硬盘维修知识大全

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1、硬盘维修知识大全硬盘维修知识大全硬盘维修知识大全第一章硬盘的物理结构和原理一、引言自 1956 年 IBM 推出第一台硬盘驱动器 IBMRAMAC350 至今已有四十多年了其间虽没有 CPU 那种令人眼花缭乱的高速发展与技术飞跃但我们也确实看到在这几十年里硬盘驱动器从控制技术、接口标准、机械结构等方面都进行了一系列改进。正是这一系列技术上的研究与突破使我们今天终于用上了容量更大、体积更小、速度更快、性能更可靠、价格更便宜的硬盘。如今虽然号称新一代驱动器的 JAZ、DVD-ROM、DVD-RAM、CD-RW、MO、PD 等纷纷登陆大容量驱动器市场但硬盘以其容量大、体积小、速度快、价格便宜等优点依

2、然当之无愧地成为桌面电脑最主要的外部存储器也是我们每一台 PC 必不可少的配置之一。二、硬盘磁头技术1、磁头磁头是硬盘中最昂贵的部件也是硬盘技术中最匾妥罟键的一环。传统的磁头是读写合一的电磁感应式磁头但是硬盘的读、写却是两种截然不同的操作为此这种二合一磁头在设计时必须要同时兼顾到?写两种特性从而造成了硬盘设计上的局限。而 MR 磁头Magnetoresistiveheads即磁阻磁头采用的是分离式的磁头结构写入磁头仍采用传统的磁感应磁头MR磁头不能进行写操作读取磁头则采用新型的 MR 磁头即所谓的感应写、磁阻读。这样在设计时就可以针对两者的不同特性分别进行优化以得到最好的读/写性能。另外MR

3、磁头是通过阻值变化而不是电流变化去感应信号幅度因而对信号变化相当敏感读取数据的准确性也相应提高。而且由于读取的信号幅度与磁道宽度无关故磁道可以做得很窄从而提高了盘片密度达到 200MB/英寸 2而使用传统的磁头只能达到 20MB/英寸 2这也是 MR 磁头被广泛应用的最主要原因。目前MR 磁头已得到广泛应用而采用多层结构和磁阻效应更好的材料制作的 GMR 磁头GiantMagnetoresistiveheads也逐渐普及。2、磁道当磁盘旋转时磁头若保持在一个位置上则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹这些圆形轨迹就叫做磁道。这些磁道用肉眼是根本看不到的因为它们仅是盘面上以特殊方式磁化了的一些

4、磁化区磁盘上的信息便是沿着这样的轨道存放的。相邻磁道之间并不是紧挨着的这是因为磁化单元相隔太近时磁性会相互产生影响同时也为磁头的读写带来困难。一张 1.44MB 的 3.5英寸软盘一面有 80 个磁道而硬盘上的磁道密度则远远大于此值通常一面有成千上万个磁道。3、扇区磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段这些弧段便是磁盘的扇区每个扇区可以存放 512 个字节的信息磁盘驱动器在向磁盘读取和写入数据时要以扇区为单位。1.44MB3.5 英寸的软盘每个磁道分为 18 个扇区。4、柱面硬盘通常由重叠的一组盘片构成每个盘面都被划分为数目相等的磁道并从外缘的“0”开始编号具有相同编号的磁道形成一个圆柱称之为磁盘

5、的柱面。磁盘的柱面数与一个盘面上的磁道数是相等的。由于每个盘面都有自己的磁头因此盘面数等于总的磁头数。所谓硬盘的 CHS,即 Cylinder柱面、Head磁头、Sector扇区只要知道了硬盘的 CHS 的数目即可确定硬盘的容量硬盘的容量=柱面数磁头数扇区数512B。三、硬盘接口技术硬盘接口是连接硬盘驱动器和计算机的专用部件它对计算机的性能以及在扩充系统时计算机连接其他设备的能力都有很大影响。硬盘驱动器接口的类型主要有1、ST506/412 接口与 ESDI 接口ST506/412 是 PC/XT、AT 时代的标准接口标准。ST506/412 最多可安装 4 个硬盘驱动器允许最大硬盘空间为 1

6、50MB。而ESDIEnhancedSmallDeviceInterface增强型小型设备接口是 ST506/412 接口的改进版但与ST506/412 接口互不兼容。ESDI 支持的硬盘容量上增加到 300MB最大数据传输率为 2MB/sec。目前这两种接口均已遭淘汰。2、SCSI 接口SCSISmallComputerSystemInterface即“小型计算机系统接口”是一种系统级的接口支持硬盘的容量突破了 528MB 的限制可以同时挂接 7 个不同的设备。目前 SCSI 接口有二个标准SCSI-2 和 SCSI-3。SCSI-2 又称为FastSCSI在 8bit 总线下能达到 10M

7、/s 的数据传输率。而 SCSI-3包括 UltraSCSI8bit、UltrawideSCSI含 16bit 和 32bit和Ultra2SCSI。其中Ultra2SCSI 在 8bit 数据宽度下提供 40M/s 的数据传输率在 16 位总线下最高能达到 80M/s。SCSI 接口的硬盘被广泛应用于网络服务器、工作站和小型计算机系统上但由于 SCSI 接口硬盘的价格要比 IDE 接口硬盘高而且使用时还必须另外购买 SCSI 接口卡因而在家用电脑上仍以 IDE 接口的硬盘为主流。3、IDE 接口IDEIntegratedDriveElectronics接口是 Compaq 公司为解决老式的S

8、T506/412 接口速度慢、成本高而开发出硬盘接口标准亦即 ATAATAttachment接口标准。由于 IDE 接口的硬盘具有价格低廉、稳定性好、标准化程度高等优点因此得到广泛的应用。ATA 接口标准亦已由 ATA、ATA-2、ATA-3 发展到今天的 UltraATA。UltraATA也称为 UltraDMA/33是由 Intel 和 Quantum 公司共同提出的硬盘接口标准与 FastATA 相比UltraATA 有以下几个优点外部数据传率由 FastATA 的 16.6MB/s 提高到 33.3MB/s采用 CRC 循环冗余检验通过两个寄存器的重复测试来提高数据传输的可靠性由硬盘直

9、接产生选通信号并且同时将数据传送到总线上从而减少数据传输的延迟时间。要发挥 UltraATA 的威力除了要有一块 UltraATA 接口的硬盘外还需要有操作系统和芯片组的支持。目前支持 UltraATA 的芯片组包括 Intel 的 430TX、440LXSiS5597/5581VIA 的VP2、VP3ALi 的 AladdinIV+AMD-640以及所有 100Mhz 的芯片组。虽然UltraATA 向下兼容于 FastATA两者都是使用 40pin 的接口但如果芯片组或操作系统不支持即使是UltraATA 硬盘也只能达到 16.6MB/s 的外部传输率。4、IEEE1394 接口IEEE1

10、394 并不是硬盘专用接口但它却可以方便地连接包括硬盘在内的 63个不同设备并支持即插即用和热插拨。在数据传输率方面IEEE1394 可以提供 100MB/s、400MB/s、1.2GB/s 三档高速传输率是现时所有硬盘望尘莫及的。虽然目前市面上仍未能见到 IEEE1394 接口的硬盘但由于IEEE1394接口的先进性它必然会取代 SCSI 和 IDE 而成为明日的硬盘接口。目前Windows98 已支持 IEEE1394。二.BootSector 结构简介1.BootSector 的组成BootSector 也就是硬盘的第一个扇区,它由 MBR(MasterBootRecord),DPT(D

11、iskPartitionTable)和 BootRecordID 三部分组成.MBR 又称作主引导记录占用 BootSector 的前 446 个字节(0to0x1BD),存放系统主引导程序(它负责从活动分区中装载并运行系统引导程序).DPT 即主分区表占用 64 个字节(0x1BEto0x1FD),记录了磁盘的基本分区信息.主分区表分为四个分区项,每项 16 字节,分别记录了每个主分区的信息(因此最多可以有四个主分区).BootRecordID 即引导区标记占用两个字节(0x1FEand0x1FF),对于合法引导区,它等于 0xAA55,这是判别引导区是否合法的标志.BootSector 的

12、具体结构如下图所示:0000|-|MasterBootRecord|主引导记录(446 字节)|01BD|01BE|-|01CD|分区信息 1(16 字节)|01CE|-|01DD|分区信息 2(16 字节)|01DE|-|01ED|分区信息 3(16 字节)|01EE|-|01FD|分区信息 4(16 字节)|-|01FE|01FF|55|AA|-|2.分区表结构简介分区表由四个分区项构成,每一项的结构如下:BYTEState:分区状态,0=未激活,0x80=激活(注意此项)BYTEStartHead:分区起始磁头号 WORDStartSC:分区起始扇区和柱面号,底字节的低 6 位为扇区号,

13、高 2 位为柱面号的第 9,10 位,高字节为柱面号的低8 位BYTEType:分区类型,如 0x0B=FAT32,0x83=Linux 等,00 表示此项未用,07=NTFSBYTEEndHead:分区结束磁头号WORDEndSC:分区结束扇区和柱面号,定义同前DWORDRelative:在线性寻址方式下的分区相对扇区地址(对于基本分区即为绝对地址)DWORDSectors:分区大小(总扇区数)注意:在 DOS/Windows 系统下,基本分区必须以柱面为单位划分(Sectors*Heads 个扇区),如对于 CHS 为 764/255/63 的硬盘,分区的最小尺寸为 255*63*512/

14、1048576=7.844MB.3.扩展分区简介由于主分区表中只能分四个分区,无法满足需求,因此设计了一种扩展分区格式.基本上说,扩展分区的信息是以链表形式存放的,但也有一些特别的地方.首先,主分区表中要有一个基本扩展分区项,所有扩展分区都隶属于它,也就是说其他所有扩展分区的空间都必须包括在这个基本扩展分区中.对于DOS/Windows 来说,扩展分区的类型为 0x05.除基本扩展分区以外的其他所有扩展分区则以链表的形式级联存放,后一个扩展分区的数据项记录在前一个扩展分区的分区表中,但两个扩展分区的空间并不重叠.扩展分区类似于一个完整的硬盘,必须进一步分区才能使用.但每个扩展分区中只能存在一个

15、其他分区.此分区在 DOS/Windows 环境中即为逻辑盘.因此每一个扩展分区的分区表(同样存储在扩展分区的第一个扇区中)中最多只能有两个分区数据项(包括下一个扩展分区的数据项).第四章硬盘的物理安装所谓的硬盘物理安装指的是将硬盘装进机箱设置跳线并接好电源线和数据线的过程。电源接口将主机的电源与此相连以给硬盘供电。注意“梯形”接线方向方向错误将无法插入。主从跳线主板上一般只有两个 IDE 接口每一根接线有三个接口其中一个接主板的 IDE 接口另两个则可以接两个 IDE 设备包括硬盘、光驱、刻录机等。在同一根接线上如果接两个 IDE 接口设备则其中一个是主盘(Master)另一个为从盘(Slave)。究竟是作为主盘还是从盘则要通过硬盘或光驱背