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硬盘基础知识手册

硬盘基础知识手册
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本技术手册选自《软硬兼施——硬盘固件维修及数据恢复实战》(清华大学出版社)第一章。该书是一本专业的硬盘固件维修与数据恢复的工具用书,详细介绍了硬盘的基础知识、硬盘的逻辑结构、硬盘的固件、硬盘故障排查、硬盘数据恢复基础知识。手册节选部分讲解了硬盘的基础知识,包括硬盘的盘片、扇区、接口与LBA等。

目录:

  • >1.1 认识硬盘

    硬盘是一种比较精密的仪器,其生产工艺相当复杂,这在一定程度上避免了假冒伪劣产品的产生。要进行数据恢复操作,首先应该了解硬盘的结构、参数与数据的存储原理等,这对数据恢复工作极其重要。    1.1.1  硬盘的物理结构    硬盘集机、电、磁于一体,其结构相当复杂,图1-1与图1-2分别展示了某硬盘的外部结构和内部结构。    1.1.2  硬盘的基本参数    硬盘的基本参数是指磁面、磁道、柱面与扇区,它们是划分硬盘存储区域的主要依据。早期的硬盘容量都非常小,设计者规定盘片上的磁性物质以磁道的形式分布,而每一条磁道都具有相同的扇区数,这就使得数据的分布具有相应的规律,从而使磁头能够根据柱面与扇区找到所需数据。虽然现在这种每磁道具有相同扇区数的规律已不适合大容量硬盘,但基本参数仍是硬盘数据存储的基本依据,因此,在进行数据恢复工作前,有必要了解硬盘的基本参数。在学习时可参考图1-13来理解。    1.1.3  硬盘的主要性能指标    硬盘的性能指标包括品牌、容量、单碟容量、转速、数据传输率、平均寻道时间、主轴转速与缓存等,它们是衡量硬盘好坏的主要标准,而熟悉这部分知识可以使我们更深地了解硬盘。本书不对全部的性能指标进行一一介绍,只讲解几个主要的性能指标。

  • >1.2 硬盘的寻址模式

    硬盘最主要的功能就是存取数据,这些数据都是按一定的规则存储在盘片上的。当需要存储或读取某些数据时,就要知道其所在的具体位置,而寻址具有这个作用,它实际上就是磁头在盘片上定位数据的一个过程。进行数据恢复时寻址尤为重要,是因为数据丢失后,在“我的电脑”等位置中将无法找到文件,甚至无法找到文件夹或分区。若要恢复这些丢失的数据,就需要使用底层的寻址技术来查找,从而将其恢复。    1.2.1  什么是寻址模式    所谓寻址模式,通俗地讲就是指主板BIOS以何种方式查找硬盘低级格式化后划分出来的扇区的位置。硬盘有C/H/S和LBA两种寻址模式。    1.2.2  C/H/S与LBA的转换关系    为了与C/H/S寻址模式相兼容,大容量的硬盘一般也支持模拟的C/H/S寻址,此时的C/H/S参数都是模拟出来的,而不是实际的物理值。而且目前大多数的资料、磁盘工具类软件采用的硬盘参数介绍和计算方法,以及数据恢复技术中一般还是使用相对比较简单的C/H/S寻址模式进行定位,因此,应掌握C/H/S与LBA的转换关系。

  • >1.3 硬盘的工作原理

    硬盘是采用磁介质进行数据存储的。在硬盘的盘片表面都涂有磁性介质,这些磁性介质被划分成磁道,在每个磁道上就好像有无数的任意排列的小磁铁,它们分别代表着0和1的状态。当这些小磁铁受到来自磁头的磁力影响时,其排列的方向会随之改变。利用磁头的磁力控制指定的一些小磁铁的方向,使每个小磁铁都可以用来存储数据。

  • >1.4 硬盘的序列号与编号

    在硬盘的标签上都有一些号码,如S/N、P/N、Firmware与编号等,它们分别代表硬盘的序列号、部件号码、出厂时的固件版本。这些号码中需重点掌握的是S/N与编号,它们既是我们了解硬盘是否为正品,以及识别硬盘容量等性能指标的主要依据,也是进行硬盘维修时必不可少的一部分信息。    1.4.1  序列号    序列号即硬盘标签上字母S/N和S/N后的字母和数字的组合,如图1-17与图1-18分别为东芝与日立某硬盘的序列号。每个硬盘都有自己唯一的一个序列号,它是出厂时生产厂商为区别产品而设置的,用户可通过该序列号在硬盘厂商的售后服务处确定硬盘是否为正品,以及查询硬盘的生产日期与保修时间;而在硬盘维修时,更换电路板、操作固件、装载硬盘信息都会涉及序列号。    1.4.2  编号    硬盘编号与序列号的表现形式一样,都是由一串字母与数字组合而成,一般情况下,在该字符前都标有字母Model、MODEL或MDL,当然也有一些硬盘的编号前并没有标示该字母,而是直接显示为一串字符。图1-19与图1-20分别展示了希捷两款硬盘的编号。

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