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了解硬盘参数来判断故障,硬盘修复之低级格式化

2020-07-05 10:29:47
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供稿:网友

武林网讯  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。
  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。
  下面我们来看看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。
  在这里, 顺便回答一些读者常重复问到的问题:
  问1:低格能不能修复硬盘?
  答1:合适的低格工具能在很大程度上修复硬盘缺陷。
  问2:低格会不会损伤硬盘?
  答2: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。
  问3:什么时候需要对硬盘进行低格?
  答3: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。
  问4:什么样的低格工具才可以称为专业低格工具?
  答4:能调用特定型号的记录在硬盘内部的厂家低格程序,并能调用到正确参数集对硬盘进行低格,这样的低格工具均可称为专业低格工具。
47.硬盘引导型故障分析及排除
硬盘引导型故障一般在启动机器时出现,这种故障有可能是系统本身的原因造成的,也可能是由病毒引起的。由病毒引起的故障通过查杀毒就能解决,因此下面就分析病毒以外的故障,供大家参考:
  1、HDD controller failure(硬盘驱动器控制失败)
  这是启动机器时,由POST程序向驱动器发出寻道命令后,驱动器在规定时间内没有完成操作而产生的超时错误。出现这种错误,有可能你的硬盘已经损坏了。
  2、C:drive failure(硬盘C驱动失败)
  RUN SETUP UTTLITY(运行设置功能)
  Press to Resume(按键重新开始)
  这种故障一般是因为硬盘的类型设置参数与格式化时所用的参数不符。由于IDE硬盘的设置参数是逻辑参数,所以这种情况多数由软盘启动后,C盘也能够正常读写,只是不能启动。
  3、Invalid Drive Specification(无效的驱动器号)
  如果一个分区或逻辑驱动器在分区表里的相应表项已不存在,那么对于操作系统来说,该分区或逻辑驱动器也就不存在了,因此这种故障问题一般出在分区表。修复这类故障,最简单的方法是事先做好分区表的备份,比如Pctools9.0、Kv3000等都有这项功能。
  4、Error Loading Operation System(调进操作系统错误)
  这类故障是在读取分区引导区(BOOT区)出错时提示的。其原因可能一是分区表指示的分区起始物理地址不正确。比如由于误操作而把分区表项的起始扇区 号(在第三字节)由1改为0,因而INT 13H读盘失败后,即报此错;二是分区引导扇区所在磁道的磁道标志和扇区ID损坏,找不到指定扇区;三是驱动器读电路故障。
  5、硬盘不能引导系统,如有软驱,则由A驱引导,显示:
  DRIVE NOT READY ERROR(设备未准备好)
  Insert Boot Diskette in A:(插入引导盘到A驱)
  Press any key when ready(准备好后按任意键)
  这是由于由硬盘引导系统,就要通过BIOS中INT 19H固定读取硬盘0面0道1扇区,寻找主引导程序和分区表。INT 19H读取主引导扇区的失败原因有:第一,硬盘读电路故障,使读操作失败,属硬件故障;第二,0面0道磁道格式和扇区ID逻辑或物理损坏,找不到指定的扇 区;第三,读盘没有出错,但读出的MBR尾标不为"55AA",系统认为MBR不正确,这是软故障。
  6、Non-System Disk or Disk Error
  Replace And Press any key when ready(非系统盘或磁盘错误,重新换盘后按任意键)
  DOS BOOT区中的引导程序执行后发现错误,报此信息。其可能的原因有:硬盘根目录区第一扇区地址出界(在540M之后)、读盘出错。这类故障大多为软件故 障,如果BPB表损坏,即用软盘启动后,硬盘不能正常读写,可以用NDD修复;如果BPB表完好,只需简单的SYS C:传送系统就可引导。
  7、NO ROM BASIC(没有固化BASIC)
  SYSTEM HALT(系统停机)
  这种错误在486及以前的机器上常常出现,是相当古老的机器才会出现的提示。主引导程序的作用,就是在分区表的四个表项中找出一个激活分区(可自举分 区)。如果四个表项中没有一个是激活分区,系统就不知从何处引导操作系统,只能执行INT 188H,调用固化BASIC程序,如果没有固化BASIC,就会引起死机。所以最简单的修复方法,就是用FDISK在硬盘上设置一个活动分区。
  8、显示出"Starting Windows…",然后死机
  一般来说,这是由于CONFIG.SYS和AUTOEXC.BAT中的可执行文件本身已经损坏,使得系统在执行到此文件时死机。这个故障非常简单,但 因为没有什么故障信息,一般人很容易出现误判。当出现这种现象,并且确信系统文件是完好的,就可以取掉这两个文件,或者在屏幕上出现以上信息时,快速按下 F8键,然后选择单步执行,找出已经损坏的文件。
  9、Invalid Partition table(无效的分区表)
  在找到激活分区后,主引导程序还将判断余下的三个表项的"分区引导标志"字节(首字节)是否均为0,即确认是否只有唯一的激活分区,如果有一个不为0,系统就报错并死机。
  10、Invalid Media Type Reading Drive X(X驱动器介质类型无效)
  Abort, Retry,Fail?
  这条信息是针对DOS BOOT区中无效的BPB表而提示的。BPB表是DOS读写硬盘所用的逻辑地址换算成物理地址的桥梁,BPB表损坏,会使DOS对磁盘的操作无从谈起。
  11、HDC controller fail(硬盘控制器控制失败)
  这类故障是硬件故障,POST程序向控制器发出复位命令后,在规定的时间内没有得到控制器的中断响应,可能是控制器损坏或电缆没接好,另外,控制器控制失败与硬盘参数设置是否正确也有关。
48.用活动硬盘盒巧修硬盘
我有两块硬盘,一块希捷,一块三星,均为4.3GB,其中希捷为主盘, 三星为从盘。主盘被分为C、D两个分区,C盘装有Windows 98,D盘装常用程序,E盘则装游戏,从盘分为F、G两个逻辑区,均为数据和资料。前些天我想在电脑里同时安装Windows 98和 Windows Me,因为Windows 98只能引导 DOS,Windows Me也没有多重引导功能,故想试用一些第三方的多重引导程序,谁知噩梦从此开始——
  故障现象:在Windows 98下安装了BootManager后,也许是操作有误,重启后系统检测完硬盘、光驱即止步不前,不能启动了。
  故障诊断:用Windows 98启动软盘引导系统,现象同前,未显示硬件信息列表。我首先进入 CMOS,检测IDE设备,两硬盘均可找到;关闭IDE接口,重启,用软盘可正常启动,由此初步判断可能硬盘引导区有错,导致系统不能正常读取硬盘。于是 进入CMOS,设主盘为自动,从盘关闭,启动后可以进入 Windows 98,但找不到从盘;再把主盘关闭,设从盘为自动,则不能启动。原来是从盘引导区有问题!我立时惊出一身冷汗,那上面有我积累了近两年的数据呀,怎么办?
  把从盘关闭,进入Windows 98,使用诺顿磁盘医生NDD找不到故障盘,无法修复;别的一些工具软件则不是同样找不到就是找到后只能低级格式化,都不能解决问题。怎么才能让NDD找到出错的盘呢?我猛然想起单位最近为了备份资料购买的活动硬盘盒,也许会有点用?
  解决:迅速把单位的并口活动硬盘盒借来,装入故障盘后接到电脑并口,开机进入Windows 98,安装了活动硬盘驱动程序,结束时,盒上的指示灯闪了几闪,有戏!马上查看设备管理器,三星硬盘赫然已在其中。赶紧启动NDD,程序立刻发现了故障盘 上的错误,并很快就将其修复,我的F盘和G盘终于回来了!
  事后总结:
  ● 使用有关硬盘引导区等“敏感地带”的软件,必须慎之又慎,要用也要先妥善安排好数据备份,否则一旦出错,后果难料。
  ● 遇到问题要沉着冷静,分析问题的症结所在,充分利用各种可用的方法和工具。

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