPT（Disk Partition Table）。其中主引導記錄的作用就是檢查分區

10、表是否正確以及確定哪個分區為引導分區，并在程序結束時把該分區的啟動程序（也就是操作系統引導扇區）調入內存加以執行（1）主）主引導扇區（引導扇區（0扇扇區）區）操作系統引導扇區，通常位于硬盤的0磁道1柱面1扇區，是操作系統可直接訪問的第一個扇區，它也包括一個引導程序和一個被稱為BPB（BIOS Parameter Block）的本分區參數記錄表。（2）操）操作系統引導作系統引導扇區（扇區（63）扇區）扇區FAT(File Allocation Table)即文件分配表，是DOS/Win9x系統的文件尋址系統，為了數據安全起見，FAT一般做兩個，第二FAT為第一FAT的備份, FAT區緊接在OBR

11、之后，其大小由本分區的大小及文件分配單元的大小決定.（3） 文件分配表（文件分配表（FAT）第一份一般在邏輯的第 扇區(物理0柱面1面33扇區) ,第二份開始位置在第一份FAT結束的下一扇區）.作用：作用：FAT表保存著文件段與段之間的連接信息保存著文件段與段之間的連接信息，所以操作系統在讀取文件時，總是能夠準確地找到文件各段的位置并正確讀出。為了實現文件的鏈式存儲，硬盤上必須準確地記錄哪些簇已經被文件占用，還必須為每個已經占用的簇指明存儲后續內容的下一個簇的簇號FAT的特征字符串：F8 FF FF 0F(所在扇區的起始處第1-4字節)。FAT表一、 DIR是Directory即根目錄區的簡寫

12、，DIR緊接在第二FAT表之后,只有FAT還不能定位文件在磁盤中的位置，FAT還必須和DIR配合才能準確定位文件的位置。DIR記錄著每個文件（目錄）的起始單元（這是最重要的）、文件的屬性等。定位文件位置時，操作系統根據DIR中的起始單元，結合FAT表就可以知道文件在磁盤的具體位置及大小了。（4） 根錄區根錄區 (ROOT)二、操作系統根據根目錄中的起始簇，結合FAT表就可以知道文件在數據區中的具體位置和大小了。根目錄區扇區數用下式計算： 根目錄區扇區數 = 根目錄項數 * 32 / 每扇區字節數每個目錄項恰好32字節長，存儲著目錄所含文件或下級子目錄的名稱、屬性、長度、日期、時間和起始簇號數據

13、區是真正意義上的數據存儲的地方,FAT32分區的FAT表之后，占據硬盤大部分空間。當將數據復制到硬盤時，數據就存放在數據區。尋找數據區的方法：搜索“RECYCLE ”字符串數據區開始扇=63+32+2*FAT+1（5）數）數據區據區文件系統:一般不同的存儲器在創建文件系統的時候都會占用一部分的存儲空間,來描述該存儲文件系統的特性,比如FAT,FAT32,NTFS等,其中NTFS因為保密性好可以做到文件級別的訪問控制。FAT32:在 Windows 2000 中，可以格式化一個不超過 32 GB 的 FAT32 卷，最大文件大小為 4 GB。NTFS（新技術文件系統）:最小的容量為 10 MB，

14、 推薦實際最大的容量為 2 TB，文件大小只受卷的容量限制。6、 文件系統（FAT32、NTFS）系統管理文件是以簇為最小單位的，簇是由扇區組成的，不同的文件系統組成族的扇區數是不同的，具體各種文件系統的區別FAT16 FAT32 NTFS 分區大小 簇大小 扇區數/簇簇大小扇區數/簇簇大小扇區數/簇5121023M 16k324k82K41024 2047 M32k644k82K42 16G NONO8k162K41632G NONO16k322K4 文件占用磁盤空間，基本單位不是字節而是簇。分區中只有數文件占用磁盤空間，基本單位不是字節而是簇。分區中只有數據區才劃分為簇，其余部分只劃分為扇

15、區。一般情況下，硬盤數據區才劃分為簇，其余部分只劃分為扇區。一般情況下，硬盤數據區每簇的扇區數與分區的格式和總容量大小有關，可能是據區每簇的扇區數與分區的格式和總容量大小有關，可能是4 4、8 8、1616、3232、6464和和128128。小文件可能放不滿一個簇，它占用的簇既是它。小文件可能放不滿一個簇，它占用的簇既是它的開始簇又是它的結束簇，而大文件卻可能占用豈止幾百上千個的開始簇又是它的結束簇，而大文件卻可能占用豈止幾百上千個簇。同一個文件的數據并不一定完整地存放在磁盤的一個連續的簇。同一個文件的數據并不一定完整地存放在磁盤的一個連續的區域內，而往往會分成若干段，像一條鏈子一樣存放區域

16、內，而往往會分成若干段，像一條鏈子一樣存放。簇Cluster(從2開始計數）7、磁盤格式化高級格式化：通常把高級格式化：通常把FAT表的項表注成為使用狀態。表的項表注成為使用狀態。數據區的數據沒有真正清除。對硬盤進行高級格式化數據區的數據沒有真正清除。對硬盤進行高級格式化通常使用操作系統自帶的通常使用操作系統自帶的FORMAT(格式化磁盤格式化磁盤)命令命令。低格：是指對一塊硬盤上所有2進制數據變成0的過程。由于低格將可能損傷盤片磁介質，一般沒有必要對硬盤進行這種操作，對硬盤的壽命肯定有影響。確實有壞扇區或磁道推薦使用“效率源”硬盤檢測修復程序。圖中用淡紅色標明的扇區（尤以主引導扇區和第一分區

17、引導扇區為最）是易受病毒攻擊的扇區硬盤分區后邏輯結構硬盤分區后邏輯結構分區表項的意義8020210007FEFFFF000800000080A903 16個字節由此可見邏輯分區鏈表是單向的，一旦斷開，系統后面的分區就會丟失，當然實際上數據還在。我們可以利用掌握的知識，步步分析，有很大希望可以重建分區表，挽回損失。下面學習如何備份、重建分區表，根據系統提示排除故障。備份分區表重建從安全、效率方面來說，永遠也趕不上及時備份。所以我們在每次對磁盤參數進行調整前，一定要進行備份操作。我們可以通過很多方法備份分區表，有從dos下備份，有從windows下備份的，有手動備份的，也有自動備份的工具。MBR分

18、區的缺陷盡管目前MBR分區類型占了絕大多數，但是他有很多缺陷：MBR 磁盤只支持 4 個分區表項；每個分區長度至少占用一個柱面；最大支持2TB硬盤；GUID分區表格式（Globally Unique Identifier Partition Table Format）GUID分區表(簡稱GPT。使用GUID分區表的磁盤稱為GPT磁盤)是源自EFI標準的一種較新的磁盤分區表結構的標準。與目前普遍使用的主引導記錄(MBR)分區方案相比，GPT提供了更加靈活的磁盤分區機制。它具有如下優點： 1、支持2TB以上的大硬盤。 2、每個磁盤的分區個數幾乎沒有限制。為什么說“幾乎”呢？是因為Windows系統

19、最多只允許劃分128個分區。不過也完全夠用了。 3、分區大小幾乎沒有限制。又是一個“幾乎”。因為它用64位的整數表示扇區號。夸張一點說，一個64位整數能代表的分區大小已經是個“天文數字”了，若干年內你都無法見到這樣大小的硬盤，更不用說分區了。 4、分區表自帶備份。在磁盤的首尾部分分別保存了一份相同的分區表。其中一份被破壞后，可以通過另一份恢復。 5、每個分區可以有一個名稱(不同于卷標)。操作系統對GUID分區表支持既然GUID分區方案具有如此多的優點，在分區時是不是可以全部采用這種方案呢？不是的。并不是所有的Windows系統都支持這種分區方案。 請看下表：是不是很失望？目前多數的個人電腦系統

20、還無法完美支持GPT磁盤。但是這并不意味著我們不需要了解GUID分區方案。別忘了，硬件的發展速度總是令人吃驚的。1.5TB的硬盤已經大量上市，2TB以上容量的硬盤很快就會普及，基于EFI的主板也正在銷售。GUID分區方案終將成為主流 。 系統啟動過程 1. 開機2. BIOS 加電自檢 ( Power On Self Test - POST ) 內存地址為 0FFFF : 00003. 將硬盤第一個扇區 (0頭0道柱面1扇區,也就是Boot Sector) 讀入內存地址0000 : 7C00 處.4. 檢查(WORD) 0000 : 7DFE 是否等于0 xAA55,若不等于則轉去嘗試其它啟動

21、介質如果沒有其它啟動介質則顯示No ROM BASIC 然后死機.5. 跳轉到0000 : 7C00 處執行MBR 中的程序.6. MBR 首先將自己復制到 0000 : 0600 處, 然后繼續執行.7. 在主分區表中搜索標志為活動的分區. 如果發現沒有活動分區或有不止一個活動分區, 則轉停止.8. 將活動分區的第一個扇區讀入內存地址 0000 : 7C00 處.9. 檢查(WORD) 0000 : 7DFE是否等于0 xAA55,若不等于則顯示Missing Operating System然后停止,或嘗試軟盤啟動10. 跳轉到0000 : 7C00處繼續執行特定系統的啟動程序.11. 啟

22、動系統 .以上步驟中 2,3,4,5 步是由 BIOS 的引導程序完成. 6,7,8,9,10步由MBR中的引導程序完成.硬盤邏輯出現問題首先應該檢查的扇區、扇區。如果、扇區確認有信息被破壞通過下面方法修復：扇區被破壞扇區被破壞：通過搜索后續分區進行換算扇區被破壞扇區被破壞：如果硬盤分區是用Fdisk分的，在邏輯扇區有備份。8、特征扇區主引導區主引導區 CYLINDER 0 SIDE 1 CYLINDER 0 SIDE 1 SECTORSECTOR） 0扇區主引導扇區即主引導記錄mbr(Master Boot Record)，是硬盤的第一個物理扇區（0柱面，0磁頭，1扇區），也就是硬盤的0扇區

23、。在它的512512個字節中個字節中，包括三部分： 1.主引導程序代碼，占446字節（第一關鍵代碼2.硬盤分區表HDPT，占用64字節 （第二關鍵代碼)3.主引導扇區結束標志AA55H（第三關鍵代碼)4.硬盤的總分區數為什么不能大于4的原因(需要建立擴展分區)。扇區示意圖分區表第二特征共分區表第二特征共4 4部分，每一部分部分，每一部分1616字節，具體代表：如字節，具體代表：如8080 00 02 0000 02 00 0101 03 51 3003 51 30 3 3F 00 F 00 0000 0000 03 51 00 03 51 00 0000 它們各自的含義如下：它們各自的含義如下：可自舉分區；可自舉分區；分區起始地址為分區起始地址為0 0頭頭0 0柱面柱面2 2扇區；扇區；DOSDOS分區，分區，左側：為左側：為0 0H H時表示此分區為非隱藏分區，為時表示此分區為非隱藏分區，為1 1H H時則表示是隱藏分區時則表示是隱藏分區 右側：取右側：取6 6H H則表示是則表示是FAT16FAT16格式，且大于格式，且大于3232MBMB；取