硬盘坏道缺陷探秘

时间：2024-11-13 02:04:08 盛林硬件维护我要投稿

相关推荐

硬盘坏道缺陷探秘

　　现在电脑越来越多，问题也随之多起来，在维护过程中，由于硬盘出问题是较多的, 尤其是出坏道的情况更是令人头疼，下面跟着小编来学习一下硬盘坏道的相关知识!

　　多年来一直误导着读者的几个常识性问题是：

　　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。

　　如此误导，如不是自己搜集研究外文资料并长期实践，说不准还长期拿来作信条呢。在国外有许多的专业的硬盘维修论坛，在那里你可以发现有一些国家的硬盘维修技术达到了很高水准。我敢肯定，他们的一些技术会令众多硬盘厂家头痛不已。和世界上众多专业硬盘修理高手交流，使我受益匪浅。

　　总结起来，硬盘修复人士需要弄明白的几个基本概念

　　在研究硬盘修复和使用专业软件修复硬盘的过程中，必将涉及到一些基本的概念。在这里，高朋根据自己的研究和实践经验，试图总结并解释一些与“硬盘缺陷”相关的概念，与众位读者交流。

　　Bad sector (坏扇区)

　　在硬盘中无法被正常访问或不能被正确读写的扇区都称为Bad sector。一个扇区能存储512Bytes的数据，如果在某个扇区中有任何一个字节不能被正确读写，则这个扇区为Bad sector。除了存储512Bytes外，每个扇区还有数十个Bytes信息，包括标识(ID)、校验值和其它信息。这些信息任何一个字节出错都会导致该扇区变“Bad”。例如，在低级格式化的过程中每个扇区都分配有一个编号，写在ID中。如果ID部分出错就会导致这个扇区无法被访问到，则这个扇区属于Bad sector。有一些Bad sector能够通过低级格式化重写这些信息来纠正。

　　Bad cluster (坏簇)

　　在用户对硬盘分区并进行高级格式化后，每个区都会建立文件分配表(File Allocation Table, FAT)。FAT中记录有该区内所有cluster(簇)的使用情况和相互的链接关系。如果在高级格式化(或工具软件的扫描)过程中发现某个cluster使用的扇区包括有坏扇区，则在FAT中记录该cluster为Bad cluster，并在以后存放文件时不再使用该cluster,以避免数据丢失。有时病毒或恶意软件也可能在FAT中将无坏扇区的正常cluster标记为Bad cluster, 导致正常cluster不能被使用。这里需要强调的是，每个cluster包括若干个扇区，只要其中存在一个坏扇区，则整个cluster中的其余扇区都一起不再被使用.

　　Defect (缺陷)

　　在硬盘内部中所有存在缺陷的部分都被称为Defect。如果某个磁头状态不好，则这个磁头为Defect head。如果盘面上某个Track(磁道)不能被正常访问，则这Track为Defect Track. 如果某个扇区不能被正常访问或不能正确记录数据，则该扇区也称为Defect Sector. 可以认为Bad sector 等同于 Defect sector. 从总的来说，某个硬盘只要有一部分存在缺陷，就称这个硬盘为Defect hard disk.

　　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)。

　　Bad track (坏道)

　　这个概念源于十多年前小容量硬盘(100M以下)，当时的硬盘在外壳上都贴有一张小表格，上面列出该硬盘中有缺陷的磁道位置(新硬盘也有)。在对这个硬盘进行低级格式化时(如用ADM或DM 5.0等工具,或主板中的低格工具)，需要填入这些Bad track的位置, 以便在低格过程中跳过这些磁道。现在的大容量硬盘在结构上与那些小容量硬盘相差极大，这个概念用在大容量硬盘上有点牵强。

　　读者们还可能发现国内很多刊物和网上文章中还有这么几个概念：物理坏道，逻辑坏道，真坏道，假坏道，硬坏道，软坏道等。高朋在国外的硬盘技术资料中没有找到对应的英文概念，也许是中国人自己概括的吧?既然有那么多的人能接受这些概念，也许某些专家能作出一些的合理解释。高朋不习惯使用这些概念，不想对它们作牵强的解释，读者们看看是谁说的就去问谁吧。

　　深入了解硬盘参数

　　正常情况下，硬盘在接通电源之后，都要进行“初始化”过程(也可以称为“自检”)。这时，会发出一阵子自检声音，这些声音长短和规律视不同牌子硬盘而各不一样，但同型号的正常硬盘的自检声音是一样的。有经验的人都知道，这些自检声音是由于硬盘内部的磁头寻道及归位动作而发出的。为什么硬盘刚通电就需要执行这么多动作呢?简单地说，是硬盘在读取的记录在盘片中的初始化参数。

　　一般熟悉硬盘的人都知道，硬盘有一系列基本参数，包括：牌子、型号、容量、柱面数、磁头数、每磁道扇区数、系列号、缓存大小、转速、S.M.A.R.T值等。其中一部分参数就写在硬盘的标签上，有些则要通过软件才能测出来。但是，高朋告诉你，这些参数仅仅是初始化参数的一小部分，盘片中记录的初始化参数有数十甚至数百个!硬盘的CPU在通电后自动寻找BIOS中的启动程序，然后根据启动程序的要求，依次在盘片中指定的位置读取相应的参数。如果某一项重要参数找不到或出错，启动程序无法完成启动过程，硬盘就进入保护模式。在保护模式下，用户可能看不到硬盘的型号与容量等参数，或者无法进入任何读写操作。近来有些系列的硬盘就是这个原因而出现类似的通病，如：FUJITSU MPG系列自检声正常却不认盘，MAXTOR美钻系列认不出正确型号及自检后停转，WD BB EB系列能正常认盘却拒绝读写操作等。

　　不同牌子不同型号的硬盘有不同的初始化参数集，以较熟悉的Fujitsu硬盘为例，高朋简要地讲解其中一部分参数，以便读者理解内部初始化参数的原理。

　　通过专用的程序控制硬盘的CPU，根据BIOS程序的需要，依次读出初始化参数集，按模块分别存放为69个不同的文件，文件名也与BIOS程序中调用到的参数名称一致。其中部分参数模块的简要说明如下：

　　DM硬盘内部的基本管理程序

　　PL永久缺陷表

　　TS缺陷磁道表

　　HS实际物理磁头数及排列顺序

　　SM最高级加密状态及密码

　　SU用户级加密状态及密码

　　CI 硬件信息，包括所用的CPU型号，BIOS版本，磁头种类，磁盘碟片种类等

　　FI生产厂家信息

　　WE写错误记录表

　　RE读错误记录表

　　SI容量设定，指定允许用户使用的最大容量(MAX LBA)，转换为外部逻辑磁头数(一般为16)和逻辑每磁道扇区数(一般为63)

　　ZP区域分配信息，将每面盘片划分为十五个区域，各个区域上分配的不同的扇区数量，从而计算出最大的物理容量。

　　这些参数一般存放在普通用户访问不到的位置,有些是在物理零磁道以前,可以认为是在负磁道的位置。可能每个参数占用一个模块，也可能几个参数占用同一模块。模块大小不一样，有些模块才一个字节，有些则达到64K字节。这些参数并不是连续存放的，而是各有各的固定位置。

　　读出内部初始化参数表后，就可以分析出每个模块是否处于正常状态。当然，也可以修正这些参数，重新写回盘片中指定的位置。这样，就可以把一些因为参数错乱而无法正常使用的硬盘“修复”回正常状态。

　　如果读者有兴趣进一步研究，不妨将硬盘电路板上的ROM芯片取下，用写码机读出其中的BIOS程序，可以在程序段中找到以上所列出的参数名称。

　　硬盘修复之低级格式化

　　熟悉硬盘的人都知道，在必要的时候需要对硬盘做“低级格式化”(下面简称“低格”)。进行低格所使用的工具也有多种：有用厂家专用设备做的低格，有用厂家提供的软件工具做的低格，有用DM工具做的低格，有用主板BIOS中的工具做的低格，有用Debug工具做的低格，还有用专业软件做低格……

　　不同的工具所做的低格对硬盘的作用各不一样。有些人觉得低格可以修复一部分硬盘，有些人则觉得低格十分危险，会严重损害硬盘。高朋用过多种低格工具，认为低格是修复硬盘的一个有效手段。下面总结一些关于低格的看法，与广大网友交流。

　　大家关心的一个问题：“低格过程到底对硬盘进行了什么操作?”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。

　　修复硬盘坏道

　　对于逻辑坏道，我们可以修复，对于物理坏道，我们应采用隔离的办法，以最大程度减少损失，防止坏道进一步扩散为目标。我见过有些人在报纸上吹说用某个特殊软件能修理物理坏道，最要命的是许多人对低格硬盘的迷信，实在是误人之语。所谓低级格式化，指的是将空白的磁盘划分出柱面和磁道，然后再将磁道划分为若干个扇区，每个扇区又划分出标识部分ID、间隔区GAP和数据区DATA等。低级格式化只能在DOS环境下完成，而且只能针对—块硬盘而不能支持单独的某一个分区。有些坏磁道和坏扇区能够通过低级格式化来修复，但对于真正的硬盘磁盘表面物理划伤则无法进行修复，这只有通过各种办法标出坏扇区的位置，以便让操作系统不去使用，以防止扩大坏道进而延长硬盘使用。特别想强调，低级格式化是一种损耗性操作，对硬盘的寿命有一定的负面影响，所以，如无必要，用户们尽量不要低级格式化硬盘。

　　对于逻辑坏道，一般情况下我们用操作系统自带的工具和一些专门的硬盘检查工具就能发现并修复。如：Windows自带的Scandisk磁盘扫描程序就是发现硬盘逻辑坏道最常用的工具，而我们常见的Format命令不能对任何硬盘坏道起到修补作用，这点大家要明白。我们可在Windows系统环境下，在“我的电脑”中选中要处理的硬盘盘符，选择其“属性”，在出现的“工具”按钮中选择“查错状态”，再在“扫描类型”中选“全面检查”，并将“自动修复错误”打上“勾”，然后“开始”即可。如果系统在启动时不进行磁盘扫描或已不能进入Windows系统，我们也可用软盘或光盘启动盘启动电脑后，在相应的盘符下，如“A：”下运行Scandisk *：(注：*为要扫描的硬盘盘符)，回车后来对相应需要扫描修复的硬盘分区进行修理。

　　但是，如果是硬盘物理坏道，那么千万千万记住不要试图用这些方法来修复，相反用各种工具反复扫描，就是对硬盘的物理坏区强制进行多次读写，必然会使坏道变多，进而扩散，正确的方法是用下面的方法果断地把已有坏道的地方隔离开。这是一种很无奈的办法，但是一个20G的硬盘，如果因为坏道，屏蔽了15G，总还有5G空间可用，如果不这样做，最后的结果是整个硬盘全部报废。

　　方法一：用PartitionMagic等磁盘软件完成工作

　　如PartitionMagic分区软件，先用PartitionMagic4中的“check”命令或Windows中的磁盘扫描程序来扫描磁盘，算出坏簇在硬盘上的位置，然后在Operation菜单下选择“Advanced/badSectorRetest”，把坏簇所在硬盘分成多个区后，再把坏簇所在的分区隐藏，以免在Windows中误操作，这个功能是通过HidePartition菜单项来实现的。这样也能保证有严重坏道的硬盘的正常使用，并免除系统频繁地去读写坏道从而扩展坏道的面积。但是这需要对这些软件熟悉，并且有计算硬盘的经验，许多人并不容易做到准确。

　　方法二：用FDISK和格式化命令FORMAT

　　具体的方法是这样的，第一要搞清硬盘的容量，对于有问题的磁盘先用FDISK分成一个C盘，再用FORMAT进行格式化，当碰到无法修复的坏块时面对FORMAT总是试图修复，这时记录下进行的百分比.然后按CTRL+BREAK强行终止任务，用磁盘总容量×百分比，得出这部分正常的磁盘容量，用FIDSK划出一个逻辑磁盘，再将后面的磁盘估计出坏道的大概大小，大概比例为10%左右，再划分一个逻辑盘。这个小盘不用格式化，在总工作完成后将其删除，这样就将坏块给全部跳过去了。这样可能会损失一些好道，但对大容量硬盘来说无足轻重，而硬盘使用起来更加稳定。

　　方法三：用专门的坏盘分区工具如FBDISK

　　FBDISK这是一个DOS下专门发现坏道并隔离后重新分区的软件，只有一个文件，仅仅几十K。操作很简单，先制作一张能启动到DOS的软盘，把FBDISK放在软盘上，用它引导系统，注意系统上只能挂一个要修理的硬盘，并且将其接在主硬盘的线上。进入DOS后，只要能发现硬盘，就运行FBDISK好了，这个小程序先会对硬盘按磁道进行扫描，发现坏道就显示出来，同时还会估计总体扫描完要用多长时间，全部扫描完后，程序会根据扫描结果和坏道情况给你提出一个全新的分区方案来，如果你接受就按Y，否则不会对你的硬盘进行处理。这个软件不错，但是可能比较大手，笔者曾有一次用它把一个10G硬盘扫完后，报告说只有300M可以使用，但是我用方法二后，却找出了近2G的完好空间。所以大家还是按需使用。

　　还有一类特别的坏道表面看起来很可怕，其实反而好修理，如系统显示“TRACK 0 BAD，DISKUNUSABLE”，意思为“零磁道损坏，硬盘无法使用”或用磁盘扫描程序扫描其它硬盘时其0扇区出现红色“B”。大家都知道硬盘扇区是最重要的地方，损坏后一点也不能用，一般人往往将出现这样故障的硬盘作报废处理。其实合理运用一些磁盘软件，把报废的0扇区屏蔽掉，而用1扇区取而代之就能起到起死回生的效果，这样的软件如Pctools9.0和NU8等。

　　以Pctools9.0为例来作说明。一块80G老硬盘出现上述故障，用盘启动电脑后，运行Pctools9.0目录下的DE.EXE文件。接着选主菜单Select中的Drive，进去后在Drivetype项选Physical，按空格选定，再按Tab键切换到Drives项，选中harddisk，然后OK回车后回到主菜单。打开Select菜单，这时会出现PartitionTable，选中进入后出现硬盘分区表信息。该硬盘有两个分区，找到C区，该分区是从硬盘的0柱面开始的，那么，将1分区的BeginningCylinder的0改成1就可以了，保存后退出。重新启动电脑后按Del键进入COMS设置，运行“IDEAUTODETECT”，可以看到CYLS由782变成781。保存退出后重新分区格式化该硬盘就可以了。

【硬盘坏道缺陷探秘】相关文章：