我如何用「野蠻法」維修嚴重損壞的硬碟的 通通透透 讓你看清楚硬碟的內部結構 硬碟是電腦中存貯資料的重要部件，可是由於它長期被封閉在電腦機箱內部，屬於那種「幕後英雄」，所以大部分讀者可能對 其瞭解不是很透徹。沒有關係，在這裡，我們將一起去冒險，對它作一個全面的瞭解吧。 由於SCSI硬碟平時我們接觸較少，因此我們目前所提到的硬碟一般指的是IDE接頭的硬碟。這種硬碟多屬於溫盤 (Winchester)，由頭盤組件(HDA，Head Disk Assembly)與印刷電路板組件(PCBA，Print Circuit Board Assembly)組成。平時我們瞭解 硬碟，多是從產品外觀、產品特徵及磁牒性能等方面去認識，那麼硬碟的內部到底是什麼樣呢？相信許多朋友都不太清楚，畢 竟誰都不會去冒冒失失地將硬碟拆開來，所以瞭解硬碟內部結構的機會實在太少了。那麼就隨著我一起來看看吧。 1、硬碟外部結構 (1)接頭：接頭包括電源接頭插座和資料接頭插座兩部分，其中電源插座就是與主機電源相連接，為硬碟正常工作提供電力 保證。資料接頭插座則是硬碟資料與主機板控制晶片之間進行資料傳輸交換的通道，使用時是用一根資料線將其與主機板IDE 接頭或與其他控制適配器的接頭相連接，經常聽說的40針、80芯的接頭電纜也就是指資料線，資料接頭可以分成IDE接頭和 SCSI接頭兩大派系。 SCSI接頭 (2)控制電路板：大多數的控制電路板(見圖2)都採用貼片式焊接，它包括主軸調速電路、磁頭驅動與伺服定位電路、讀寫 電路、高速快取、控制與接頭電路等。在電路板上還有一塊ROM晶片，裡面固化的程序可以進行硬碟的啟始化，執行加電和啟 動主軸電機，加電初始尋道、定位以及故障檢測等。在電路板上還安裝有容量不等的高速資料快取晶片。讀寫電路的作用就是 控制磁頭進行讀寫操作。磁頭驅動電路直接控制尋道電機，使磁頭定位。主軸調速電路是控制主軸電機帶動盤體以恆定速率轉 動的電路。快取(快取)對磁牒性能所帶來的作用是毋庸置疑的，在讀取零碎文件資料時，大快取能帶來非常大的優勢。 硬碟背面的控制電路板 (3)外殼：硬碟的外殼與底板結合成一個密封的整體，正面的外殼保證了硬碟碟片和機構的穩定執行。在固定面板上貼有產 品標籤，上面印著產品型號、產品序列號、產地、生產日期等信息，由此我們可以對這款產品作一番大致的瞭解。除此，還有 一個透氣孔，它的作用就是使硬碟內部氣壓與大氣氣壓保持一致。另外，硬碟側面還有一個向碟片表面寫入伺服信號的Servo 孔。 3 Servo孔的作用是向硬碟碟片寫入伺服信號 2、硬碟內部結構 拆下控制電路板後再將外面的保護面拆後就現出了硬碟的內臟。它由磁頭、碟片、主軸、電機、接頭及其他附件組成，其 中磁頭碟片組件是構成硬碟的核心，它封裝在硬碟的淨化腔體內，包括有浮動磁頭組件、磁頭驅動機構、碟片、主軸驅動裝置 及前置讀寫控制電路這幾個部分。將硬碟面板揭開後，內部結構即可一目瞭然。 硬碟內部結構 (1)磁頭組件：這個組件是硬碟中最精密的部位之一，它由讀寫磁頭、傳動手臂、傳動軸三部分組成。磁頭是硬碟技術中最 重要和關鍵的一環，眾所周知，一塊硬碟存取資料的工作完全依靠磁頭來進行的。沒有磁頭，也就沒有實際意義上的硬碟。磁 頭的作用就類似於在硬碟盤體上進行讀寫的「筆尖」，通過全封閉式的磁阻感應讀寫，將信息記錄在硬碟內部特殊的介質上。 硬碟磁頭的發展先後經歷了「亞鐵鹽類磁頭」、「MIG磁頭」和「薄膜磁頭」、「MR磁頭(磁阻磁頭)」等幾個階段。前三種傳 統的磁頭技術都是採取了讀寫合一的電磁感應式磁頭，造成了硬碟在設計方面的局限性。第四種磁阻磁頭在設計方面引入了全 新的分離式磁頭結構，寫入磁頭仍沿用傳統的磁感應磁頭，而讀取磁頭則應用了新型的MR磁頭，即所謂的感應寫、磁阻讀， 針對讀寫的不同特性分別進行優化，以達到最好的讀、寫性能。現在的磁頭實際上是集成工藝製成的多個磁頭的組合，它採用 了非接觸式頭、盤結構，加電後在高速旋轉的磁牒表面移動，與碟片之間的間隙只有0.1∼0.3μm，這樣可以獲得很好的資料傳 輸率。 磁頭組件 (2)磁頭驅動機構：由音圈電機和磁頭驅動小車組成，新型大容量硬碟還具有高效的防震動機構。硬碟的尋道是靠移動磁 頭，而移動磁頭則需要該機構驅動才能實現。磁頭驅動機構由電磁線圈電機、磁頭驅動小車、防震動裝置構成，高精度的輕型 磁頭驅動機構能夠對磁頭進行正確的驅動和定位，並能在很短的時間內精確定位系統指令指定的磁道。 (3)碟片：碟片是硬碟存儲資料的媒體。硬碟的盤體由多個重疊在一起並由墊圈隔開的碟片組成，碟片是表面極為平整光滑 且塗有磁性物質的金屬圓片。它們通過表面的磁性物質結合在一起。這種特殊物質的金屬磁牒具有更高的記錄密度和更強的安 全性能。目前市場上主流硬碟的碟片大都是由金屬薄膜磁牒構成，這種金屬薄膜磁牒較之普通的金屬磁牒具有更高的剩磁和高 矯頑力，因此也被大多數硬碟廠商所普遍採用。除金屬薄膜磁牒以外，目前已經有一些硬碟廠商開始嘗試使用玻璃作為磁牒基 片。與金屬薄膜磁牒相比，用玻璃作為碟片有利於把硬碟碟片做得更平滑，單位磁牒密度也會更高，同時由於玻璃的堅固特 性，新一代的玻璃硬磁牒在性能方面也會更加穩定。 碟片結構 (4)主軸組件。主軸組件包括主軸部件如軸承和馬達等。硬碟在工作時，通過馬達的轉動將用戶需要存取的資料所在的扇區 帶到磁頭下方，馬達的轉速越快，用戶存取資料的時間也就越短。從這個意義上講，硬碟馬達的轉速在很大程度上決定了硬碟 最終的速度。隨著硬碟容量的擴大和速度的提高，馬達的速度也在不斷提升，在當今硬碟不斷向著超大容量邁進的同時，硬碟 的速度也在不斷提高，目前，現在7200轉、2MB快取的大容量硬碟已經成為裝機的首選。隨著硬碟轉速的不斷提高，同時也會 帶來諸如磨損加劇、溫度升高、噪聲增大等一系列負面問題。傳統的普通滾珠軸承馬達無法妥善解決這些問題，於是先前曾廣 泛應用在精密機械工業上的液態軸承馬達(Fluid Dynamic Bearing Motors)被引入到硬碟技術中。希捷推出的酷魚四產品中就採用 了上述技術。這種技術與傳統的滾珠軸承馬達相比，一方面避免了與金屬面的直接磨擦，將傳統馬達所帶來的噪聲及溫度降至 最低；另一方面，油膜可以有效地吸收外來的震動，使硬碟的抗震能力得到了提高，從而也使硬碟的壽命得到了延長。 至此，我們對於硬碟的內部結構也算是走馬觀花地看一遍，希望能為朋友們更好地瞭解硬碟使用硬碟起一點作用。 一天，我正在上網看當天的硬體新聞。一位網友手持一塊硬碟來找我，說硬碟出現點問題，問有沒有解決方法。使用者說在前 幾天殺毒的時候突然當機。重新啟動後就不能引導系統了。CMOS能正確檢測的硬碟，但是不能對硬碟進行格式化及分區操 作。 我先對硬碟進行了仔細的觀察，此硬碟為邁拓星鑽三代，型號為4DO40H2。說明此硬碟為5400轉，ATA100接頭，2M快 取。硬碟的電路板表面沒有明顯的燒燬跡象。仔細觀察完後，就把硬碟設為從盤後，把它和我原來的那塊希捷的酷魚四代40G 硬碟接在一條資料線上，在確認連接無誤後，按下了電源開關。開機後BIOS成功地檢測出這塊邁拓硬碟，接下來啟動操作系 統，操作系統啟動完成後，系統提示成功的安裝了新硬體的驅動，要重新啟動後新設備才能正常工作。 重新啟動後，在「我的電腦」裡增加了一個碟名提示的圖示，可是不能訪問，在對其進行格式化時，系統提示說格式化失 敗，硬碟已損壞。只顯示了這塊硬碟的容量，不能用磁牒掃瞄程序掃瞄該磁牒，對這個硬碟也不能進行任何的操作。安裝了一 個硬碟分區工具-Partitonmagic 8.0(以下簡稱PM)，PM的用法這裡就不多說了。 啟動PM後，在PM右邊的視窗中顯示出兩塊硬碟。其中硬碟2只能顯示出容量大小,是用黃色表示的，並且註明為「Bad disk」(壞碟)。依舊無法對硬碟進行任何操作，用PM可以解決硬碟的大部分故障，可是現在不行了。只有最後一招：將硬碟進 行低階格式化。 在這裡使用的是無憂啟動碟裡提供的一個叫「DM的工具進行低階格式化。這個軟體方便易用，沒有太多的選項，懂點英 文就知道怎麼用。此軟體在純DOS下執行，須用WIN98啟動碟引導到命令行模式下執行。將無憂多合一啟動碟放入光碟，BIOS 設置為從光碟引導，重新啟動後，出現引導功能表，選擇「1、後，螢幕上應該顯示的是無憂啟動的工具功能表。可是現在螢 幕的左上角只出現了一個小游標，硬碟燈長亮，也沒有見硬碟在讀寫時發出的聲音。等了很長一段時間，沒有任何變化。無奈 之下，只好重新啟動，情況依舊。 我將那塊邁拓硬碟的電源插頭拔掉，再開機，一切正常；單獨把邁拓的硬碟接上，開機，故障依然存在，怎麼辦？不能進 入DOS就無法執行低格程序。後來又試著用軟碟啟動，還出是同樣的情況。現在要怎麼做呢？BIOS能正確識別硬碟的型號及各 項參數。只是不能對磁牒進行讀寫操作。那麼能不能讓軟體自己識別硬碟呢？我想到了一個方法，但是這樣做可能會引起當 機，在萬般無奈下，只好冒險試試。我說您還修不修如果修我只能出招了。 將硬碟接好，開機，待自檢通過後。正要開始引導系統的瞬間，迅速將硬碟的資料線從硬碟上拔下，電源線仍保持連通狀 態，幸好沒有發生當機的現象。按照前面的方法用無憂啟動光碟啟動後，進入無憂工具功能表。此時，應迅速的將硬碟資料線 重新接好，一定要快而準。 然後再執行工具功能表裡的DM。之所以使用這個軟體，因為這個軟體的界面十分簡單，雖然是英文的，不太熟悉英文的 朋友可以翻翻字典就能夠明白。這比起某些專用的低格程序中複雜的選項，和滿螢幕英文的提示，要方便很多。 螢幕上出現了DM的一些提示，我們只需要按「Y」鍵繼續就可以。螢幕上方出現了一個視窗，有三個選項：「Select Device」選擇設備、「Low Level Current Device」低階格式化選的設備、「EXIT」退出。 首先選擇「Select Device」，在彈出的視窗中選擇1(註：因主機板有兩個IED接頭，共可以接駁4個設備。而這4個設備的編 號依次為0、1、2、3)，螢幕下方會出現一個視窗，顯示「Current Device：1」(當前驅動器：1)上的硬碟設備信息，信息包括硬 碟的型號(MODEL)，序列號(SERIAL)，還有固件(FIRMWARE)的版本號。再往下就時磁牒的一些參數包括磁頭數，扇區等詳細 資料，這裡就不詳細說明。 接著選擇第二項「Low Level Current Device」，會出現確認操作的提示，按「Y」鍵確認後，又會出現下一個提示，是否按 照LBA模式進行低格。繼續按「Y」鍵確認。螢幕的最下方出現進度指示，這時，可以聽見邁拓硬碟發出的輕微的工作的聲 音。到現在，我能做的只有休息一下。低階格式化是一個漫長的過程，需要很多的時間。我只有耐心的等待結果。 經過大概4、5個小時的時間。低格工作終於結束，非常順利，沒有發現任何的壞道。重新啟動後，單獨連接這塊硬碟也可 以從光碟啟動了。先用PM檢測，硬碟已經被表示為可以進行分配的自由空間。再進去去行分區，格式化，安裝操作系統，很 正常。我還不放心，用WIN98的磁牒檢測工具全面檢查磁牒，沒有發現任何錯誤。 到此為止，可以說硬碟的故障已經成功得到解決。雖然在解決問題的過程中，有些操作是違反操作規範的(比如說帶電插 拔硬碟資料線)，需要有一定的膽量，以及在緊急事故中的應變能力。這點很重要，一個經驗豐富的DIYER，不能只按照書上講 的方法去解決問題，要有自己的想法，也要有冒險和創新的精神。只有這樣，才能從實踐中不斷的摸索出解決問題的新方法。 |