電腦硬盤故障維修知識

　　一、缺陷的分類

　　如果經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)某個硬盤不能完全正常工作，則稱這個硬盤是“有缺陷的硬盤”(Defect Hard Disk)。

　　根據(jù)維修經(jīng)驗，筆者將硬盤的缺陷分為六大類

　?、賶纳葏^(qū)(Bad　sector)，也稱缺陷扇區(qū)(Defect sector)

　?、诖诺浪欧毕?Track Servo defect)?

　　③磁頭組件缺陷(Heads assembly defect)

　?、芟到y(tǒng)信息錯亂(Service information destruction)

　　⑤電子線路缺陷(The board of electronics defect)

　?、蘧C合性能缺陷(Complex reliability defect)

　　1.壞扇區(qū)(也稱缺陷扇區(qū))

　　指不能被正常訪問或不能被正確讀寫的扇區(qū)。一般表現(xiàn)為：高級格式化后發(fā)現(xiàn)有“壞簇(Bad Clusters);用SCANDISK等工具檢查發(fā)現(xiàn)有“B”標(biāo)記;或用某些檢測工具發(fā)現(xiàn)有“扇區(qū)錯誤提示”等。

　　一般每個扇區(qū)可以記錄512字節(jié)的數(shù)據(jù)，如果其中任何一個字節(jié)不正常，該扇區(qū)就屬于缺陷扇區(qū)。每個扇區(qū)除了記錄512字節(jié)的數(shù)據(jù)外，另外還記錄有一些信息：標(biāo)志信息、校驗碼、地址信息等，其中任何一部分信息不正常都導(dǎo)致該扇區(qū)出現(xiàn)缺陷。

　　多數(shù)專業(yè)檢測軟件在檢測過程中發(fā)現(xiàn)缺陷時，都有類似的錯誤信息提示，常見的扇區(qū)缺陷主要有幾種情況：

　　① 校驗錯誤(ECC uncorrectable errors，又稱ECC錯誤)。系統(tǒng)每次在往扇區(qū)中寫數(shù)據(jù)的同時，都根據(jù)這些數(shù)據(jù)經(jīng)過一定的算法運算生成一個校驗碼(ECC=Error Correction Code)，并將這個校驗碼記錄在該扇區(qū)的信息區(qū)內(nèi)。以后從這個扇區(qū)讀取數(shù)據(jù)時，都會同時讀取其校檢碼，并對數(shù)據(jù)重新運算以檢查結(jié)果是否與校檢碼一致。如果一致，則認(rèn)為這個扇區(qū)正常，存放的數(shù)據(jù)正確有效;如果不一致，則認(rèn)為該扇區(qū)出錯，這就是校驗錯誤。這是硬盤最主要的缺陷類型。導(dǎo)致這種缺陷的原因主要有：磁盤表面磁介質(zhì)損傷、硬盤寫功能不正常、校驗碼的算法差異。

　　②IDNF錯誤(sector ID not found)，即扇區(qū)標(biāo)志出錯，造成系統(tǒng)在需要讀寫時找不到相應(yīng)的扇區(qū)。造成這個錯誤的原因可能是系統(tǒng)參數(shù)錯亂，導(dǎo)致內(nèi)部地址轉(zhuǎn)換錯亂，系統(tǒng)找不到指定扇區(qū);也有可能是某個扇區(qū)記錄的標(biāo)志信息出錯導(dǎo)致系統(tǒng)無法正確辨別扇區(qū)。

　?、跘MNF錯誤(Address Mark Not Found)，即地址信息出錯。一般是由于某個扇區(qū)記錄的地址信息出錯，系統(tǒng)在對它訪問時發(fā)現(xiàn)其地址信息與系統(tǒng)編排的信息不一致。

　?、軌膲K標(biāo)記錯誤(Bad block mark)。某些軟件或病毒程序可以在部分扇區(qū)強行寫上壞塊標(biāo)記，讓系統(tǒng)不使用這些扇區(qū)。這種情況嚴(yán)格來說不一定是硬盤本身的缺陷，但想清除這些壞塊標(biāo)記卻不容易。

　　2.磁道伺服缺陷

　　現(xiàn)在的硬盤大多采用嵌入式伺服，硬盤中每個正常的物理磁道都嵌入有一段或幾段信息作為伺服信息，以便磁頭在尋道時能準(zhǔn)確定位及辨別正確編號的物理磁道。如果某個物理磁道的伺服信息受損，該物理磁道就可能無法被訪問。這就是“磁道伺服缺陷”。一般表現(xiàn)為，分區(qū)過程非正常中斷;格式化過程無法完成;用檢測工具檢測時，中途退出或死機，等等。

　　3.磁頭組件缺陷

　　指硬盤中磁頭組件的某部分不正常，造成部分或全部物理磁頭無法正常讀寫的情況。包括磁頭磨損、磁頭接觸面臟、磁頭擺臂變形、音圈受損、磁鐵移位等。一般表現(xiàn)為通電后，磁頭動作發(fā)出的聲音明顯不正常，硬盤無法被系統(tǒng)BIOS檢測到;無法分區(qū)格式化;格式化后發(fā)現(xiàn)從前到后都分布有大量的壞簇，等等。

　　4.系統(tǒng)信息錯亂

　　每個硬盤內(nèi)部都有一個系統(tǒng)保留區(qū)(service area)，里面分成若干模塊保存有許多參數(shù)和程序。硬盤在通電自檢時，要調(diào)用其中大部分程序和參數(shù)。如果能讀出那些程序和參數(shù)模塊，而且校驗正常的話，硬盤就進入準(zhǔn)備狀態(tài)。如果某些模塊讀不出或校驗不正常，則該硬盤就無法進入準(zhǔn)備狀態(tài)。一般表現(xiàn)為，PC系統(tǒng)的BIOS無法檢測到該硬盤或檢測到該硬盤卻無法對它進行讀寫作。如某些系列硬盤的常見問題：美鉆二代系列硬盤通電后，磁頭響一聲，馬達停轉(zhuǎn); Fujitsu　MPG系列在通電后，磁頭正常尋道，但BIOS卻檢測不到;火球系列，系統(tǒng)能正常認(rèn)出型號，卻不能分區(qū)格式化; Western Digital的EB、BB系列，能被系統(tǒng)檢測到，卻不能分區(qū)格式化，等等。

　　5.電子線路缺陷

　　指硬盤的電子線路板中部分線路斷路或短路，某些電氣元件或IC芯片損壞等。有部分可以通過觀察線路板發(fā)現(xiàn)缺陷所在，有些則要通過儀器測量后才能確認(rèn)缺陷部位。一般表現(xiàn)為硬盤在通電后不能正常起轉(zhuǎn)，或者起轉(zhuǎn)后磁頭尋道不正常，等等。/ I; I4 I3

　　6.綜合性能缺陷

　　有些硬盤在使用過程中部分芯片特性改變;或者有些硬盤受震動后物理結(jié)構(gòu)產(chǎn)生微小變化(如馬達主軸受損);或者有些硬盤在設(shè)計上存在缺陷……最終導(dǎo)致硬盤穩(wěn)定性差，或部分性能達不到標(biāo)準(zhǔn)要求。一般表現(xiàn)為，工作時噪音明顯增大;讀寫速度明顯太慢;同一系列的硬盤大量出現(xiàn)類似故障;某種故障時有時無等等。

　　二、廠家處理缺陷的方式

　　用戶在購買硬盤時，一般都通過各種工具檢測硬盤沒有缺陷后才會購買。而且，在質(zhì)保期內(nèi)可以找銷售商將硬盤退回廠家修理。那么，廠家如何保證新硬盤不會被檢測到缺陷呢?返修的硬盤又如何處理缺陷呢?首先，讓我們來認(rèn)識硬盤工廠的一些基本處理流程：

　　1.在生產(chǎn)線上裝配硬盤的硬件部分，用特別設(shè)備往盤片寫入伺服信號(Servo write)。

　　2.將硬盤的系統(tǒng)保留區(qū)(service area)格式化，并向系統(tǒng)保留區(qū)寫入程序模塊和參數(shù)模塊。系統(tǒng)保留區(qū)一般位于硬盤0物理面的最前面幾十個物理磁道。寫入的程序模塊一般用于硬盤內(nèi)部管理，如低級格式化程序、加密程序、自監(jiān)控程序、自動修復(fù)程序等等。寫入的參數(shù)多達近百項：如型號、系列號、容量、口令、生產(chǎn)廠家與生產(chǎn)日期、配件類型、區(qū)域分配表、缺陷表、出錯記錄、使用時間記錄、S.M.A.R.T表等等，數(shù)據(jù)量從幾百KB到幾MB不等。有時參數(shù)一經(jīng)寫入就不再改變，如型號、系列號、生產(chǎn)時間等;而有些參數(shù)則可以在使用過程中由內(nèi)部管理程序自動修改，如出錯記錄、使用時間記錄、S.M.A.R.T記錄等。也有些專業(yè)的維修人員可以借助專業(yè)的工具軟件，隨意讀取、修改寫入硬盤中的程序模塊和參數(shù)模塊。

　　3.將所使用的盤片表面按物理地址全面掃描，檢查出所有的缺陷磁道和缺陷扇區(qū)，并將這些缺陷磁道和缺陷扇區(qū)按實際物理地址記錄在永久缺陷列表(P- list： Permanent defect list)中。這個掃描過程非常嚴(yán)格，能把不穩(wěn)定不可靠的磁道和扇區(qū)也檢查出來，視同缺陷一并處理?，F(xiàn)在的硬盤密度極高，盤片生產(chǎn)過程再精密也很難完全避免缺陷磁道或缺陷扇區(qū)。一般新硬盤的P-list中都有少則數(shù)十，多則上萬個缺陷記錄。P-list是保留在系統(tǒng)保留區(qū)中，一般用戶是無法查看或修改的。有些專業(yè)的維修人員借助專業(yè)的工具軟件，可以查看或修改大部分硬盤中的P-list。

　　4.系統(tǒng)調(diào)用內(nèi)部低級格式化程序，根據(jù)相應(yīng)的內(nèi)部參數(shù)進行內(nèi)部低級格式化。在內(nèi)部低級格式化過程中，對所有的磁道和扇區(qū)進行編號、信息重寫、清零等工作。在編號時，采用跳過(skipped)的方法忽略掉記錄在P-list中的缺陷磁道和缺陷扇區(qū)，保證以后用戶不會也不能使用到那些缺陷磁道和缺陷扇區(qū)。因此，新硬盤在出售時是無法被檢測到缺陷的。如果是返修的硬盤，一般就在廠家特定的維修部門進行檢測維修。

　　小知識：什么是硬盤的磁道和扇區(qū)?磁道是磁盤一個面上的單個數(shù)據(jù)存儲圓圈。如果將磁道作為一個存儲單元，從數(shù)據(jù)管理效率來看實在是太低了，因此，磁道被分成若干編上號的區(qū)域，稱之為扇區(qū)。這些扇區(qū)代表了磁道的分段(如圖)。在PC系統(tǒng)中，通過標(biāo)準(zhǔn)格式化的程序產(chǎn)生的扇區(qū)容量都為512字節(jié)。這里大家需注意的是“扇區(qū)”與“簇”的關(guān)系，“簇” 是作系統(tǒng)在讀或?qū)懸粋€文件時能處理的最小磁盤單元，一個簇等于一個或多個扇區(qū)。