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1、硬碟運作原理 硬碟的儲存原理是將資料用其控制電路透過硬碟讀寫頭 (Read Write Head )去改變磁片上表面上極細微的磁蕊的正負極性 ( )來加以儲存, 使用久了,便可能出現各種各樣的問題,而硬碟“壞軌”是這其中最常見的問題。 硬碟壞軌分為邏輯壞軌和物理壞軌兩種,前者為軟壞軌,通常為軟體操作或使用不當造成的,可用軟體修復;後者為真正的物理性壞軌,它表明你的硬碟磁軌上產生了物理損傷,只能通過更改硬碟分區或磁區的使用情況來解決。救援、修復都是事後補救的方式,如何正確使用硬碟才是減少硬碟壞軌發生的重要課題。以下是延長硬碟壽命的正確使用方法,提供大家作參考: 穩定的電源系統當硬碟開始工作時,一
2、般都處於高速旋轉之中,如果中途突然關閉電源,可能會導致磁頭與碟片猛烈磨擦而損壞硬碟。因此最好不要突然關機,關機時一定要注意面板上的硬碟指示燈是否還在閃爍,只有當硬碟指示燈停止閃爍、硬碟結束讀寫後方可關閉電腦的電源開關。 防止灰塵進入在灰塵嚴重的環境下,硬碟很容易吸引空氣中的灰塵顆粒,被吸引的灰塵長期積累在硬碟的內部電路、元器件上,會影響電子元器件的熱量散發,使得電路板等元器件的溫度上升,產生漏電而燒壞元件。另外灰塵也可能吸收水分,腐蝕硬碟內部的電子線路,造成一些莫名其妙的問題。所以灰塵體積雖小,但對硬碟的危害是不可低估的。因此必須保持環境衛生,減少空氣中的潮濕度和含塵量。注意!一般電腦用戶不能
3、自行拆開硬碟蓋,否則空氣中的灰塵進入硬碟內,在磁頭進行讀、寫操作時劃傷碟片或磁頭。 保持良好的散熱硬碟工作時會產生一定熱量,使用中存在散熱問題。溫度以2025度為宜,溫度過高或過低都會使晶體震盪器的時鐘主頻發生改變。溫度還會造成硬碟電路元件失靈,磁介質也會因熱脹效應而造成記錄錯誤;溫度過低,空氣中的水分會被凝結在積體電路元件上,造成短路。 當濕度過高時,電子元件表面可能會吸附一層水膜,氧化、腐蝕電子線路,以致接觸不良,甚至短路,還會使磁介質的磁力發生變化,造成資料的讀寫錯誤。濕度過低,容易累積大量的因機器轉動而產生的靜電,這些靜電會燒壞CMOS電路,吸附灰塵而損壞磁頭、劃傷磁碟片。機房內的濕度
4、以4565%為宜。注意使空氣保持乾燥或經常給系統加電,靠自身發熱將機內水汽蒸發掉。另外,儘量不要使硬碟靠近強磁場,如音箱、喇叭、電機、電臺、手機等,以免硬碟所記錄的資料因磁化而損壞。 定期整理硬碟上的資訊在硬碟中,頻繁地建立、刪除文件會產生許多碎片,如果碎片累積了很多的話,我們日後在開啟某個文件時,硬碟可能會需要花費很長的時間讀取該文件,不但開啟效率下降,而且還有可能損壞磁軌。因此,我們應該經常使用作業系統下的磁區碎片整理程式對硬碟進行整理,整理完以後最好再使用硬碟修復程式來修補那些有問題的磁軌。 定期對硬碟進行掃毒現在的病毒攻擊的範圍是越來越廣泛了,而硬碟作為電腦的資訊存儲基地,通常都是電腦
5、病毒攻擊的首選目標。為了保證硬碟的安全,我們應該時常更新病毒碼,並定期對電腦進行掃毒,同時要注意將重要的資料進行保護和經常性的備份。 用手拿硬碟時要小心在用手拿硬碟時一定要做到以下兩點: 要輕拿輕放,不要與其他堅硬物體相撞 不能用手隨便地觸摸硬碟背面的電路板 因此,我們在用手拿硬碟時應該抓住硬碟兩側,並避免與其背面的電路板直接接觸。有的類型的硬碟會在其外部包上一層護膜,此護膜除具備防震功能外,更能把電路板保護於其中。 儘量不要使用硬碟壓縮技術 我們以前在硬碟空間不大時,總是想盡辦法地節省硬碟空間,例如常見的措施是通過Doublespace、Drvspace命令來壓縮硬碟空間,但當壓縮文件逐漸增
6、大時,這種方法就有一個很明顯的缺點,那就是硬碟的讀寫資料大大地減慢了。 在工作中不能移動硬碟硬碟是一種高精密設備,工作時磁頭在碟片表面的浮動高度只有幾微米。當硬碟處於讀寫狀態時,一旦發生較大的震動,就可能造成磁頭與碟片的撞擊,導致損壞。所以不要搬動運行中的微機。在硬碟的安裝、拆卸過程中應多加小心,硬碟移動、運輸時嚴禁碰撞,最好用泡沫或海綿包裝保護一下,儘量減少震動。 硬碟故障原因問題症狀 故障原因 成功率 軟體DIR硬碟都是亂碼CPU或主機板的問題,或是中毒導致99% 資料刪除後又format or fdisk人為因素99% 資料誤刪除,又從資源回收桶刪除人為因素99% 無法讀取硬碟速度很慢硬
7、碟壞軌 99% 硬體電路板PCBA燒毀 晶片裂開電路板燒毀95% 主機板偵測有硬碟ID 電路板可驅動內部晶片90% 主機板偵測沒有硬碟但有怪聲,(請立即斷電防止繼續磨損)讀寫頭or內部晶片80% 主機板偵測沒有硬碟電路板有驅動,會轉動內部晶片電路故障70% 硬碟無聲,電路板完全無法驅動(有些碟片已經全部被清除)全部都壞50% 需檢查完全無聲無反應須要檢查是否是馬達故障?30%無法修復需轉國外碟片刮傷污染讀寫頭彎曲掉落30%首頁 / 硬碟常識 / 硬碟基本原理 硬碟(Hard Disk or Fix Disk)是高科技、高精密產業,集電子半導體、雷射光學、精密機械、高等物理化學等科技。目前PC很
8、多週邊產品在許多國家均可製造,唯獨CPU和硬碟只有美、日商有能力製造,可見製造難度。硬碟因其產業結構龐大涉及尖端科技,所以美國原廠對硬碟技術管制嚴格,一般無法輕易取得關鍵技術。硬碟是利用2進位磁性儲存原理是將資料用其控制電路透過硬碟讀寫頭(Read / Write Head ),去改變磁片上表面上極細微的磁蕊的正負極性 ( )來加以儲存,所以這幾片磁片就相當重要。而磁片為儲存更多的資料,則須將磁蕊製作的愈細愈小(類似相機底片的感光顆粒),再Coating (濺鍍)到磁片表面上,密度相當高,而硬碟讀寫頭為了能在磁片表面高速來回移動讀取資料,則需漂浮在磁片表面不可接觸,但太高讀取訊號會太弱,無法達
9、到高容量要求,所以需盡可能壓低,其飛行高度(Flying Height)約為 0.5 uin (可比喻成一架大型747客機其飛行高度須保持在1 Inch而不可墜毀)所以磁片表面上須相當光滑平整,任何異物、塵埃均會造成硬碟讀寫頭打傷磁面(限於髮徑的1 %以下)而造成硬碟資料永久性傷害。所以硬碟的裝配修復全程需在Class 100高潔淨度的Clean Room (無塵室)內進行。硬碟零件大致分為,磁片(Media)、讀寫頭(Read Write Head)、馬達(Spindle Motor & Voice Coil Motor)、底座(Base)、電路板(PCBA)等幾大項組合而成。 Media的
10、基板是金屬或玻璃材質製成,為達到高密度高穩定的品質,基板要求表面光滑平整,不可有任何暇疵,將磁粉Coating 濺鍍到基板表面上,最後再塗上保護潤滑層。此處有2項高科技,一為如何製造出不含雜質極細微的磁粉;二為如何將磁粉均勻的Coating上去。 以3.5”Media計算,其內徑為25mm,需扣掉最外及最內圈不儲存Data的部分,實際只剩20mm。磁片是以2進位磁性儲存,塗佈極細磁粉,一磁粉只呈帶電or不帶電,“+” or “”一粒磁粉=1Bit8Bit=1Byte1Mb=1024 x 1024=1,048,576Byte1GB=1,048,576 x 1,024=1,073,741,824B
11、yte100GB=107,374,182,400Byte x 8Bit =858,993,459,200 Bit (磁粒) (1個Bit記錄0或1,8Bit只可記錄一個字元如A、B或C。事實上不是以Bit為單位,在此為求簡單易懂,故以Bit形容。)可見其密度相當高,所以Media不可有任何污染,全程製造均需在Class 100高潔淨度的Clean Room內,這也是硬碟機要求需在Clean Room才能拆解的原因。Media出廠時,是完全空白無任何資料訊號存在,需交由各硬碟廠組裝時自行編碼(Servo Track Write)才可使用。 Head 是由上、下多片讀寫頭固定在同一組Arm上,來回
12、移動時是整組Arm一起移動,一般讀寫原理是,例如當10MB Data進來時,第1個Head先寫4096 Byte(視規格各異),第2 Head寫4096 Byte,依此類推,呈垂直讀寫,所以1 支檔案是被分成很多段存在各磁面上,讀取時也是同理,如此多磁頭同時讀寫可達到高速要求,但現在又有更先進的科技出現。Arm 因需高速來回移動,不可抖動,並精準移至原位址,各Head垂直度不可有分毫誤差 (限於頭髮的0.001 寬度) 所以 Head、Media均不可鬆動或偏角,否則會無法定軌。目前科技尚無法將誤差的Head或Media調整回原址,因需以3D立體來看X、Y點及各Head的垂直點外,還需顧及外徑
13、與內徑的公差,這也是硬碟怕碰撞的原因,更不可能去更換Head Spindle Motor上裝有至多片Media,以7,200或10,000 RPM 定速旋轉,為保持其Balance不可抖動,所以Bearing(分滾珠、液態)品質要求嚴謹,需能忍受24 H x 365 Days持續運轉而不磨損、不產生高溫噪音。硬碟組裝時,是依序將Spindle Motor、Media、Voice Coil Motor、Head裝上固定後,先測試各Head在其所處Media的Fly Height值,是否合格(約為0.5 uin)因為Head是利用氣流漂浮在Media上不接觸的原理,才可在各軌間高速來回移動,但太高
14、讀取訊號太弱,太低會磨損到Media表面,所以 Media表面上須相當光滑平整,任何異物、塵埃均會使得Head打傷磁面而造成Data永久性傷害。似車子在高速時輪胎去撞到大石頭,後果嚴重。所以硬碟的裝配修復全程需在高潔淨度的無塵室內進行。此項安裝作業需用雷射儀器完成,無法使用人工。 各大元件裝畢後,此時Media因尚無任何Sector存在,硬碟還無法讀取,需經各廠依其規格用專用的Servo Track Writer,透過其Head在Media進行一圈一圈 Embedded Servo 的編碼動作。100GB=107,374,182,400 Byte / 512Byte=209,715,200 S
15、ector。因太精細,Servo write 是以雷射控制,不得誤差。因Media是圓形,內徑較小所以所編出的Sector數量會比外徑少,這是所謂的Zone Bit Recording編碼法,這也是最困難的技術。 Embedded Servo 完成後,此時硬碟已可使用,接上電腦 Power On後,Head 已可正常定軌,BIOS 已可 Detect 其規格,出現 Sector 值。最後 BIOS 會將 Controller 交由作業系統,只需 Create New Partition 及 Format 就可正式儲存 Data。以上基本原理介紹,讀者應可得知幾項問題需注意:Media不可污染,所以需在Class 100高潔淨度的Clean Room拆解。Head 、Media兩者唇齒相依,當初固定後,即用Servo Track Writer將各面Media作垂直性的Embedded Servo,就不容許再有誤差,只要稍有碰撞,Head就無法定軌,所以更不可能將Head或Media拆下或裝至另一同型硬碟。Media 是2進位磁性媒介,就像錄音帶磁粒只容許一種極性存在,因此只要 Head 有電流產