硬盘的维护与优化

2020-07-21 19:33:20

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供稿：网友

如果把CPU比作计算机的“心脏”，主板比作神经系统，那硬盘就好像计算机的“大脑”一样，我们的操作系统、数据文件、个人信息等内容都存储于其中。一旦这个“大脑”发生什么问题，不但我们的计算机会瘫痪，存储于内的劳动成果也会付诸东流。
硬盘的正确安装
硬盘的安装不同于其他部件，它是怕撞击震动的易损部件，所以安装的时候要注意轻拿轻放，在移动中也要避免强烈的震动，以免损坏硬盘盘片，造成不可修复的物理损伤。
大多数硬盘都安装在机箱的3.5英寸固定架上而不是安装CD－ROM的5寸固定架。首先要将硬盘轻轻放入插槽内，并将硬盘上的螺丝孔对准插槽固定架上的螺丝孔，然后用螺丝钉对硬盘进行固定。
数据线
目前，我们所使用的硬盘都为ATA66或更高规格的产品，因此IDE数据线也均为80芯的ATA133/100/66 IDE硬盘线。所有符合AC97规范的IDE数据线共有三个接口，均采用彩色标识，其中，蓝色的为系统接口，用于和主板上的IDE接口相连。黑色的为Master（主设备）接口，灰色的为Slave（从设备）接口，都是用来接硬盘、光驱等IDE设备的。
如果硬盘设定为主设备，则一定要安装在IDE数据线的主设备接口上；如设定为从设备，就一定要安装在从接口上，否则就会发生错误。标准的IDE数据线，不同颜色的接口用途不同。在连接数据线时，注意不要接反。
硬盘跳线
除了接线外，硬盘安装过程中另一项不可忽视的内容就是硬盘的主从设备跳线。当然，主从盘跳线只在两块硬盘同时连接在一根数据线上时才需要。因为硬盘出厂前的默认设置均为主盘（即Master），如果数据线只连接了一块硬盘，那它当然就是主盘，所以安装单硬盘时不需要进行跳线设置。
对大多数硬盘来说，跳线规格共有三种：Master(主)、Slave（从）和Cable Select（线缆自动选择）。当我们选择第三种规格的时候，计算机会自动设置硬盘的主从模式。至于跳线的设置方法，大多数厂商都会在硬盘背面给出详细的跳线设置图。有的则是在跳线接口上方给出简单的示意大多数硬盘都在其背面提供了跳线设置图。
与硬盘相连时也要注意IDE数据线接口的正反，除了根据缺口判断之外，还要记住，IDE数据线有红色线的一边应该靠近硬盘电源接口方向。有的硬盘则是在其侧面提供跳线的设置方法。硬盘的电源接口采用D型接口，因此无法反方向插入，避免了因误操作而烧毁硬盘。
正确的硬盘分区方式
在了解硬件的正确安装和使用之后，接下来让我们认识一下硬盘的分区方法，以及如何进行合理的分区等方面的内容。
新硬盘在未分区和格式化之前，是无法引导系统的。我们可以通过可引导的光盘（如Win98/Me启动光盘）或带有引导功能的软盘来引导系统。如果您的系统还不支持这种启动方式，则要进入BIOS设置程序，将First Boot Device（第一启动设备）修改为“ATAPI CD-ROM Drive（光驱引导）”或“Floppy Devices（软驱引导）”。
使用Fdisk命令进行分区用光盘或软盘引导系统后，进入DOS状态，运行“Fdisk”命令，屏幕会出现一大段英文提示信息，最后一行“Do you wish to enable large disksupport (y/n)?”询问用户是否希望使用大硬盘模式，在此需要键入“Y”，否则就无法创建超过2GB容量的硬盘分区。运行Fdisk后，系统会询问是否希望使用大硬盘模式，这时一定要选择“Y”，否则将无法创建超过2GB的硬盘。
创建主DOS分区
接下来，进入Fdisk主界面，这里有四个选项，具体含义如下：
Create DOS partition or logical DOS drive：创建DOS分区和逻辑驱动器
Set active partition：设置活动分区
Delete partition or logical DOS drive：删除分区或逻辑驱动器
Display partition information：显示分区信息
在Fdisk中创建DOS分区。如果是一个全新的无分区的硬盘，选择“1”后按下回车键，会看到一个新的窗口，选择“1. Create Primary DOS partition”，创建主DOS分区，Fdisk程序会询问“Do you wish to use the Maximum available size for a Primary DOS Partition (Y/N)”，缺省选择是“Y”，这样就会将全部硬盘空间都创建为一个分区，建议选择“N”以创建多个分区，否则对磁盘管理不利，也容易造成硬盘空间的浪费。在创建主DOS分区之前，系统会询问您是否要将所有磁盘空间创建为一个分区。已经分好的主DOS分区，占用了21%的硬盘空间。
接下来会有一个短暂的磁盘校验过程，然后您需要在接下来出现的窗口中，设置分配给主DOS分区的硬盘空间，单位是MB，请根据实际需要键入相应数据或者硬盘容量百分比后回车。创建完毕后，按Esc键返回主菜单。
创建扩展DOS分区
再次进入“创建DOS分区和逻辑驱动器”窗口，选择“2. Create Extended DOS Partition”，开始创建扩展DOS分区，程序会先告诉您当前硬盘中可建立扩展DOS分区的最大空间，直接回车即可。创建扩展DOS分区，不必更改系统默认设置，直接按回车即可。
创建逻辑分区
当扩展DOS分区创建结束后，程序会提醒您当前还不存在逻辑分区，按Esc键可以自动进入逻辑分区创建界面，缺省设置是将当前全部空间创建为一个逻辑分区，建议不要使用缺省设置，以便多建立几个逻辑分区，方便硬盘数据管理。创建逻辑DOS分区，您可以按照需要输入相应的数值。
查看以及删除分区
在Fdisk的主窗口中选择“4. Display Partition Information”，即可查看分区信息。如果不满意分区容量配置，我们还可以选择“3 Delete partition or logical DOS drive”来删除分区。删除硬盘分区的顺序同分区时的操作相反，首先删除逻辑分区，之后删除扩展分区，最后才能删除主DOS分区。
设置活动分区
在Fdisk主界面选择“2. Set Active Partition”设置活动分区，然后键入“1”（即C分区）以激活主分区。激活的意思是将该硬盘的主DOS分区设置为可引导分区，如不激活，则启动时会提示错误。
现在，新硬盘的分区工作就已经全部结束了，接下来我们需要退出Fdisk程序并重新启动系统，然后用Format命令进行高级格式化。
高级分区技巧
在讲解高级分区技巧之前，我们有必要先来了解一下簇的概念。文件系统是操作系统的重要组成部分，现在我们常用的Windows操作系统都可以支持多种文件系统，例如FAT16、FAT32以及NTFS文件系统等。文件系统是操作系统与驱动器之间的一个接口，当操作系统请求从硬盘里读取一个文件时，会请求相应的文件系统（FAT16、FAT32、NTFS）打开文件，而簇的概念也在此时出现。虽然我们知道扇区是磁盘最小的物理存储单元，但对于DOS操作系统来说，扇区要小得多（仅仅512个字节），DOS无法对数目众多的扇区进行寻址。根据DOS的设计初衷，DOS只能处理216个磁盘单元，而磁盘单元可以是扇区，也可以是由扇区集合所构成的簇。所以当使用FAT16格式时，扇区必须组成“簇”的形式，每个簇可以包括2、4、8、16、32或者是64个扇区。簇是操作系统所使用的逻辑概念，而非磁盘的物理特性。簇的大小直接影响硬盘分区表的大小，虽然簇变大之后能够管理更多磁盘空间，并且能加快读写速度，提高数据寻道时间，但由于分区表体积的增大以及簇容量的变大，也会导致磁盘空间的浪费。
举例来说，一个只有一字节的文件，在一个每簇为2KB的分区上，要占用2K字节磁盘空间；如果在每簇为16KB的分区上，则这一个字节的文件要占用16KB空间。从文件末尾到该文件簇末尾的空间称为簇悬置空间，积累的簇悬置空间越大，磁盘浪费的空间也越大。
这时，我们就需要找到一个即能考虑性能也能兼顾容量的分区方法。通常这样的方法被称为按簇分区，而要想如此操作则需要第三方分区软件的支持，比如PQmagic（分区魔术师），就是最常见的一款。
从PQmagic的分析图中我们不难看出，对于一个装有数据的分区来说，过大的簇会造成磁盘空间的浪费。
通常情况下，对于8GB以下的分区容量，把簇的大小设置为8KB即可获得性能与容量的平衡。
如果想要最大限度地利用硬盘空间，就需要按照使用用途来进行按簇分区。例如，如果分区为8G，并且分区为引导分区，那么把簇设置成8KB将比把簇设置成16KB更能节约磁盘空间。因为引导分区经常需要进行数据读写，而这些数据通常都非常多而小，使用大的簇将非常浪费磁盘空间，并且也不利于数据的寻址。但如果这个分区是逻辑分区，并且只存储一些大容量的视频文件，就没有必要把簇的值设定得太低，这样反而不利于读写。我们不难看出，过大的簇会造成磁盘空间的浪费。
另外，也不能把容量非常大的分区的簇设定得太小，这样不仅影响读写速度，并且还容易产生文件碎片。
硬盘的日常维护与整理
我们在日常使用电脑的过程中，经常会删除、拷贝大量的文件，这会导致我们的硬盘产生大量碎片，一个个完整的文件就“四分五裂”地保存在磁盘中的各个角落，影响了电脑查找与执行文件的速度。因此，我们有必要定期进行磁盘整理。
首先，我们可以通过Windows自带的磁盘碎片整理程序来完成这项工作，把文件连续排列，这样能大大提高磁盘读写速度。Windows自带的磁盘碎片整理程序包括两部分功能，一是碎片整理，二是启动项目优化。虽然这两个功能非常实用，但由于整理的时间太过漫长，并且经常对硬盘进行长时间磁盘整理会减少硬盘寿命，所以我们建议使用专用的磁盘整理软件，在此推荐VoptXP和Norton磁盘工具中的Speed Disk这两款软件。
磁盘整理软件VoptXP
启动该软件，出现其主界面。软件默认从C盘开始整理，如果您需要整理其他硬盘，也可以在此按下下三角形的按钮，选择其他盘符。通过分析，我们看出，磁盘上有很多碎片，这无疑会影响磁盘的运行速度。
在“Tools”菜单中选择“Error checking”，调用Windows自带的磁盘纠错程序检测磁盘，这样可以避免硬盘存在目录结构错误，影响磁盘整理的速度和效果。检查完错误之后，我们就可以进行磁盘碎片的整理了。
点击窗口中的，开始整理磁盘，这一过程通常耗时较长，请耐心等候。整理完毕后，我们看到，文件的排列更加连续，中间没有碎片。现在，硬盘的读写速度会相应提升。整理之后，磁盘的碎片明显减少。
Norton磁盘工具Speed Disk
Norton Systemwoks 2003中提供了Speed Disk这个整理磁盘碎片的软件，它能够将磁盘按照不同的文件类型进行重新排列，被系统经常读取的文件会放在硬盘的最外圈磁道上，来提高硬盘对它们的读取速度。Norton Systemwork2003种提供的Speed Disk，可以对磁盘碎片进行非常有效的整理。
在Norton磁盘工具中选择SpeedDisk项目。在该软件的主界面中，左侧为四个主功能按钮。它们依次是硬盘优化图表、硬盘分区分析、硬盘分区选项和定时设置。在进行优化之前，我们可以先选择第二项来分析一下硬盘上的数据内容，查看是否硬盘碎片过多需要整理。在点击“Start Analyzing”以后，硬盘开始分析所选分区中数据的类型，随后得出结论。我们看到，碎片文件占整个分区数据总量的8.4%，一般来说，小于10%的碎片都不必进行整理。对磁盘进行分析，发现碎片文件只占整个分区数据总量的8.4%。
如果用户要进行磁盘碎片的整理，那么再按下“Optimization Map”里的“Start Optimazing”按钮就可以开始了。这是个非常耗费时间的过程，不过比起Windows自带的磁盘碎片整理程序来说要快不少。程序默认整理的是C盘，如果用户还要对其他分区进行碎片整理，继续选择其他分区再依次重复上面的各个步骤就可以了。经过整理之后，磁盘碎片明显减少，而且文件的排列也更加紧密。
硬盘数据的拯救
使用计算机很多年，难免磕磕碰碰，造成了一些安全隐患，系统文件丢失，或者数据损坏，都可能是磁盘坏道造成的。硬盘坏道包括软坏道与硬坏道，前者可以通过特定软件来进行修复，并可以继续使用，而后者则是真正物理意义上的损坏，轻则损失一定的磁盘空间，重则硬盘无药可救，彻底报废。
修复硬盘的软/硬坏道
修复软坏道的方法很简单，Windows自带的磁盘修复工具或者高级格式化就能够很好处理这类问题。而对于硬坏道，我们可以使用LF等软件，通过对硬盘进行低级格式化的方法试图修复。
运行LF，选择驱动器ID，对硬盘进行低级格式化。所谓低级格式化，就是将空白的磁盘划分出柱面和磁道，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，而且只能针对一块硬盘而不能支持单独的某一个分区。低级格式化是一种对硬盘的损耗性操作，对硬盘寿命有一定的负面影响。因此，许多硬盘厂商均建议用户不到万不得已，不要使用低级格式化来格式硬盘。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，这只有通过普通的Format高级格式化来标出坏扇区的位置，以便让操作系统不去使用。物理坏道可能会随磁头的读写而渐渐扩大，导致坏道越来越多，最后达到无法使用的情况，因此建议硬盘在出现了坏道以后要及时备份硬盘上的重要数据。
在DOS下运行LF，可以对磁盘进行低级格式化，修复磁盘的软坏道。具有图形化界面的Lformat，也可以对磁盘进行低级格式化。
零磁道的修复
硬盘的主引导记录区(MBR)在零磁道上，位于硬盘的0磁道0柱面1扇区，其中存放着硬盘主引导程序和硬盘分区表。在总共512字节的硬盘主引导记录扇区中，446字节属于硬盘主引导程序，64字节属于硬盘分区表(DPT)，两个字节(55 AA)属于分区结束标志。零磁道一旦受损，将使硬盘的主引导程序和分区表信息遭到严重破坏，从而导致硬盘无法引导。
通常的维修方法是通过Pctools9.0(或者其他类似的可以对磁盘扇区进行编辑的工具)的DE(磁盘编辑器)来修复，其原理是使零磁道偏转一个磁道，占用1磁道。
用Windows 9x启动盘启动，运行PcTools目录下的de.exe，先进入“Options”菜单，选择“Configuration”(配置)命令，去掉Read Only(只读)前的勾，然后保存退出。
接着选择主菜单“Select”(选择)中的Drive(驱动器)，进去后在“Drive type”(驱动器类型)项中选择Physical(物理的)，再切换到“Drives”项，选中“Hard disk”(硬盘)，最后选择“OK”并回车。
之后，回到主菜单中，打开“Select”菜单，这时会出现Partition Table(分区表)，选中并进入，出现硬盘分区表信息。如果硬盘有两个分区，1分区就是C盘，该分区是从硬盘的0柱面开始的。那么，将1分区的Beginning Cylinder(起始柱面)的0改成1就可以了。保存后退出。
重新启动，进入CMOS设置，选择“IDE AUTO DETECT”，可以看到CYLS（磁道）数比原来减少了1，保存设置并退出。重新分区、格式化，即可救活硬盘。
需要注意的是，DE工具仅对FAT16格式的硬盘有效，对于FAT32分区的硬盘则需要先通过分区大师等磁盘工具，将其转换为FAT16格式，然后再对其进行修改。
修复损坏的分区表
硬盘分区之后，为了安全起见，最好将分区表进行备份，以便一旦分区表被损坏，可以很方便地进行恢复。这方面，国内著名的杀毒软件KV3000和瑞星系列都提供了完整的解决方案。而对于没有备份分区表的硬盘，虽然KV3000也提供了相应的修复方法，不过成功率相对较低。
大名鼎鼎的诺顿磁盘医生（NDD），是一款用来修复硬盘分区表的非常有效的工具，可以自动修复分区丢失等情况。当硬盘崩溃以后，用含有DOS系统的软盘引导系统，然后运行NDD，选择“Diagnose”进行诊断。NDD会对硬盘进行全面扫描，如果有错误，它会提示。您只要根据这些提示选择修复，就可以非常轻松地解决这些问题。在Windows 9x下，还有NDD32，它的图形化界面会让您事半功倍。
功能强大的EasyRecovery，可以最大限度地恢复删除的硬盘数据。
另外，中文磁盘工具DiskMan在这方面也是行家里手。重建分区表作为它的一个非常实用的功能，非常适合用来修复损坏的分区表。
对于硬盘分区表被破坏的系统，使用DiskMan可通过未被破坏的分区引导记录信息重新建立分区表。在菜单的工具栏中选择“重建分区表”，DiskMan即开始搜索并重建分区。DiskMan将首先搜索0柱面0磁头从2扇区开始的隐含扇区，寻找被挪动过的分区表，然后搜索每个磁头的第一个扇区。搜索过程分为“自动”和“交互”两种方式。自动方式保留发现的每一个分区，适用于大多数情况。交互方式对发现的每一个分区都给出提示，由用户选择是否保留。当自动方式重建的分区表不正确时，可以采用交互方式重新搜索。不过，重建分区表功能不能做到百分之百地修复成功。
硬盘数据的硬件保护
说到硬件保护，自然要先提到硬盘保护卡。硬盘保护卡又称为硬盘还原卡，是彻底解决计算机数据保护问题的最佳方案。它从硬件的层面上对硬盘中的数据进行保护和恢复，可以瞬间恢复各种有意或无意导致的数据丢失。硬盘保护卡利用硬盘介质的冗余性（即每块硬盘都不能用尽所有的硬盘空间），使每块硬盘中的所有自由空间都自动成为自己的缓冲区，因此不必占用固定的硬盘空间。而且，使用硬盘保护卡后，在大多数情况下，即使用户对硬盘执行了Fdisk和Format命令，或者其他软件层面的破坏，甚至包括病毒对硬盘数据的破坏，只要重新启动并按下特定的热键，短短几秒钟内硬盘数据就会恢复到最近一次存档时的状态，其速度是所有软件恢复方法都无法与之比拟的。再有，硬盘还原卡的安装使用极其简单，高度智能化，甚至连安装软盘都可以不要，真正的即插即用。安装后，所有的用户界面和操作与安装前毫无二致，用户根本不会感觉到还原卡的存在。
硬盘还原卡不仅可以保护硬盘数据免遭各种破坏，而且也可以保护CMOS参数和主板BIOS数据免遭各种病毒的恶意破坏，即使是大名鼎鼎的CIH病毒对之也无可奈何，真正实现了对电脑数据的全方位保护。
常见的硬盘保护卡有三茗的电脑卫士，以及看门狗智能型系统复原卡等。
通过主板来实现对硬盘数据的保护
现在，很多主板都提供了对硬盘数据的保护功能，例如捷波的“数据恢复精灵”和联想QDI的“宙斯盾保护系统”。
宙斯盾（RecoveryEasy）是联想QDI主板的硬盘数据保护技术。使用该技术的主板可以备份、保护并且立即恢复硬盘资料，防止重要资料丢失。此外，宙斯盾还能保护和恢复CMOS中的数据。因为宙斯盾是建在BIOS中的，只要计算机进入BIOS启动后，就可以立即进入宙斯盾界面，极为简单、易用。
硬盘数据的恢复
我们知道，当您执行了删除命令后，计算机只是将该文件目录项第0个字节改为E5，并将文件所占簇号在文件分区表中的登记项清零，表示释放空间。格式化时，计算机也只是将根目录区清零。这意味着删除与格式化操作只是在文件名或根目录区上做了一些手脚，文件数据本身丝毫未动，这样，就给文件恢复提供了可能。利用一些反删除软件，可以轻松地恢复删除的数

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