硬碟修復真經 誤區、缺陷、引數與低格

·跳出硬碟認識的誤區
·修復需要弄明白的基本概念
·深入瞭解硬碟引數
·硬碟修復之低階格式化

跳出硬碟認識的誤區

　　1995年，偶然在同事那裡見到一個陌生的物件，好奇地問那是什麼，朋友答：“這是電腦用的硬碟！”這就是高朋第一次認識硬碟的經過。

　　幾年下來，單位的電腦越來越多，電腦問題也隨之多起來，高朋便有機會研究PC的維護。在維護過程中，由於硬碟出問題是較多的,尤其是出壞道的情況更是令人。於是，高朋查遍圖書館、新華書店的計算機類圖書，研究壞道修復的方法。令人失望的是，各種書刊上所說的方法大同小異（懷疑有傳抄之嫌），不僅用處不大，而且嚴重誤導讀者。

　　多年來一直誤導著高朋的幾個常識性問題是：

　　1．硬碟邏輯壞道可以修復，而物理壞道不可修復。實際情況是，壞道並不分為邏輯壞道和物理壞道，不知道誰發明這兩個概念，反正廠家提供的技術資料中都沒有這樣的概念，倒是分為按邏輯地址記錄的壞扇區和按實體地址記錄的壞扇區。

　　2．硬碟出廠時沒有壞道，使用者發現壞道就意味著硬碟進入危險狀態。實際情況是，每個硬碟出廠前都記錄有一定數量的壞道，有些數量甚至達到數千上萬個壞扇區，相比之下，使用者發現一兩個壞道算多大危險？

　　3．硬碟不認盤就沒救，0磁軌壞可以用分割槽方法來解決。實際情況是，有相當部分不認的硬碟也可以修好，而0磁軌壞時很難分割槽。

　　如此誤導，如不是自己蒐集研究外文資料並長期實踐，說不準還長期拿來作信條呢。在國外有許多的專業的硬碟維修論壇，在那裡你可以發現有一些國家的硬碟維修技術達到了很高水準。我敢肯定，他們的一些技術會令眾多硬碟廠家頭痛不已。和世界上眾多專業硬碟修理高手交流，使高朋受益菲淺。這三年來，高朋辭去教師工作，專門從事硬碟修復工作，經手修復的硬碟已超過萬個。

　　總結起來，高朋的技術來源有三方面：

　　1．蒐集國外技術資料與國外專業人士交流；
　　2．購買專業工具軟體（有同步技術更新支援）；
　　3．自己的實踐經驗。

　　很遺憾，我沒有找到教我修復硬碟的老師，也不認為哪本教科書對我修硬碟有太大幫助。

硬碟修復人士需要弄明白的幾個基本概念

　　在研究硬碟修復和使用專業軟體修復硬碟的過程中，必將涉及到一些基本的概念。在這裡，高朋根據自己的研究和實踐經驗，試圖總結並解釋一些與“硬碟缺陷”相關的概念，與眾位讀者交流。

　　Bad sector (壞扇區)
　　在硬碟中無法被正常訪問或不能被正確讀寫的扇區都稱為Bad sector。一個扇區能儲存512Bytes的資料，如果在某個扇區中有任何一個位元組不能被正確讀寫，則這個扇區為Bad sector。除了儲存512Bytes外，每個扇區還有數十個Bytes資訊，包括標識（ID）、校驗值和其它資訊。這些資訊任何一個位元組出錯都會導致該扇區變“Bad”。例如，在低階格式化的過程中每個扇區都分配有一個編號，寫在ID中。如果ID部分出錯就會導致這個扇區無法被訪問到，則這個扇區屬於Bad sector。有一些Bad sector能夠通過低階格式化重寫這些資訊來糾正。

　　Bad cluster (壞簇)

　　在使用者對硬碟分割槽並進行高階格式化後，每個區都會建立檔案分配表（File Allocation Table, FAT)。FAT中記錄有該區內所有cluster（簇）的使用情況和相互的連結關係。如果在高階格式化（或工具軟體的掃描）過程中發現某個cluster使用的扇區包括有壞扇區，則在FAT中記錄該cluster為Bad cluster，並在以後存放檔案時不再使用該cluster,以避免資料丟失。有時病毒或惡意軟體也可能在FAT中將無壞扇區的正常cluster標記為Bad cluster, 導致正常cluster不能被使用。 這裡需要強調的是，每個cluster包括若干個扇區，只要其中存在一個壞扇區，則整個cluster中的其餘扇區都一起不再被使用。

　　Defect (缺陷)

　　在硬碟內部中所有存在缺陷的部分都被稱為Defect。 如果某個磁頭狀態不好，則這個磁頭為Defect head。 如果盤面上某個Track(磁軌)不能被正常訪問，則這Track為Defect Track。 如果某個扇區不能被正常訪問或不能正確記錄資料，則該扇區也稱為Defect Sector。 可以認為Bad sector 等同於 Defect sector。 從總的來說，某個硬碟只要有一部分存在缺陷，就稱這個硬碟為Defect hard disk。

　　P-list (永久缺陷表)

　　現在的硬碟密度越來越高，單張碟片上儲存的資料量超過40Gbytes。 硬碟廠家在生產碟片過程極其精密，但也極難做到100%的完美，硬碟盤面上或多或少存在一些缺陷。廠家在硬碟出廠前把所有的硬碟都進行低階格式化，在低階格式化過程中將自動找出所有defect track和defect sector，記錄在P-list中。並且在對所有磁軌和扇區的編號過程中，將skip（跳過）這些缺陷部分，讓使用者永遠不能用到它們。這樣，使用者在分割槽、格式化、檢查剛購買的新硬碟時，很難發現有問題。一般的硬碟都在P-list中記錄有一定數量的defect, 少則數百，多則數以萬計。如果是SCSI硬碟的話可以找到多種通用軟體檢視到P-list，因為各種牌子的SCSI硬碟使用相容的SCSI指令集。而不同牌子不同型號的IDE硬碟，使用各自不同的指令集，想檢視其P-list要用針對性的專業軟體。

　　G-list (增長缺陷表)

　　使用者在使用硬碟過程中，有可能會發現一些新的defect sector。 按“三包”規定，只要出現一個defect sector，商家就應該為使用者換或修。現在大容量的硬碟出現一個defect sector概率實在很大，這樣的話硬碟商家就要為售後服務忙碌不已了。於是，硬碟廠商設計了一個自動修復機制，叫做Automatic Reallcation。有大多數型號的硬碟都有這樣的功能：在對硬碟的讀寫過程中，如果發現一個defect sector，則自動分配一個備用扇區替換該扇區，並將該扇區及其替換情況記錄在G-list中。這樣一來，少量的defect sector對使用者的使用沒有太大的影響。

　　也有一些硬碟自動修復機制的激發條件要嚴格一些，需要用某些軟體來判斷defect sector,並通過某個埠（據說是50h）呼叫自動修復機制。比如常用的Lformat, ADM，DM中的Zero fill，Norton中的Wipeinfo和校正工具，西數工具包中的wddiag, IBM的DFT中的Erase等。這些工具之所以能在執行過後消除了一些“壞道”，很重要的原因就在這Automatic Reallcation（當然還有其它原因），而不能簡單地概括這些“壞道”是什麼“邏輯壞道”或“假壞道”。 如果哪位被誤導中毒太深的讀者不相信這個事實，等他找到能檢視G-list的專業工具後就知道，這些工具執行過後，G-list將會增加多少記錄！“邏輯壞道”或“假壞道”有必要記錄在G-list中並用其它扇區替換麼？

　　當然，G-list的記錄不會無限制，所有的硬碟都會限定在一定數量範圍內。如火球系列限度是500，美鑽二代的限度是636，西數BB的限度是508，等等。超過限度，Automatic Reallcation就不能再起作用。這就是為何少量的“壞道”可以通過上述工具修復（有人就概括為：“邏輯壞道”可以修復），而壞道多了不能通過這些工具修復（又有人概括為：“物理壞道”不可以修復）。

　　Bad track (壞道）

　　這個概念源於十多年前小容量硬碟（100M以下），當時的硬碟在外殼上都貼有一張小表格，上面列出該硬碟中有缺陷的磁軌位置（新硬碟也有）。在對這個硬碟進行低階格式化時（如用ADM或DM 5.0等工具,或主機板中的低格工具），需要填入這些Bad track的位置, 以便在低格過程中跳過這些磁軌。現在的大容量硬碟在結構上與那些小容量硬碟相差極大，這個概念用在大容量硬碟上有點牽強。

　　讀者們還可能發現國內很多刊物和網上文章中還有這麼幾個概念：物理壞道，邏輯壞道，真壞道，假壞道，硬壞道，軟壞道等。高朋在國外的硬碟技術資料中沒有找到對應的英文概念，也許是中國人自己概括的吧？既然有那麼多的人能接受這些概念，也許某些專家能作出一些的合理解釋。 高朋不習慣使用這些概念，不想對它們作牽強的解釋，讀者們看看是誰說的就去問誰吧。

深入瞭解硬碟引數

　　正常情況下，硬碟在接通電源之後，都要進行“初始化”過程（也可以稱為“自檢”）。這時，會發出一陣子自檢聲音，這些聲音長短和規律視不同牌子硬碟而各不一樣，但同型號的正常硬碟的自檢聲音是一樣的。 有經驗的人都知道，這些自檢聲音是由於硬碟內部的磁頭尋道及歸位動作而發出的。為什麼硬碟剛通電就需要執行這麼多動作呢？簡單地說，是硬碟在讀取的記錄在碟片中的初始化引數。
　　一般熟悉硬碟的人都知道，硬碟有一系列基本引數，包括：牌子、型號、容量、柱面數、磁頭數、每磁軌扇區數、系列號、快取大小、轉速、S.M.A.R.T值等。其中一部分引數就寫在硬碟的標籤上，有些則要通過軟體才能測出來。但是，高朋告訴你，這些引數僅僅是初始化引數的一小部分，碟片中記錄的初始化引數有數十甚至數百個！硬碟的CPU在通電後自動尋找BIOS中的啟動程式，然後根據啟動程式的要求，依次在碟片中指定的位置讀取相應的引數。如果某一項重要引數找不到或出錯，啟動程式無法完成啟動過程，硬碟就進入保護模式。在保護模式下，使用者可能看不到硬碟的型號與容量等引數，或者無法進入任何讀寫操作。近來有些系列的硬碟就是這個原因而出現類似的通病，如：FUJITSU MPG系列自檢聲正常卻不認盤，MAXTOR美鑽系列認不出正確型號及自檢後停轉，WD BB EB系列能正常認盤卻拒絕讀寫操作等。

　　不同牌子不同型號的硬碟有不同的初始化引數集，以較熟悉的Fujitsu硬碟為例，高朋簡要地講解其中一部分引數，以便讀者理解內部初始化引數的原理。

　　通過專用的程式控制硬碟的CPU，根據BIOS程式的需要，依次讀出初始化引數集，按模組分別存放為69個不同的檔案，檔名也與BIOS程式中呼叫到的引數名稱一致。其中部分引數模組的簡要說明如下：

　　DM硬碟內部的基本管理程式

　　- PL永久缺陷表
　　- TS缺陷磁軌表
　　- HS實際物理磁頭數及排列順序
　　- SM最高階加密狀態及密碼
　　- SU使用者級加密狀態及密碼
　　- CI 硬體資訊，包括所用的CPU型號，BIOS版本，磁頭種類，磁碟碟片種類等
　　- FI生產廠家資訊
　　- WE寫錯誤記錄表
　　- RE讀錯誤記錄表
　　- SI容量設定，指定允許使用者使用的最大容量（MAX LBA），轉換為外部邏輯磁頭數(一般為16)和邏輯每磁軌扇區數（一般為63）
　　- ZP區域分配資訊，將每面碟片劃分為十五個區域，各個區域上分配的不同的扇區數量，從而計算出最大的物理容量。

　　這些引數一般存放在普通使用者訪問不到的位置,有些是在物理零磁軌以前,可以認為是在負磁軌的位置。可能每個引數佔用一個模組，也可能幾個引數佔用同一模組。模組大小不一樣，有些模組才一個位元組，有些則達到64K位元組。這些引數並不是連續存放的，而是各有各的固定位置。

　　讀出內部初始化引數表後，就可以分析出每個模組是否處於正常狀態。當然，也可以修正這些引數，重新寫回碟片中指定的位置。這樣，就可以把一些因為引數錯亂而無法正常使用的硬碟“修復”回正常狀態。

　　如果讀者有興趣進一步研究，不妨將硬碟電路板上的ROM晶片取下，用寫碼機讀出其中的BIOS程式，可以在程式段中找到以上所列出的引數名稱。

硬碟修復之低階格式化

　　熟悉硬碟的人都知道，在必要的時候需要對硬碟做“低階格式化”（下面簡稱“低格”）。進行低格所使用的工具也有多種：有用廠家專用裝置做的低格，有用廠家提供的軟體工具做的低格，有用DM工具做的低格，有用主機板BIOS中的工具做的低格，有用Debug工具做的低格，還有用專業軟體做低格……
　　不同的工具所做的低格對硬碟的作用各不一樣。有些人覺得低格可以修復一部分硬碟，有些人則覺得低格十分危險，會嚴重損害硬碟。高朋用過多種低格工具，認為低格是修復硬碟的一個有效手段。下面總結一些關於低格的看法，與廣大網友交流。

　　大家關心的一個問題：“低格過程到底對硬碟進行了什麼操作？”實踐表明低格過程有可能進行下列幾項工作，不同的硬碟的低格過程相差很大，不同的軟體的低格過程也相差很大。

　　A. 對扇區清零和重寫校驗值

　　低格過程中將每個扇區的所有位元組全部置零，並將每個扇區的校驗值也寫回初始值，這樣可以將部分缺陷糾正過來。譬如，由於扇區資料與該扇區的校驗值不對應，通常就被報告為校驗錯誤（ECC Error）。如果並非由於磁介質損傷，清零後就很有可能將扇區資料與該扇區的校驗值重新對應起來，而達到“修復”該扇區的功效。這是每種低格工具和每種硬碟的低格過程最基本的操作內容，同時這也是為什麼通過低格能“修復大量壞道”的基本原因。另外，DM中的Zero Fill（清零）操作與IBM DFT工具中的Erase操作，也有同樣的功效。

　　B. 對扇區的標識資訊重寫

　　在多年以前使用的老式硬碟（如採用ST506介面的硬碟），需要在低格過程中重寫每個扇區的標識（ID）資訊和某些保留磁軌的其他一些資訊，當時低格工具都必須有這樣的功能。但現在的硬碟結構已經大不一樣，如果再使用多年前的工具來做低格會導致許多令人痛苦的意外。難怪經常有人在痛苦地高呼：“危險！切勿低格硬碟！我的硬碟已經毀於低格！”

　　C. 對扇區進行讀寫檢查，並嘗試替換缺陷扇區

　　有些低格工具會對每個扇區進行讀寫檢查，如果發現在讀過程或寫過程出錯，就認為該扇區為缺陷扇區。然後，呼叫通用的自動替換扇區（Automatic reallocation sector）指令，嘗試對該扇區進行替換，也可以達到“修復”的功效。

　　D. 對所有物理扇區進行重新編號

　　編號的依據是P-list中的記錄及區段分配引數（該引數決定各個磁軌劃分的扇區數），經過編號後，每個扇區都分配到一個特定的標識資訊（ID）。編號時，會自動跳過P-list中所記錄的缺陷扇區，使使用者無法訪問到那些缺陷扇區（使用者不必在乎永遠用不到的地方的好壞）。如果這個過程半途而廢，有可能導致部分甚至所有扇區被報告為標識不對（Sector ID not found, IDNF）。要特別注意的是，這個編號過程是根據真正的物理引數來進行的，如果某些低格工具按邏輯引數（以 16heads 63sector為最典型）來進行低格，是不可能進行這樣的操作。