作者：迅维网,罗工
出版社：电子工业出版社
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硬盘维修及数据恢复不是事儿（不提供光盘内容）试读：
前言
俗话说硬盘有价，数据无价。作为一名计算机用户，您的计算机里一定存放了照片、多年积累的资料、文档、表格、财务数据库、图纸、论文、视频、科技研发资料等异常重要的资料。如果，因为不小心删除了重要文件，或因为GHOST系统时，破坏了分区，又或者因为误格式化，导致所有的文件都消失了，会不会想自己把丢失的数据找回来呢？在BIOS中检测不到硬盘，或者硬盘根本不能转动，又或者计算机经常蓝屏死机，还有硬盘会发出嗒嗒的异响，都是什么原因呢？想自己处理这些故障吗？请看本书吧。
作为一位计算机行业从业人员，您是否有过这样的经历，接到故障硬盘，您却不知道该从哪里开始检测，不知道什么操作是安全的？正确的检测流程是什么？如何判断软故障还是硬故障？坏道维修的详细流程是什么？恢复数据的流程是什么？硬盘敲盘异响是什么原因？敲盘了该如何恢复数据？
如果您有过以上这些不愉快的经历，并想通过自己的努力找回丢失的数据；或者您还没有以上不愉快的经历，但对如何解决这些问题很有兴趣，那么，这本书是您最佳的选择，它将一步一步带领你揭开数据恢复技术的神秘面纱。
本书把数据恢复按照软故障和硬盘故障分类，从简单的软故障恢复，到复杂专业的硬故障恢复，从两个方面全面讲解数据恢复技术。
本书详细介绍PC-3000工具的使用，是固件级数据恢复技术的专业书籍。
本书是讲解西部数据通刷数据恢复技术的专业书籍。
本书讲解的案例全部来自工作中的实际业务，绝不是想象杜撰模拟出来的。
为方便维修者，本书对一些元器件符号未作标准化处理，特此说明。
本书由迅维网的硬盘和数据恢复课程授课教师罗工主编，参与编写的还有孙景轩、杨斌、王金奎、张树飞、赵中秋、徐海钊、李盛林、朱小文、覃家盛、曹春燕、余振中、苏友新、李向阳、范涛。
编著者第1章 认识硬盘
硬盘维修和数据恢复是一门综合性极强、知识面极广，涉及软件及硬件等各方面的技术。想要对其深入地进行研究和学习，成为专业数据恢复工程师，首先要掌握一定的基础知识，如硬盘的内部结构、硬盘的工作原理、硬盘各部件之间的关系等。
本章主要全面介绍硬盘内部的元件，以及与硬盘维修和数据恢复相关的一些基础知识，以便为读者后续章节的学习，打下良好的基础。1.1 硬盘的发展史
硬盘（Hard Disk，HD），主要用于保存计算机运行时需要的数据以及运算结果。
在IBM 286、IBM 386时代，并没有硬盘，因为当时计算机是采用3in、5in磁盘，这些磁盘容量只有1.4MB左右。在386时代后期，硬盘开始出现，不过当时人们所接触到的首款硬盘，容量也不过20MB。
世界上第一块硬盘出生在1956年，是IBM公司制造的350 RAMAC（Random Access Method of Accounting and Control），其容量为5MB，盘片直径为24in，盘片数为50片，重量上百公斤。盘片上有一层磁性物质，被轴带着旋转，由磁头移动着存储数据，实现了随机存取。当时这种硬盘被用于银行、医学等领域。
1968年，IBM公司针对RAMAC庞大的体积及低效的性能等缺点，从而提出了“温彻斯特”（Winchester）技术。两年之后，磁盘正式诞生。
1973年，IBM公司制造出了一台640MB的基于Winchester技术的硬盘。作为现代硬盘的始祖，这款硬盘的原理与目前的硬盘相似，但是重量依然非常惊人。
1979年IBM发明了薄膜磁头，这项技术令硬盘的体积可以大大减小，速度可以更快。同时期IBM推出了IBM 3370，这是当时第一款采用thin-film感应磁头及RLL（Run Length Limited）编码配置的硬盘。
1980年，两位前IBM员工创立的公司，开发出5.25in规格的5MB硬盘。这是首款面向台式机的产品，而该公司正是希捷公司。
1986年IBM 9332诞生，它是第一款使用更高效的1-7 RLL（Run Length Limited）代码的硬盘。1989年第一代磁阻（Magneto Resistive，MR）磁头出现，虽然MR磁头结构早在1975年就提出了。
20世纪80年代末，IBM公司推出MR技术令磁头灵敏度大大提2升，使盘片的存储密度较之前的20Mb/in提高了数十倍，该技术为硬盘容量的巨大提升奠定了基础。
1991年IBM磁阻磁头硬盘出现，使硬盘的容量进入了GB级别。磁阻磁头对信号变化相当敏感，所以盘片的存储密度可以得到几十倍的提高。IBM应用该技术推出了首款3.5in的1GB硬盘。
1993年GMR（巨磁阻磁头技术）推出，这使硬盘的存储密度又上了一个台阶。
1970—1991年，硬盘盘片的存储密度以每年25%～30%的速度增长；从1991年开始增长速度到60%～80%；至今，速度提升到100%甚至是200%。从1997年开始的惊人存储密度增长速度提升得益于IBM的GMR技术，它使磁头灵敏度进一步提升，进而提高了存储密度。
1995年，为了配合Intel的LX芯片组，昆腾与Intel携手发布UDMA 33接口——EIDE标准，将原来接口数据传输率从16.6MB/s提升到了33MB/s。同年，希捷开发出液态轴承电动机（Fluid Dynamic Bearing Motors，FDBM）（电动机就是常说的马达）。所谓的液态轴承就是指将陀螺仪上的技术引进到硬盘生产中，用厚度相当于头发直径十分之一的油膜取代金属轴承，减小了硬盘噪声与发热量。
1996年，希捷收购康诺。
1998年2月，UDMA 66规格面世。
2000年，昆腾火球硬盘销售火爆。
2001年，昆腾将磁带机业务出售给Maxtor（迈拓）公司，综合昆腾硬盘的优点，出品了540和740系列硬盘，这两款硬盘特别容易出现坏磁头故障。
2003年1月，日立宣布完成20.5亿美元的收购IBM硬盘事业部计划，并成立日立环球存储科技公司。
2005年日立和希捷都宣布了将开始大量采用磁盘垂直写入技术，该原理是将平行于盘片的磁场方向改变为垂直，更充分地利用的存储空间。
2005年，硬盘制造商希捷宣布收购了迈拓。
2007年1月，日立环球存储科技宣布将会发售全球首只1TB的硬盘，比原先的预定时间迟了一年多。硬盘的售价为399美元，平均每美分可以购得27.5MB硬盘空间。
2007年11月，迈拓硬盘出厂的预先格式化的硬盘，被发现已植入会盗取在线游戏的账号与密码的木马。
2009年2月，东芝并购富士通硬盘部门。
2009年3月，西部数据推出四碟装2TB硬盘，将传统硬盘的总容量推上了一个新的高度。
2009年希捷推出2.5TB硬盘。
2010年日立推出5TB硬盘。
2011年3月西部数据收购日立，日立环球改名HGST。
2011年希捷收购三星电子硬盘业务。1.2 硬盘电路板介绍
硬盘电路板上有电源接口、数据线接口和跳线。硬盘电路板在硬盘中起到了什么作用呢？电源接口起到给电动机、磁头、电路板供电的作用。数据线接口起到了信息交换的作用。电路板的功能跟计算机主板的功能差不多，主要起到一个桥梁作用，不同的接口就是不同材料做的桥梁。不同品牌的硬盘，硬硬盘电路板形状不一样，也是不能互换的，市场上没有新硬盘电路板卖，只有二手的。
图1-1所示是迈拓的两种硬盘电路板，图（a）所示是带独立BIOS的硬盘电路板，图（b）所示是BIOS程序集成在主芯片当中的硬盘电路板。迈拓硬盘换硬盘电路板，一般不用换BIOS芯片。图1-1 迈拓硬盘的电路板
图1-2所示是西部数据一体USB移动硬盘的电路板，板上有BIOS芯片和密码芯片。改SATA接口和换电路板都相对比较麻烦，后面会介绍如何改板和如何换成SATA电路板。图1-2 西部数据USB3.0硬盘的电路板
图1-3所示是西部数据笔记本电脑硬盘电路板，接口是SATA的，带独立BIOS芯片。图1-3 西部数据SATA接口笔记本电脑硬盘的电路板1.3 硬盘的各种接口
从整体的角度上，硬盘接口类型可分为IDE、SATA、SCSI、SAS、CE和光纤通道6种，各自拥有不同的技术规范，具备不同的传输速度。
不管是什么接口，其功能和作用都是为了传输数据。大家可以想象一下，张三家门口有条河，张三要过河对面去，可以用什么材料来架桥呢？可以用木头、石头、钢筋水泥等，但不管用什么材料，目的都是一样的，那么硬盘的接口也是一样，所以IDE接口的硬盘可以改成SATA接口，SATA接口的硬盘也可以改成IDE的。不过不是直接换块电路板，而是需要改写固件、数据传输的协议等。1.3.1 IDE接口介绍
IDE的英文全称为Integrated Drive Electronics，可以译成“电子集成驱动器”。常见的2.5in IDE硬盘接口的本意是指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器，俗称并口。图1-4所示是希捷7200.7硬盘的IDE接口，图1-5是IDE接口引脚图。图1-4 IDE接口图1-5 IDE接口引脚图
把盘体与控制器集成在一起的做法是为了减少了硬盘接口的电缆数目与长度，增加数据传输的可靠性，使硬盘制造起来变得更容易，硬盘厂商不需要再担心，自己的硬盘是否与其他厂商的控制器兼容。而对用户而言，硬盘安装起来也更为方便。IDE这一接口技术从诞生至今就一直在不断发展，性能也不断提高，其拥有的价格低廉、兼容性强的特点，为其造就了其他类型硬盘无法替代的地位。
IDE代表着硬盘的一种类型，但在实际的应用中，习惯用IDE来称呼最早出现的IDE类型硬盘ATA-1，这种类型的接口随着接口技术的发展已经被淘汰了，而其后发展分支出更多类型的硬盘接口，比如ATA、UltraATA、DMA、Ultra DMA等接口硬盘都属于IDE硬盘。1.3.2 SATA接口介绍
SATA全称是Serial Advanced Technology Attachment（串行高级技术附件，一种基于行业标准的串行硬件驱动器接口）。2001年，由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、迈拓这几大厂商组成的Serial ATA委员会正式确立了Serial ATA 1.0规范，在当年的IDF Fall大会上， Seagate宣布了Serial ATA 1.0标准，正式宣告了SATA规范的确立。
使用SATA（Serial ATA）口的硬盘又叫串口硬盘。Serial ATA采用串行连接方式，串行ATA总线使用嵌入式时钟信号，具备了更强的纠错能力，与以往相比其最大的区别在于能对传输指令（不仅仅是数据）进行检查，如果发现错误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。图1-6所示是日立硬盘的SATA接口，图1-7是SATA接口引脚注解。图1-6 SATA接口图1-7 SATA接口引脚
串口硬盘是一种完全不同于并行ATA的接口类型，由于采用串行方式传输数据而知名。相对于并行ATA来说，就具有非常多的优势。
首先，SATA（Serial ATA）以连续串行的方式传送数据，一次只会传送1位数据。这样能减少SATA接口的针脚数目，使连接电缆数目变少，效率也会更高。实际上，Serial ATA仅用四个针脚就能完成所有的工作，其他三个针是地线，分别用于连接电缆、连接地线、发送数据和接收数据，同时这样的架构还能降低系统能耗和减小系统复杂性。
其次，Serial ATA 1.0定义的数据传输率可达150MB/s，这比并行ATA（ATA/133）所能达到的133MB/s最高数据传输率还高，Serial ATA 2.0的数据传输率达到300MB/s， SATA3.0可实现600MB/s的数据传输率。图1-8所示是SATA转IDE接口卡，可以通过这张卡，把SATA接口转接成IDE接口，在IDE接口计算机上进行SATA硬盘的维修和数据恢复。图1-8 SATA转IDE接口卡1.3.3 CE接口介绍诸多硬件厂商，包括英特尔、日立全球存储科技、Marvell半导体、Seagate和东芝美国信息系统等公司，提议发展迷你硬盘适用的新硬盘接口，称为CE-ATA。CF接口和CE接口类似，都是ATA系列的一部分，主要应用在PDA等设备里面。东芝专用1.8in硬盘接口，又叫CE接口，它的引脚实际用了44个，有6个是空脚，这44个引脚的定义和40个引脚的IDE硬盘是一样的。图1-9所示是CE接口硬盘，转到IDE接口做维修和数据恢复用。图1-9 CE接口转成IDE接口CE接口的引脚定义见表1-1。表1-1 CE接口引脚定义1.3.4 SCSI接口介绍
SCSI的英文全称为Small Computer System Interface（小型计算机系统接口），是同IDE （ATA）完全不同的接口，IDE接口是普通计算机的标准接口，而SCSI并不是专门为硬盘设计的接口，是一种广泛应用于小型机上的高速数据传输技术。SCSI接口具有应用范围广、多任务、带宽大、CPU占用率低，以及热插拔等优点。SCSI硬盘主要应用于中、高端服务器和高档工作站中。SCSI接口分50针、68针、80针三种，三种接口可以通过转接卡相互转换。图1-10所示是80针的SCSI接口，数据线和电源线合在一起的，可以通过转接卡转成68针。图1-11所示是SCSI接口80针转68针接口卡。图1-10 80针SCSI接口图1-11 SCSI接口80针转68针接口卡
现在生产SCSI硬盘的厂商主要为Seagate（希捷）、Quantum（昆腾）、IBM及WD（西部数据）。想要在普通计算机上使用SCSI硬盘，就必须另外选择SCSI接口卡。通过SCSI转接卡，就可以在普通计算机上检测维修SCSI硬盘，也可以做SCSI硬盘的数据恢复。图1-12所示是一张SCSI转接卡，插在普通计算机的PCI槽上，就可以检修SCSI硬盘了。图1-12 SCSI转接卡1.3.5 SAS接口介绍
SAS（Serial Attached SCSI）即串行连接SCSI，是新一代的SCSI技术，和现在流行的Serial ATA（SATA）硬盘相同，都是采用串行技术以获得更高的传输速度，并通过缩短连线改善内部空间。SAS是并行SCSI接口之后开发出的全新接口。此接口的设计是为了改善存储系统的效能、可用性和扩充性，并且提供与SATA硬盘的兼容性。
SAS的接口技术可以向下兼容SATA硬盘。具体来说，二者的兼容性主要体现在物理层和协议层的兼容。在物理层，SAS接口和SATA接口完全兼容，SATA硬盘可以直接使用在SAS的环境中，从接口标准上而言，SATA是SAS的一个子标准，因此SAS控制器可以直接操控SATA硬盘，但是SAS却不能直接使用在SATA的环境中，因为SATA控制器并不能对SAS硬盘进行控制；在协议层，SAS由3种类型协议组成，根据连接的不同设备使用相应的协议进行数据传输。其中串行SCSI协议（SSP）用于传输SCSI命令；SCSI管理协议（SMP）用于对连接设备的维护和管理；SATA通道协议（STP）用于SAS和SATA之间数据的传输。因此在这3种协议的配合下，SAS可以和SATA以及部分SCSI设备无缝结合。图1-13是SATA接口与SAS接口的对照图，差别就在于信号线和电源线之间，在SAS接口中，数据线和电源线之间的背面，是有排针的。图1-13 SATA和SAS接口对照
SAS系统的背板（Backplane）既可以连接具有双端口、高性能的SAS驱动器，也可以连接高容量、低成本的SATA硬盘，所以SAS硬盘和SATA硬盘可以同时存在于一个存储系统之中。但需要注意的是，SATA系统并不兼容SAS硬盘，所以SAS硬盘不能连接到SATA背板上。由于SAS系统的兼容性，使用户能够运用不同接口的硬盘来满足各类应用在容量上或效能上的需求，因此在扩充存储系统时拥有更多的弹性，让存储设备发挥最大的投资效益。
在系统中，每一个SAS端口可以最多可以连接16 256个外部设备，并且SAS采取直接的点到点的串行传输方式，传输的速率高达3Gb/s，估计以后会有6Gb/s乃至12Gb/s的高速接口出现。SAS的接口也做了较大的改进，它同时提供了3.5in和2.5in的接口，因此能够适合不同服务器环境的需求。SAS依靠SAS扩展器来连接更多的设备，目前的扩展器以12端口居多，不过根据板卡厂商产品研发计划显示，未来会有28、36端口的扩展器引入，来连接SAS设备、主机设备或者其他的SAS扩展器。
和传统并行SCSI接口比较起来，SAS不仅在接口速度上得到显著提升（现在主流Ultra 320 SCSI速度为320MB/s，而SAS刚起步速度就达到300MB/s，未来会达到600MB/s甚至更多），而且由于采用了串行线缆，不仅可以实现更长的连接距离，还能够提高抗干扰能力，并且这种细细的线缆还可以显著改善机箱内部的散热情况。1.3.6 光纤通道介绍
光纤通道（Fibre Channel）和SCIS接口一样，最初也不是为硬盘设计开发的接口技术，是专门为网络系统设计的，但随着存储系统对速度的需求，才逐渐应用到硬盘系统中。光纤通道硬盘是为提高多硬盘存储系统的速度和灵活性才开发的，它的出现大大提高了多硬盘系统的通信速度。光纤通道的主要特性有热插拔性、高速带宽、远程连接、连接设备数量大等。图1-14所示是光纤硬盘。图1-15所示为光纤硬盘转接卡。图1-14 光纤硬盘图1-15 光纤硬盘转接卡
光纤现在能提供100MBT/s的实际带宽，而它的理论极限值为1.06GBT/s。现在有一些公司推出2.12GBT/s的产品，它支持下一代的光纤通道（Fibre ChannelⅡ）。不过为了能得到更高的数据传输率，市面的光纤产品有时是使用多光纤通道来达到更高的带宽。1.4 硬盘的内部结构
硬盘内部结构如图1-16所示。图1-16 硬盘内部结构1.4.1 硬盘的永久性磁铁
硬盘的永久性磁铁如图1-17所示。图1-17 永久性磁铁实物图
永久性磁铁除了磁性以外，还有磁场力的作用。在硬盘中，就是利用了永久性磁铁的磁场力作用，这个力与音圈电动机产生的磁场力发生相互作用，通过改变音圈电动机上电压的大小、电流的方向，就可以改变音圈电动机上磁场力的大小和方向，就带动磁头摆动，这就是寻道和读/写数据。1.4.2 硬盘的磁头组件
磁头组件包括磁头、音圈电动机、排线、磁头驱动臂等。
磁头是硬盘中对盘片进行读/写工作的工具，是硬盘中最精密的部件之一。磁头是用线圈缠绕在磁芯上制成的。硬盘在工作时，磁头通过感应旋转的盘片上磁场的变化来读取数据，通过改变盘片上的磁场来写入数据。为避免磁头和盘片的磨损，在工作状态时，磁头悬浮在高速转动的盘片上方，而不与盘片直接接触，只有在电源关闭之后，磁头会自动回到盘片上的固定位置（称为着陆区，此处盘片并不存储数据，是盘片的起始位置）。
磁头是硬盘技术中最重要和关键的一环，实际上是集成工艺制成的多个磁头的组合，它采用了非接触式头、盘结构，加电后在高速旋转的磁盘表面移动，与盘片之间的间隙只有0.1～0.3μm，这样可以获得很好的数据传输率。现在转速为7200rpm的硬盘飞高一般都低于0.3μm。
硬盘的寻道是靠移动磁头，而移动磁头则需要音圈电动机的驱动才能实现。磁头驱动机构由音圈电动机、磁头驱动小车、防振动装置构成。高精度的轻型磁头驱动机构能够对磁头进行正确的驱动和定位，并能在很短的时间内精确定位到指令指定的磁道。防振动装置在老硬盘中没有，它的作用是当硬盘受动强烈振动时，对磁头及盘片起到一定的保护使用，以避免磁头将盘片刮伤等情况的发生。这也是为什么旧硬盘的防振能力比现在新硬盘差得多的缘故。
在磁头组件上，还有一个磁头芯片，它贴装在磁头组件上，用于放大磁头信号、磁头逻辑分配、处理音圈电动机反馈信号等。该芯片出现问题可能会出现磁头不能正确寻道、数据不能写入盘片、不能识别硬盘、异响等故障现象。
磁头的前置信号处理器用于加工整理磁头芯片传来的数据信号。该芯片如出现问题可能会出现不能正确识别硬盘的故障现象。
磁头的数字信号处理器用于处理前置信号处理器传过来的数据信号，并对该信号解码或接收计算机传过来的数据信号，并对该信号进行编码。
下面重点回顾一个磁头技术的发展。
早期的磁头采用铁磁性物质，在磁感应敏感度上不是很理想，因此早期的硬盘单碟容量都比较低。单碟容量大则碟片上磁道密度大，但磁头感应程度不够，就无法准确读出数据。这就造成早期的硬盘容量都很有限。随着技术的发展，磁头在磁感应敏感度和精密度方面都有了长足的进步。
最初磁头是读、写功能在一起的，这对磁头的制造工艺、技术都要求很高，而硬盘交换数据的过程中，读取数据远远快于写入数据，读、写操作二者的特性也完全不同。这也就导致了研发读、写分离的磁头，二者分别工作、各不干扰。下面介绍一下各种磁头的情况。
1990—1995年，硬盘采用薄膜感应（TEI）磁头读/写技术。TFI磁头实际上是绕线的磁芯。盘片在绕线的磁芯下通过时会在磁头上产生感应电压。TFI读磁头之所以会达到它的能力极限，是因为在提高磁灵敏度的同时，它的写能力却减弱了。
20世纪90年代中期，希捷公司推出了使用AMR（Anisotropic Magneto Resistive）磁头的硬盘。AMR磁头使用TFI磁头来完成写操作，但用薄条的磁性材料来作为读元件。在有磁场存在的情况下，薄条的电阻会随磁场而变化，进而产生很强的信号。AMR磁头进一步提高了面密度，而且减少了元器件数量。由于AMR薄膜的电阻变化2量有一定的限度，AMR技术最大可以支持3.3GB/in的记录密度，所以AMR磁头的灵敏度也存在极限。这导致了GMR磁头的研发。
巨磁阻（Giant Magneto Resistive，GMR）磁头继承了TFI磁头和AMR磁头中采用的读/写技术。但它的读磁头，对于磁盘上的磁性变化，表现出更高的灵敏度。GMR磁头是由4层导电材料和磁性材料薄膜构成的，一个传感层、一个非导电中介层、一个磁性的栓层和一个交换层。GMR传感器的灵敏度比AMR磁头大3倍，所以能够提高盘片的密度和性能。
CPP-GMR磁头，中文全称为垂直平面电流模式的大型抗磁化磁头，它是富士通公司开发出的一种新型读/写磁盘磁头技术。使用这2一技术记录密度可高达300Gb/in。
光学辅助温氏（Optically Assisted Winchester，OAW）技术是Seagate正在开发的一种新型磁头技术，它把传统的磁读/写头和低强度激光束结合在一起，激光束通过光纤进入磁头，再通过一个微电动机驱动的镜子反射到磁盘表面，从而实现磁头的精确定位。1.4.3 硬盘的电动机
主轴电动机（其下面是轴承和电动机）用于带动盘片高速旋转。一直以来，硬盘电动机都在使用普通的滚珠轴承。这种轴承电动机应用了数十年之久，滚动元件按照几何学设计以尽量减小振动。这些振动产生的噪声，会导致设备工作不稳定，特别是在高转速的硬盘中，滚珠振动更难以消除。此外，在滚珠电动机中，振动将导致滚珠与滚珠轨道间的撞击，久而久之，这些轨道将永久性变性，会导致硬盘的工作噪声急剧增加，同时也可能导致硬盘电动机主轴振动，从而影响硬盘工作稳定性。因此，自2001年开始，硬盘厂商开始在IDE硬盘上，应用了比较新的液态轴承电动机（Fluid Dynamic Bearing Motors）技术，现在的硬盘大多使用液态轴承电动机。液态轴承电动机技术过去一直被应用于精密机械工业，其技术核心是用黏膜液油轴承、油膜代替滚珠，也就是说，它在转动的时候并未出现金属接触，理论上就不会有磨损的问题。这使得轴承能够有效吸收外来的振动，保护轴承表面。使其能够承受更大的撞击力、延长了寿命，减小了噪声。液态轴承的优势是，避免了滚珠与轴承金属面的直接摩擦，使设备噪声及其发热量降至最低；油膜可有效地吸收振动，使设备的抗振能力得到提高；减少磨损，提高设备的工作可靠性和使用寿命。
硬盘内的噪声主要来自电动机组件的运动以及盘片的旋转风噪。细分之下，电动机的磁环（Magnet）、轴承柱（SmLor）、轴承（Bearing）以及盘片（Disk）是噪声根源。1.4.4 硬盘的盘片
盘片是硬盘中承载数据存储的介质，硬盘中多个盘片叠加在一起，互相之间由垫圈隔开。硬盘盘片以坚固耐用的材料为盘基，其上附着磁性物质（微小的磁粉颗粒），表面被加工得相当平滑。因为盘片在硬盘内部高速旋转（有5400rpm、7200rpm、10 000rpm ， 15 000rpm），所以对盘片的材料硬度和耐磨性要求很高，一般采用合金材料，多数为铝合金。
硬盘盘片随着硬盘的发展而不断进步，早期的硬盘盘片都使用塑料材料作为盘基，然后再在塑料盘基上涂上磁性材料就构成了硬盘的盘片。后来随着硬盘转速和容量的提高又出现了金属盘基的盘片，金属材料的盘基具有更高的记录密度、更强的硬度，在安全性上也要强于塑料盘基。
IBM等厂商，还推出过以石英玻璃为盘基的“玻璃盘片”，但初期的玻璃盘片在发热等技术方面处理得并不得当，导致部分产品使用中极易出现故障。但是玻璃盘片是一种比铝更为坚固耐用的盘片材质，盘片高速运转时的稳定性和可靠性都有所提高，而且玻璃盘片表面更为平滑，技术上还是领先于金属盘片的。1.5 普通硬盘数据存取原理
我们常说的硬盘，实际是硬磁盘，记录介质是由很多微小的磁粒构成的，磁单元（1bit）被写入这些磁粒中，每个磁单元大约需要100个磁粒。为了提高磁盘存储密度，每个磁单元和磁粒本身的体积就要相应地减小。而当密度增加到一定程度时，只需要很小的能量就可以将其翻转，甚至当磁粒过小时，它们会因为室温下的热能而自动反转磁路，也就是说，那些保存在磁盘中的数据将遭到破坏，不能正确地读出。这就是所谓的“超顺磁效应”（Superparamagnetic 2Effect）。研究发现，纵向记录技术在存储密度高于120Gb/in时，已无法保存完整的数据。正是纵向记录技术的饱和催生了另一种技术的诞生和发展，这就是垂直记录技术（Perpendicular Magnetic Recording）。如果把一个磁单元比作一个小小的骨牌，那么，纵向记录就是将骨牌（磁单元）以水平模式存放，因此占用了较多的空间，如图1-18所示。而垂直记录技术，则是将骨牌直立起来，从而有效地提升了磁盘表面每平方英寸的磁单元数量，增加了整体的存储容量，如图1-19所示。无论是垂直记录技术还是纵向记录技术，硬盘的基本原理和结构都没有发生改变，垂直记录技术所带来的重要的技术变革在于介质、磁头和读/写电子器件上，与纵向技术最大的不同在于，垂直技术的磁路垂直于磁盘表面，而不是位于磁盘表面。采用垂直记录技术可以大幅提升存储密度，从而提升硬盘的存储容量。目前，2实现了采用垂直记录技术，高达230Gb/in的存储密度，这种垂直技术，将应用于各种商业性的硬盘产品上。其存储密度将比纵向记录高出10倍以上，为开发更大容量的硬盘产品奠定了基础。现代的硬盘2存储密度大约500Gb/in，以实现500GB的2.5in硬盘和40GB微硬盘；同时，在垂直记录技术之后，晶格介质和热辅助磁记录技术将会把存2储密度提高到1Tb/in以上，以实现TB级的移动硬盘和大约100GB的微硬盘。图1-18 纵向记录技术解析图图1-19 垂直记录技术解析图1.6 固态硬盘介绍1.6.1 固态硬盘的发展
固态硬盘（Solid State Disk，SSD）是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，由控制单元和存储单元（Flash芯片、DRAM芯片）组成。固态硬盘的接口规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同，在产品外形和尺寸上也可与普通硬盘完全一致，但也可以做成其他形式。固态硬盘广泛应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空航天、导航设备等领域。图1-20所示是去掉外壳以后的SSD硬盘内部结构图，上面布满了8个Flash芯片。图1-20 去掉外壳的SSD硬盘
固态硬盘发展历程：
1970年，StorageTek公司（Sun StorageTek）开发了第一个固态硬盘驱动器。
1989年，世界上第一款固态硬盘出现。
2006年3月，三星率先发布一款32GB容量的固态硬盘笔记本电脑。
2007年1月SanDisk公司发布了1.8in 32GB固态硬盘，3月又发布了2.5in 32GB固态硬盘。
2007年6月，东芝推出了其第一款120GB固态硬盘笔记本电脑。
2008年9月，忆正MemoRight SSD正式发布标志中国企业加速进军固态硬盘行业。
2009年SSD井喷式发展，各大厂商蜂拥而来，存储虚拟化正式走入新阶段。
2010年2月，镁光发布了全球首款SATA 6Gbps接口固态硬盘，突破了SATAⅡ接口300MB/s的读/写速度。
2012年，苹果公司在笔记本电脑上应用容量为512GB的固态硬盘。
2012年7月，深圳云存科技（Goldendisk）推出全球第一款体积最小的CFast固态硬盘。1.6.2 固态硬盘的硬件构成
固态硬盘的主体是一块PCB，其上最基本的配件是主控芯片、缓存芯片和存储芯片。
1．存储介质
固态硬盘的存储介质分为两种，一种是闪存（Flash芯片），另外一种是DRAM。
基于闪存的固态硬盘采用Flash芯片作为存储介质。它的外观还可以被制作成多种模样，例如笔记本电脑硬盘、微硬盘、存储卡、U盘等样式。这种SSD固态硬盘最大的优点就是可以移动，而且数据保护不受电源控制，能适应于各种环境，但是使用年限不高，适合个人用户使用。
基于DRAM的固态硬盘采用DRAM作为存储介质，应用范围较窄。它仿效传统硬盘的设计，可被绝大部分操作系统的文件系统工具进行卷设置和管理，并提供工业标准的PCI和FC接口用于连接主机或者服务器。应用方式可分为SSD硬盘和SSD硬盘阵列两种。它是一种高性能的存储器，而且使用寿命很长，美中不足的是需要独立电源来保护数据安全。DRAM固态硬盘属于比较非主流的设备。
2．主控芯片
固态硬盘主控芯片见表1-2。表1-2 固态硬盘主控芯片品牌、型号、产品一览
3．缓存芯片
固态硬盘和传统硬盘一样需要高速的缓存芯片辅助主控芯片进行数据处理。这里需要注意的是，有一些廉价固态硬盘方案为了节省成本，省去了这块缓存芯片，这样对于使用时的性能会有一定的影响。1.6.3 固态硬盘的优点（1）读/写速度快，采用闪存作为存储介质，读取速度相对机械硬盘快10倍以上。固态硬盘不用磁头，寻道时间几乎为0。持续写入的速度非常惊人，大多数固态硬盘持续读/写速度超过了500MB/s。固态硬盘的快绝不仅仅体现在持续读/写上，随机读/写速度快才是固态硬盘的终极奥义，这最直接体现在绝大部分的日常操作中。与之相关的还有极低的存取时间，最常见的7200rpm机械硬盘的寻道时间一般为12～14ms，而固态硬盘可以轻易达到0.1ms甚至更低。（2）防振抗摔性。SSD固态硬盘内部不存在任何机械部件，这样即使在高速移动甚至伴随翻转倾斜的情况下也不会影响到正常使用，而且在发生碰撞和振荡时能够将数据丢失的可能性降到最小。（3）低功耗。固态硬盘的功耗上要远远低于传统硬盘。（4）无噪声、发热量低。固态硬盘没有机械电动机和风扇，工作时噪声值为0dB。基于闪存的固态硬盘在工作状态下能耗和发热量较低（但高端或大容量产品能耗会较高）。（5）工作温度范围大。典型的硬盘驱动器只能在5～55℃工作，而大多数固态硬盘可在−10～70℃工作。（6）轻便。固态硬盘在重量方面更轻，与常规1.8in硬盘相比，重量轻20～30g。1.6.4 固态硬盘的缺点（1）容量小。固态硬盘最大容量仅为1.6TB（IBM公司已经开始测试容量为4TB的高速固态硬盘组），与传统硬盘相差并不大，但同价位时容量相差较大。（2）寿命限制。固态硬盘闪存具有擦写次数限制的问题，这也是许多人诟病其寿命短的所在。闪存完全擦写一次叫作1次P/E，因此闪存的寿命就以P/E作单位。34nm闪存芯片的寿命约是5000次P/E，而25nm内存芯片的寿命约是3000次P/E。随着SSD固件算法的提升，新款SSD都能提供更少的不必要写入量。一款120GB的固态硬盘，要写入120GB的文件才算作一次P/E。普通用户正常使用，即使每天写入50GB，平均2天完成一次P/E，3000次P/E能用20年，到那时候，固态硬盘早就被替换成更先进的设备了。但在实际使用中，用户更多的操作是随机写，而不是连续写，所以在使用寿命内，出现坏道的机率会更高。另外，虽然固态硬盘的每个扇区可以重复擦写100000次（SLC），但某些应用，如操作系统的LOG记录等，可能会对某一扇区进行多次反复读/写，而这种情况下，固态硬盘的实际寿命还未经考验。而且成本较低的MLC，写入寿命仅有1万次，而廉价的TLC闪存则更是只有可怜的500～1000次。（3）售价高。市场上128GB MLC（多层单元）固态硬盘，一般价格为750元（2013年）左右，部分较型号甚至达到900元左右，而这个价钱足够买一个容量3TB的传统硬盘了。128GB SLC（单层单元）固态硬盘价格则高达2000元以上。（4）重点说明。SSD一旦坏了，存储的数据会面临丢失无法找回的窘境，故不要存重要数据和考虑清楚是否真需要。1.7 硬盘的启动过程
图1-21是硬盘工作流程图，首先，要有5V和12V供电，通过电源接口保险到电动机驱动芯片、再分别供给主轴电动机和音圈电动机。主轴电动机带动盘片旋转，音圈电动机带动磁头摆动。图1-22是磁头工作流程。硬盘工作正常时，磁头会给前置处理器一个信号，前置处理器会把此信号转换成一个二进制代码传送给主控芯片。主控芯片接收到这个信号把它保存到BIOS里，BIOS给驱动芯片一个开机信号，硬盘开始工作。图1-21 硬盘工作流程
CPU把要读取的数据通过数据线传给硬盘的主控芯片。主控芯片先给BIOS一个开机信号，BIOS把这个信号传给驱动芯片，驱动芯片开始分配电压，使盘片和磁头开始工作。这时主控芯片把所要读取的数据信息通过缓存传送给前置信号处理器。前置信号处理器又把这个信息转换后给磁头管理芯片，进而驱动磁头读取信息，再通过信号处理器转换后，再经数据线传送给CPU。
未启动时，磁头置于停浮区。加电后，主轴电动机启动，并以高速旋转，产生的气流将磁头托起，并移至最外圈，等待下一步的指令操作。当主机下达存取数据时，磁头驱动机构移动磁头，搜索数据所在的磁道、扇区，进行数据读/写。
停浮区的位置有两种。一种是停浮区在盘片内部如图1-23所示，在磁头停放的位置没有磁粉，没有存放数据。图1-22 磁头工作流程
第二种是停浮区在盘片外的起落架上，如图1-24所示，这种结构的硬盘，特别容易出现磁头卡死的现象。如图1-24所示，磁头没有正常的回位到黄色起落架上，就造成了磁头卡死故障。当硬盘被卡死以后，是不能转动的，也不能认盘的，要恢复数据，就必须在无尘室中打开硬盘，把磁头拨回停浮区，提取完数据以后，硬盘基本上也不能使用了。图1-23 停浮区在盘片内部图1-24 停浮区在黄色起落架上
造成磁头卡死的原因大概有以下几点：（1）突然断电，本来磁头在读/写数据的时候，计算机突然断电了，磁头来不及回到停服区，就落在了盘片上，出现卡死。（2）移动硬盘使用的时候，没有正常弹出来，直接拔掉了USB线。（3）计算机死机蓝屏后，强行关机。（4）硬盘有严重性坏道，磁头读取到严重坏道时，卡死不动了。1.8 硬盘的技术参数
1．容量
硬盘的容量大小，是衡量一块硬盘最重要的技术指标，也是用户购买时最为关心的参数。
硬盘容量的最小单位为字节B（Byte）。字节具体是多大的容量呢？为了好理解，就形象地对比一下吧。比如，要把“张三”这个名字存放在硬盘中，“张”字要占用2字节的容量，“三”字也要占用2字节的容量，也就是说，一个中文字占用2字节的容量，一个英文字母占用1字节的容量，一个数字占用1字节的容量，这个就是字节这个容量单位的大小。但是，我们平时用的单位是MB（兆字节）或GB（千兆字节）。硬盘的常见容量有40GB、60GB、80GB、100GB、120GB、160GB、200GB、250GB、300GB、320GB、500GB、640GB、750GB、1000GB、1.5TB、2TB、3TB、4TB，容量越大，价格也就越贵。硬盘技术还在继续向前发展，更大容量的硬盘还将不断推出。目前的主流硬盘容量为500GB～2TB。
影响硬盘容量的因素有单碟容量和碟片数量。单碟容量越大，硬盘的容量自然就越大，碟片的数据越多，容量是翻倍的增加，但是，碟片越多，硬盘损坏的概率和风险也就越大，所以大多是硬盘都采用单碟片、两个磁头。
硬盘容量=柱面数（一个柱面等于所有盘面相同编号的磁道）×磁头数（盘面数）×扇区数（每个磁道的扇区数）×扇区大小（512B）
这是用虚拟的CHS地址计算的容量。也可以用LBA地址来计算硬盘的容量，硬盘容量=LBA×512B，就是硬盘的字节容量。图1-25是西部数据硬盘的标签，白圈位置就是LBA值，这个硬盘的真实容量就是1953525168×512B=1000204886016B。
大家都知道，计算机中显示出来的容量往往比硬盘容量的标称值要小，这是由于不同的单位转换关系造成的。在计算机中1GB=1024MB，而硬盘厂家通常是按照1GB=1000MB进行换算的。
还以图1-25为例，这个1TB的容量是从LBA=1953525168计算得到的。按照硬盘厂家的计算单位来计算的话，容量=1953525168×512B/1000000000=1000.20GB；按照计算机的计算单位来计算的话，容量=1953525168×512B/1073741824=931.51GB。图1-25 西部数据硬盘的标签
传统的硬盘在格式化后，每一个扇区的大小都是512B，最新的硬盘，都采用了一种4K扇区模式，而4K扇区硬盘的高级格式就是将其扇区划分为4KB。单碟1TB以上的硬盘，扇区数大多是4K，就是把以前的8个扇区的空间当做现在的1个扇区。高级格式是一项界定4K扇区硬盘格式的全新标准，这也是今后所有硬盘厂商都将采用的标准。IDEMA（国际磁盘驱动器设备与材料协会）的各主要硬盘制造商已经达成一致：2011年1月1日起，出货的所有台式机和笔记本电脑新产品硬盘都将采用这种高级格式标准（4KB），就是俗称的4K对齐。
2．缓存
缓存（Cache）也是内存的一种，其数据交换速度快且运算频率高，而硬盘的缓存是硬盘与外部总线交换数据的场所。硬盘的读数据的过程是将磁信号转化为电信号后，通过缓存一次次地填充与清空，再填充，再清空，一步步按照PCI总线的周期送出，可见，缓存的作用是相当重要的。
图1-26是西部数据硬盘电路板，板上像内存颗粒一样的芯片，就是缓存芯片。缓存容量一般是2MB、8MB、16MB、32MB、64MB等。图1-26 硬盘上的缓存芯片
硬盘的缓存主要起三种作用：（1）预读取。当硬盘收到CPU指令控制开始读取数据时，硬盘上的控制芯片会控制磁头把正在读取的簇的下一个或者几个簇中的数据读到缓存中（由于硬盘上数据存储时是比较连续的，所以读取命中率较高），当需要读取下一个或者几个簇中的数据的时候，硬盘则不需要再次读取数据，直接把缓存中的数据传输到内存中就可以了，由于缓存的速度远远高于磁头读/写的速度，所以能够达到明显改善性能的目的。（2）对写入动作进行缓存。当硬盘接到写入数据的指令之后，并不会马上将数据写入到盘片上，而是先暂时存储在缓存里，然后发送一个“数据已写入”的信号给系统，这时系统就会认为数据已经写入，并继续执行下面的工作，而硬盘则在空闲（不进行读取或写入的时候）时再将缓存中的数据写入到盘片上。虽然对于写入数据的性能有一定提升，但也不可避免地带来了安全隐患——如果数据还在缓存里的时候突然掉电，那么这些数据就会丢失。对于这个问题，硬盘厂商们自然也有解决办法：掉电时，磁头会借助惯性将缓存中的数据写入零磁道以外的暂存区域，等到下次启动时再将这些数据写入目的地。
根据写入方式的不同，有写通式和回写式两种。写通式在读硬盘数据时，系统先检查请求指令，看看所要的数据是否在缓存中，如果在的话就由缓存送出相应的数据，这个过程称为命中。这样系统就不必访问硬盘中的数据，由于SDRAM的速度比磁介质快很多，因此也就加快了数据传输的速度。回写式就是在写入硬盘数据时也在缓存中找，如果找到就由缓存就数据写入盘中，现在多数的硬盘都是回写式的，这样就大大提高了性能。（3）临时存储最近访问过的数据。有时候，某些数据是会经常需要访问的，硬盘内部的缓存会将读取比较频繁的一些数据存储在缓存中，再次读取时就可以直接从缓存中直接传输。
3．转速
转速（Rotationl Speed）是硬盘内电动机主轴的旋转速度，单位表示为rpm，是RevolutionsPerMinute的缩写，是转/分钟。转速越高，内部传输率就越快，访问时间就越短，硬盘的整体性能也就越好。
家用的普通硬盘的转速一般有5 400rpm、7 200rpm两种，高转速硬盘也是现在台式机用户的首选；而对于笔记本电脑用户则是4 200rpm、5 400rpm为主，现在7 200rpm的笔记本电脑硬盘，也比较多见，服务器用户对硬盘性能要求更高，服务器中使用的SCSI硬盘转速基本都采用10 000rpm和15 000rpm，性能要超出家用产品很多。较高的转速可缩短硬盘的平均寻道时间和实际读/写时间，但随着硬盘转速的不断提高也带来了温度升高、电动机主轴磨损加大、工作噪声增大等负面影响。笔记本电脑硬盘转速低于台式机硬盘，一定程度上是受到这个因素的影响。笔记本电脑内部空间狭小，笔记本电脑硬盘的尺寸（2.5in）也被设计的比台式机硬盘（3.5in）小，转速提高造成的温度上升，对笔记本电脑本身的散热性能提出了更高的要求，噪声变大，又必须采取必要的降噪措施，这些都对笔记本电脑硬盘，制造技术提出了更多的要求。同时转速的提高，而其他的维持不变，则意味着电动机的功耗将增大，单位时间内消耗的电就越多，电池的工作时间缩短，这样笔记本电脑的便携性就受到影响。
转速是随着硬盘电动机的改进而提高的，现在液态轴承电动机已全面代替了传统的滚珠轴承电动机。
4．寻道时间
寻道时间是指硬盘磁头移动到数据所在磁道而所用的时间，单位为毫秒（ms）。平均寻道时间则为磁头移动到正中间的磁道需要的时间。注意它与平均访问时间的差别。硬盘的平均寻道时间越小性能则越高，现在一般选用平均寻道时间在10ms以下的硬盘。
5．单碟容量
因为标准硬盘的碟片数是有限的，目前仅有IBM公司生产五张碟片的硬盘，其他IDE硬盘最多只有四张碟片，靠增加碟片来扩充容量满足不断增长的存储容量的需求是不可行的。只有提高每张碟片的容量才能从根本上解决这个问题。现在的大容量硬盘都采用的是新型GMR巨阻型磁头，磁碟的记录密度大大提高，硬盘的单碟容量也相应提高了。现在大容量硬盘的单碟容量已经达到1TB。
单碟容量的一个重要意义在于提升硬盘的数据传输速度。硬盘单碟容量的提高，得益于数据记录密度的提高，而记录密度同数据传输率是成正比的，并且新一代GMR磁头技术则确保了这个增长不会因为磁头的灵敏度的限制而放慢速度。单碟容量越高，硬盘的数据传输率也将会越高。
6．潜伏期
潜伏期表示当磁头移动到数据所在的磁道后，等待所要的数据块继续转动（半圈或多些、少些）到磁头下的时间，其单位为毫秒（ms）。平均潜伏期就是盘片转半圈的时间。
7．硬盘表面温度
硬盘表面温度表示硬盘工作时产生的温度使硬盘密封壳温度上升的情况。这项指标厂家并不提供，一般只能在各种媒体的测试数据中看到。硬盘工作时产生的温度过高将影响薄膜式磁头的数据读取灵敏度，因此硬盘工作表面温度较低的硬盘有更稳定的数据读/写性能。
8．道至道时间
该指标表示磁头从一个磁道转移至另一磁道的时间，单位为毫秒（ms）。
9．全程访问时间
全程访问时间指磁头开始移动直到最后找到所需要的数据块所用的全部时间，单位为毫秒（ms）。而平均访问时间指磁头找到指定数据的平均时间，单位为毫秒。通常是平均寻道时间和平均潜伏时间之和。现在不少硬盘广告之中所说的平均访问时间大部分都是用平均寻道时间所代替的。
10．最大内部数据传输率
最大内部数据传输率也叫持续数据传输率（Sustained Transfer Rate），单位为Mb/s。它是指磁头至硬盘缓存间的最大数据传输率，一般取决于硬盘的盘片转速和盘片线密度（指同一磁道上的数据容量）。注意，在这项指标中常常使用Mb/s或Mbps为单位，这是兆位/秒的意思，如果需要转换成MB/s（兆字节/秒），就必须将Mbps数据除以8（一字节8位数）。例如，某硬盘给出的最大内部数据传输率为131Mbps，但如果按MB/s计算就只有16.37MB/s。
11．平均无故障时间（MTBF）
平均无故障时间是指硬盘相邻两次故障之间的平均工作时间，单位是小时（h）。一般硬盘的MTBF至少在30 000h以上。这项指标在一般的产品广告或常见的技术特性表中并不提供，需要时可专门上网到具体生产该款硬盘的公司网址中查询。
12．外部数据传输率
外部数据传输率也称为突发数据传输率，它是指从硬盘缓冲区读取数据的速率。在广告或硬盘特性表中常以数据接口速率代替，单位为MB/s。1.9 硬盘常用名词解释
要对硬盘维修和数据恢复有个全面的了解，深入探讨其中的高深技术，还要了解一些硬盘及数据恢复的常用术语和名词的含义。1.9.1 硬盘的BIOS
BIOS（Base Input Output System）基本输入/输出系统，而硬盘的BIOS用于保存与硬盘容量、接口信息等，硬盘所有的工作流程都与BIOS程序相关，通断电瞬间可能会导致BIOS程序丢失或紊乱。BIOS不正常会导致硬盘误认、不能识别等各种各样的故障现象。图1-27是希捷的2TB硬盘电路板，家族是LP，方框内是BIOS芯片，一般是8脚的，在芯片上有25F或25P等字样，就是25系列芯片。图1-28是8脚BIOS芯片的脚位图。图1-27 希捷2TB硬盘电路板图1-28 8脚BIOS芯片脚位1.9.2 固件
固件（Firmware）担任着一个系统最基础最底层工作的软件。而在硬件设备中，固件就是硬件设备的灵魂，因为一些硬件设备除了固件以外没有其他软件组成，因此固件也就决定着硬件设备的功能及性能。
虽然以“固件”为名，但不管怎么说，它还是应当被我们理解为软件，并且由于目前集成电路的进步，升级固件也变得越来越简单，越来越没有危险，固件程序与我们通常所说的程序的区别已经越来越小。
在早期，升级固件主要是为了解决一些缺陷及兼容性问题。厂商的设计很难全面地满足客户需求，更多的厂商把升级固件提供更多更新的功能作为附加值来提供给用户。因此，我们可以对固件升级做以下总结：（1）在产品发布之后，厂家对固件做了进一步的优化和创新，使之能以更佳的状态工作。进行固件升级后，可以带来性能上的提升。（2）产品在生产出来之后，随着周围所使用的软、硬件环境的改变及更新，产品对于许多新的硬、软件将有可能出现不兼容现象。厂家通过更新固件文件，使硬件能兼容更多、更新的软、硬件，不断增强产品的兼容性。（3）在原有的硬件基础上，厂家开发出了新的功能，对于原有的产品只须更新固件就可以增加新的功能。（4）任何已生产的软、硬件，都有可能存在一些缺陷，所以厂家可以通过更新固件来修正以前版本中存在的错误、漏洞或不足。图1-29 希捷硬盘标签中固件版本
硬盘的固件存放在硬盘的盘片上0磁道以前，又称为负道（−1，−2，−3，…比0还小的数字，就是负数），英文名字是Firmware（FW），还有一个名字叫服务区Server Area （SA）。固件在硬盘中的作用与地位，就相当于操作系统在计算机中的作用与地位。固件由许多模块组成，一个模块就是一个文件，不同的模块有不同的作用，不同的模块有不同的重要性，重要模块损坏后，硬盘会检测不到型号容量，会认不到盘，不重要的模块损坏不会影响硬盘的使用，总之，固件就是硬盘的操作系统，任何时候对固件不理解时，就用操作系统做对比。固件的维修，也跟操作系统的安装相似。平时我们用的手机、MP5、数码相机等都有固件，手机刷机其实就是刷固件。图1-29所示是希捷硬盘标签上标注的固件版本信息，SD15就是固件版本。
固件维修的基本思路是，识别坏盘固件信息，找一个匹配固件，把坏的模块写好，固件就修复了。固件哪里来呢？固件主要是从相同的好盘里面备份下来，所以，平时要养成一个好的习惯，碰到一个好盘，首先就把固件做个备份，经常性地收集一些固件，平时修盘或者数据恢复的时候，就不会出现缺固件的情况了。固件的种类不是太多，若修盘缺少固件，还可以去网上下载一些固件。1.9.3 CHS地址
CHS（Cylinder Head Sector）是柱面、磁头、扇区，CHS地址又叫物理地址，是磁头的一种寻址方式。CHS寻址模式将硬盘划分为磁头（Heads）、柱面（Cylinder）、扇区（Sector）。
磁头（Heads）：每张磁片的正反两面各有一个磁头，一个磁头对应一张磁片的一个面。因此，读第几个面的数据，就用第几磁头，就可以表示数据在哪个磁面，就是H（磁头）的意思。
柱面（Cylinder）：所有磁片中，半径相同的同心磁道构成“柱面”，意思是这一系列的磁道垂直叠在一起，就形成一个柱面的形状。简单地理解，柱面数=磁道数。
扇区（Sector）：将磁道划分为若干个小的区段，虽然很小，但实际是一个扇子的形状，故称为扇区。每个扇区的容量为512B。
知道了磁头数、柱面数、扇区数，就可以很容易地确定数据保存在硬盘的哪个位置，也很容易确定硬盘的容量，其计算公式是
硬盘容量=磁头数×柱面数×扇区数×512B
图1-30是柱面磁头框架，比如，要读取大箭头所指向的扇区，需要知道哪些信息呢？第一，我们要找到2柱面，然后，让6号磁头去读，再找到2柱面上的第9号扇区，才能正确找到到要读取数据的位置，这三个参数合在一起，就是CHS寻址。图1-30 柱面磁头框架
CHS寻址模式，是把柱面数除以整数倍、磁头数乘以整数倍而得到的逻辑柱面/磁头/扇区参数进行寻址，所以表示的已不是硬盘中的物理位置，而是逻辑位置。
如图1-31所示，方框里面的“柱面数：60801磁头数：255每道扇区数：63”就是一种虚拟CHS地址。这个地址只是为了计算硬盘的容量。例如，图上的硬盘容量=60801×255×63×512B（每个扇区的字节数）=500 105 249 280B，转换成GB容量就是500GB，转成扇区数就是976 773 168个扇区。图1-31 虚拟CHS地址LBA寻址
图1-32是日立标签上的虚拟CHS地址，这个地址不代表容量，没有实际意义， 160GB、320GB、500GB等盘，都是一样的这个数值，代表一个8.4GB虚拟的容量。图1-32 虚拟CHS地址1.9.4 LBA地址
LBA（Logical Block Address，逻辑区块地址）是非常单纯的一种寻址模式，给每一个扇区编号，从0开始编号来定位区块，第一区块LBA=0，第二区块LBA=1，依此类推。这种寻址模式取代了原先操作系统必须面对存储设备硬件构造的CHS寻址方式。
图1-33中，中间是电动机，从内往外数，一个一个的磁道，分别是0柱面、1柱面、2柱面等，扇区中标注的数字0、1、2、3、4、5等，就是LBA地址，数字也代表了扇区数量。
图1-34中黑圈处是西部数据1TB硬盘的LBA值，从LBA值就能计算出硬盘的容量，计算方法是
1 953 525 168×512B=1 000 204 886 016B=1000GB=1TB图1-33 LBA地址图1-34 西部数据1TB硬盘的LBA值
为什么引入LBA概念？
由于INT13的限制，三维地址C/H/S的最大值只能为16 383/16/63，容量最大只能到16 383×16×63×512B=8455200768B=8.4GB。其次，在系统管理文件时记录烦琐的C/H/S也很吃力，效率较低，使用逻辑扇区后，可在硬盘读/写操作时脱离柱面、磁头等硬件参数的制约。在LBA模式下，系统把所有的物理扇区都按照某种方式或规则看做是一线性编号的扇区，即从0到某个最大值方式排列，并连成一条线，把LBA作为一个整体来对待，而不再是具体到实际的C/H/S值，这样只用一个序数就能确定一个唯一的物理扇区，这就是线性地址的由来，显然线性地址是物理扇区的逻辑地址。1.9.5 UBA地址
UBA（又称ABA）地址跟LBA地址差不多，也是一种逻辑地址，不过是用于固件区的。在迈拓硬盘、日立硬盘和现在的新款西部数据硬盘中，固件区使用UBA （ABA）地址。用UBA地址可以存放比SPT大的模块，可以把模块存放在几个磁道上，也就是可以跨磁道存放模块。在以前的硬盘中，固件区使用的是CHS地址，模块不能跨磁道存放。西部数据硬盘固件区使用的UBA地址，如图1-35所示。图1-35 西部数据硬盘固件区使用的UBA地址1.9.6 G表
G表（G-List）是增长缺陷表、用户级缺陷表，是固件区里面的一个模块。该表由硬盘自身更新并存放在硬盘内部。该表的信息可以指示硬盘的当前状态。G表里存放较多的坏道时，硬盘会表现出来不稳定，报S.M.A.R.T.错误。
用户在使用硬盘过程中，可能会发现一些新的坏道（Defect Sector）。按“三包”规定，硬盘只要出现一个坏道，商家就应该为用户换或修。大容量的硬盘出现一个坏道的概率实在很大，这样的话硬盘商家就要为售后服务忙碌不已了。于是，硬盘厂商设计了一个自动修复机制，叫作自动屏蔽（Automatic Reallcation）。大多数型号的硬盘都有这样的功能：在硬盘的读/写过程中，如果发现一个坏道，则自动分配一个备用扇区替换该扇区，并将该扇区及其替换情况记录在G表中。这样一来，少量的坏道对用户的使用没有太大的影响。G表一般容量在2000左右。图1-36是坏道屏蔽在G表的示意图，硬盘访问数据的时候，访问23以后访问24，访问24以后访问25，访问完25本来要访问26，但是26是坏道，被屏蔽了，这个时候，就访问保留区，保留区的位置就变成了26，就顶替了原来26的位置，所以加G表又叫映射到G表。图1-36 坏道屏蔽在G表的示意图
加G表是映射方式，在G表中记录两个地址，一个是保留区的地址，一个是坏道的LBA地址，用保留区的位置顶替坏道处的LBA地址。1.9.7 P表
P表（P-List）是永久缺陷表、工厂级缺陷表。现在的硬盘密度越来越高，单张盘片上存储的数据量超过160GB。硬盘厂家在生产盘片过程极其精密，但也极难做到100%的完美，硬盘盘面上或多或少存在一些缺陷。厂家在硬盘出厂前把所有的硬盘都进行低级格式化，在低级格式化过程中将自动找出所有坏道（Defect Track）和坏扇区（Defect Sector），记录在P表中。并且在对所有磁道和扇区的编号过程中，将跳过这些缺陷部分，让用户永远不能用到它们。这样，用户在分区、格式化、检查刚购买的新硬盘时，很难发现有问题。一般的硬盘都在P表中记录有一定数量的坏道，少则数百，多则数以万计。如果是SCSI硬盘的话可以找到多种通用软件查看到P表，因为各种牌子的SCSI硬盘使用兼容的SCSI指令集。而不同牌子不同型号的IDE硬盘，使用各自不同的指令集，想查看其P表要用针对性的专业软件。
图1-37是坏道屏蔽在P表的示意图，硬盘访问的顺序是访问23以后访问24，访问24以后访问25，访问完25以后，本来要访问26，但是26是坏道，被屏蔽到P表了，于是就跳过26，直接访问了27，这个时候27就充当了26的位置，就是用27代替了26，28就变成了27，依此类推，保留区就自动地推进一位，补足了硬盘的容量。所以，一般修坏道是不会减少容量的，同样，因为加P表的时候，让每个位置的地址都发生了变化，所以动P表会造成数据的错位，会破坏数据。图1-37 坏道屏蔽在P表的示意图
加P表是跳过方式，就是跳过坏道位置，保留区补在硬盘的最后。1.9.8 SPT
SPT就是一个磁道上有多少个扇区的意思。如图1-38所示，西部数据80GB硬盘、西部数据三代硬盘的固件区SPT值533，就是说固件区的每个磁道上有533个扇区，也相当于扇区的密度。一般来说，固件区的SPT值比数据区的SPT值小很多，固件区的扇区密度相对比较小。图1-38 西部数据硬盘固件区SPT值1.9.9 道表
道表就是磁道表，就是把一个磁道所有的扇区，都加入到缺陷表中，记录这个坏磁道的表，就是道表。一般有划伤的磁道，或者坏道比较多的磁道，就不会加P表，而会直接加入道表。道表是比P表还大的缺陷表，一般不允许个人去操作，最好不要清除道表。1.9.10 敲盘
所谓敲盘，就是硬盘发出异响，不像平时硬盘使用的时候所听到清脆的寻道声。敲盘的声音比较刺耳。有些硬盘敲盘声比较轻微，如一些容量500GB以上的西部数据硬盘、希捷硬盘，要把耳朵贴近盘体，才能听到声音。有些敲盘声比较响，如迈拓硬盘，很远就能听到刺耳的敲盘声。
引起敲盘的原因主要有以下几点：
第一，磁头损坏，在很多硬盘中比较多见。这种情况下，就需要找一样的硬盘，来更换磁头组件。
第二，固件损坏，固件损坏严重的情况下，也会造成敲盘，这时就需要专业工具来修复固件。
第三，电路板损坏。当BIOS芯片出现虚焊或者损坏，会造成敲盘；电路板上的电容漏电，也会造成敲盘。这种情况下，只要换块好电路板就可以了。
第四，电路板与盘体接触不良，也会造成敲盘。这种情况下，就需要用橡皮擦来擦亮接触的金手指。
图1-39所示是一块西部数据三代硬盘的电路板，方框内的金手指已经严重氧化，造成严重接触不良。图1-39 西部数据硬盘电路板1.9.11 硬盘只读
硬盘只读就是只能读取，不能写入，用MHDD等软件检测，非常完好，没有任何坏道，但是不能分区，也不能格式化，无法写入任何数据，这就是俗称的只读故障。引起只读故障的原因有固件损坏或者写磁头损坏。对于固件损坏，可以通过专业工具进行修复，修复好以后，就跟好盘一样使用，但是以后也许还会出现只读的故障。如果是磁头损坏引起的，就要更换好的磁头才能解决了。1.9.12 S.M.A.R.T.
S.M.A.R.T.（Self Monitoring Analysis and Reporting Technology）是自我监测分析与报告技术。它能够对硬盘的运行状况进行实时监测，并将重要的信息记录下来。因此通过阅读S.M.A.R.T.生成的报告，就可以了解硬盘是否会出现问题，抢在硬盘崩溃前将数据备份出来。能够检测S.M.A.R.T.的软件有很多，如EVEREST、Active S.M.A.R.T.、SIGuardian等。
因为EVEREST属于装机必备软件，大家手头一般都有，所以在本节进行介绍。图1-40是希捷500GB硬盘的S.M.A.R.T.数据。由于S.M.A.R.T.数据会因硬盘厂商和产品型号的不同而有差异，所以大家硬盘的数据可能与附图不太一样。不过不必当心，因为关键属性是任何一款硬盘都不会遗漏的。大家可能会有疑问了，什么叫关键属性？其实S.M.A.R.T.的属性分为Critical Attributes和Informative Attributes两类，即关键属性和信息属性。其中关键属性包括了有关硬盘健康的最重要的数据，而信息属性所提供的数据一般只是辅助性的，相对来说是比较次要的。区分它们的方法是看Threshold（阈值/极限值/临界值），值为非零代表关键属性，为零代表信息属性。
S.M.A.R.T.的行值说明如下。（1）ID（数字ID）。（2）属性描述（Attribute Description）。（3）阈值/极限值/临界值（Threshold）。如果某个属性超过Threshold规定的极限值时，就表示硬盘出现了问题。（4）数据（Value）。（5）最坏值（Worst）。这个名称容易产生歧义，其实就是某个属性出现过的峰值。（6）数据（Data）。和某个属性有关联的数据总值，这个数值没什么实际用途。（7）状态（Status）。Always passing代表正常，Warning、Pre-Failure表示可能会发生故障，Bad、Failed表示已经有故障了。图1-40 EVEREST测试的希捷硬盘S.M.A.R.T.值“描述”项目的含义如下。
Raw Read Error Rate（底层读取错误率）：高值暗示盘体/磁头有问题。
Throughput Performance（读/写通量性能）：越高越好，一般在进行了人工Offline SMART测试以后才会有值。
Spin Up Time（电动机起转时间）：单位为秒或者毫秒。
Start/Stop Count（电动机起停次计数）：高值暗示故障概率增加。
Reallocated Sector Count（重定位扇区计数）：表示硬件已经发现了多少坏扇区，理想情况下这个值应该为0，如果不为0也不要太惊慌，而是应该比较密切地关注这个值的变化情况。如果连续几周没有变化，那应该可以放心地继续使用比较长的一段时间；如果这个值持续攀升，那么请尽快备份所有数据，并考虑购买新硬盘。
Seek Error Rate（寻道错误率）：视硬盘厂家而定，有的厂新硬盘都会有，一般不为0也不要紧，但是如果持续升高，暗示盘体/磁头机械有问题。
Seek Time Performance（寻道性能）：越高越好，如果持续减低，暗示盘体/磁头机械有问题。
Power-On Hours（磁盘加电时间）：参考磁盘厂家给的该款硬盘的MTBF（平均故障间隔时间）可以估计故障概率。但是也有可能超过MTBF而不会出现故障，因为统计数据对于个体来说是不精确的。
v-Spin Retry Count（电动机起转重试）：理想情况应该为0，非0表示电动机或者控制芯片可能存在问题。当然，在某些情况下可能人为造成这个值的非故障升高，如电压供给不足。
Recalibration Retries（磁头校准重试）：高值暗示磁头机械有问题。
Device Power Cycle Count（设备开关计数）：高值暗示故障概率增加。
mSoft Read Error Rate（软件读取错误率）：高值暗示有扇区不稳定。
G-Sense Error Rate（加速度错误率）：一般存在于笔记本电脑硬盘和企业级硬盘中，表示硬盘受到的可能导致故障的冲击次数。
Power-Off Retract Count（电源关闭磁头收回计数）。
Load/Unload Cycle Count（磁头升降计数）。
Temperature（硬盘温度记录）：如果显示历史最高温度过高，可以认为暗示故障概率增加，具体温度极限参考硬盘厂家各款硬盘的技术指标。
Reallocation Events Count（重定位事件计数）：记录已经进行的重定位，和可能进行重定位的扇区的数目，这个计数就包含了上次读操作有错误的不稳定扇区。如果下次这些扇区读操作无错误，这个值可能减少。
Current Pending Sector Count（等候重定的扇区计数）：记录了不稳定的扇区的数量。这些扇区目前仍然可以读取，但是如果下一个写操作发生错误，硬盘就会产生一个扇区重定位操作：将这个扇区标记为坏扇区，并使用备用扇区替代；同时，重定位扇区计数（Reallocated Sector Count）增加，这个值减少。
Uncorrectable Sector Count（无法校正的扇区计数）：记录肯定出错的扇区数量。这些扇区目前已经不能读取，如果有文件使用这些扇区，则操作系统会返回读取错误；当下一次写操作发生时硬盘会对扇区自动重定位；同时，重定位扇区计数（Reallocated Sector Count）增加，这个值减少。
UltraDMA CRC Error Count（UDMA通信CRC错误）：记录硬盘通信时发生的CRC错误。如果这个值不为0，而且继续增加，则表示硬盘控制器-数据线-硬盘接口有错误发生。
Write（Multi-Zone）Error Rate（写错误发生率）：这个视硬盘厂家而定，有的厂新硬盘都会有，一般不为0也不要紧，但是如果持续快速升高，暗示盘体/磁头机械有问题。
Disk Shift（盘体偏移）：通常由强烈的撞击或坠落造成，一般来说，只要注意红色的记录看上去正常，那么硬盘将来一段时间就不会有什么问题。似乎有的硬盘厂家的盘（好像WD）一开始用就有Raw Read Error、Seek Error和Write Error，如果这样的话，那么这个值就可以被忽略，只要没有Reallocate Sector，就可以视为好盘。
图1-41所示是用HD TUNE专业硬盘检测工具看到的S.M.A.R.T.值，可以看出这块希捷硬盘已经不稳定，很快就要损坏了。图1-41 HD TUNE测试的希捷硬盘S.M.A.R.T.值1.9.13 0磁道
0磁道就是存放数据的第一个磁道，因为硬盘的分区表存放在0磁道，一旦0磁道出现坏道，全盘的分区表都不见了，也就看不到硬盘的分区，就看不到硬盘中的数据了，所以， 0磁道异常重要。经常有人问，0磁道是在盘片的最内圈，还是最外圈呢？其实，不同的盘，0磁道的位置是不一样的，有些盘在最内圈，有些盘在最外圈，希捷硬盘大多在盘片的中间，在0磁道之前，还有负磁道，就是固件区。大家比较关心的问题是，一旦0磁道出现坏道以后，该怎么修复呢？其实修复0磁道跟修复其他磁道的方法是一样的，都可以屏蔽在G表或者P表里面。屏蔽在G表的话，就是用保留区顶替0磁道的位置；屏蔽在P表的话，就是用1磁道顶替0磁道的位置。1.9.14 分区
分区就是把硬盘分成很多个区块，方便存放数据，方便对数据的管理。图1-42所示是一个500GB硬盘的分区表，总共4个区，一个主分区是C盘，一个扩展分区，在扩展分区里面，又分了三个区，分别是D盘、E盘、F盘。一个硬盘最多4个主分区，要分4个以上的分区的话，就必须建立扩展分区，在扩展分区下再分逻辑分区。平时给硬盘分区，一般是一个主分区，带一个扩展分区，然后在扩展分区下，建立若干逻辑分区。主分区是硬盘的启动分区，它是独立的，也是硬盘的第一个分区，正常分的话就是C盘，一般用于安装操作系统。分出主分区后，其余的部分可以分成扩展分区，但扩展分区是不能直接用的，它是以逻辑分区的方式来使用的，所以要把扩展分区可分成若干逻辑分区。它们是包含的关系，所有的逻辑分区都是扩展分区的一部分。图1-42 500GB硬盘分区表1.9.15 高级格式化
格式化（Format）是指对磁盘或磁盘中的分区（Partition）进行初始化的一种操作，就是把一张空白的分区划分成一个个小区域并编号，供计算机存储、读/写数据。没有这个工作，计算机就不知在哪里写，从哪里读。格式化可分为高级格式化（High-Level Format）和低级格式化（Low-Level Format）两种。平时给硬盘分区然后做格式化，这个操作是高级格式化。给分区格式化的时候，一般有两种选择，一种是FAT32格式，一种是NTFS格式，这两种格式存放数据的时候，有什么区别呢？
FAT32分区的基本结构如图1-43所示。图1-43 FAT分区的基本结构
DBR（Dos Boot Record）称为系统引导记录，包含了操作系统的引导程序，还有本分区的分区表，就是本分区从哪里开始，到哪里结束，是对整个分区的总括。拿一本书来对比的话，就相当于一本书的内容简介。
FAT（File Allocation Table）表，又叫文件分配表，用来记录文件所在位置的表格，就相当于一本书的目录中的页码，就是数据存放在数据区的什么位置。
DIR（Directory）目录区，又称根目录，用来记录文件和文件夹的名字，相当于一本书的目录中的标题。
DATA数据区，就是存放文件内容的地方，相当于一本书的内容部分。
所以，一个分区对文件的管理方式，是跟一本书差不多的。
NTFS的分区跟FAT32的分区差不多，也有DBR、DIR、FAT等结构，如图1-44所示。图1-44 NTFS分区
在NTFS分区中，中间有很多空闲的地方，就是没有存放数据的地方，为什么会出现空一段，再存放数据的情况呢？原因是存放数据的方式有些区别。
表1-3假设是一个分区里面存放了很多数据，比如有A、C、E、H、P、S、V等，占用了的格子数量，表示文件大小，如A占用3个格子，C占用4个格子等。中间有空闲的位置，是曾经删除过文件，释放出来的空间。表1-3 分区存放数据情况
假设要存一个X文件进去，X文件占用了9个格子，该怎样把数据存放进去呢？假设是FAT32的分区，存放方法如表1-4所示，就分成了4个位置存放，要打开X这个文件，就需要4次寻道，才能找到全部的X存放的位置。如果，是NTFS的分区，存放方式就变成了表1-5的情况。因为，前面的空闲位置，不足以存放下很大的X文件，于是，就从后面找个大的空间，能够一次性全部存放下来的位置，这样存放的话，打开X文件只要一次寻道，计算机运行的速度自然就快，而且，文件是连贯存放的，数据安全性好，也是NTFS取代FAT32的原因之一吧。表1-4 FAT32分区存放数据情况表1-5 NTFS分区存放数据情况
在高级格式化中，还有快速格式化和慢速格式化的区别，图1-45中，选择“快速格式化”复选框就是快速格式化。
快速格式化是重写DBR，把FAT和DIR清零，不会动数据区，一般不会破坏硬盘数据。
慢速格式化是重写DBR，把FAT和DIR清零，还会对数据区进行跳跃式扫描，看是否有坏道，也不会对数据区进行写入操作，一般不会破坏硬盘数据。图1-45 格式化1.9.16 低级格式化
低级格式化（Low-Level Format）就是将空白的磁盘划分出柱面和磁道，再将磁道划分为若干个扇区，每个扇区又划分出标识部分ID、间隔区GAP和数据区DATA等。低级格式化只能针对一块硬盘而不能支持单独的某一个分区。每块硬盘在出厂时，已由硬盘生产商进行低级格式化，因此通常使用者无需再进行低级格式化操作。早期从计算机公司买回来的硬盘，是无法使用的，必须经过低级格式化一遍，才能分区格式化，装系统。所以，以前的主板BIOS程序中，集成了硬盘低级格式化程序。低级格式化是建立在物理的C/H/S地址下的，要想对硬盘进行低级格式化，就必须能够获取硬盘的C/H/S物理地址。例如，低级格式化的时候，如果发现6号磁道坏道比较多，就会直接跳过6号磁道，而把7号磁道改成6号磁道，这样的话，硬盘总磁道数就减少了，硬盘总容量也减少了。低级格式化是一种损耗性操作，其对硬盘寿命有一定的负面影响。现在硬盘使用的是LBA逻辑地址，现在所说的DM、LFormat等格式化，都不是真正意义上的低级格式化了，它们其实就是一种清零，就是把硬盘中的扇区，全部填零，能修复逻辑性的假坏道。
当硬盘受到外部强磁体、强磁场的影响，或因长期使用，硬盘出现大量逻辑坏道或者软性物理坏道时，可以通过低级格式化来重新划分“扇区”，来达到屏蔽坏道的作用。屏蔽坏道并不等于消除坏道了，低级格式化硬盘能把原来硬盘内所有分区都删除，但坏道却依然存在，屏蔽只是将坏道隐藏起来，不让用户在存储数据时使用这些坏道。经过低级格式化后的硬盘，原来保存的数据将会全部丢失。在硬盘出厂前，硬盘厂家会对硬盘进行一次低级格式化，而这个低级格式化的操作，是通过厂家级自校准完成了，没有放出独立的低级格式化软件。低级格式化和高级格式化对照见表1-6。表1-6 低级格式化和高级格式化对照1.9.17 清零
使用MHDD的Erase，或者Lformat操作硬盘，就是给硬盘清零，就是把扇区的数据都做填零处理，清零有修复逻辑坏道的作用，还能把少量的物理坏道加入到G表中。硬盘被清零后，所有的数据都将丢失，无法恢复。1.9.18 逻辑坏道
图1-46标示的是扇区之间的信息。硬盘有很多很多的扇区，数据是存放在一个一个扇区里面的，扇区不是连接在一起的，而是中间有地址（LBA）信息、校验信息、ID（柱面号）信息等。地址信息表明这个扇区的LBA地址。校验信息是对512B的内容进行校验，以免数据从硬盘中读取到计算机上时出现差错。一旦由于数据线等故障，造成从硬盘中读取到计算机中的数据出现差错，校验通过不了的话，就会重读第二次、第三次等，如果5次还是读取不对，就会报一个I/O错误。有校验信息为数据的正确性把关，才能确保从硬盘中读取出来的数据的准确性。但是，在硬盘使用过程中，校验信息也有出现错误的时候，一旦校验信息出现错误，扇区就会报UNC（校验）错误，也就是报硬盘有坏道了。这个坏道是可以修复的，只要纠正一下校验信息中的数值，就不会报坏道了。这种由于扇区和扇区之间的地址信息（AMNF）、校验信息（UNCR）、ID信息（IDNF）出错引起的坏道，叫作逻辑坏道、假象坏道，是可以修复的。图1-46 扇区之间的信息
但是，硬盘厂家是不分逻辑坏道还是物理坏道的，统一称为坏道或缺陷。1.9.19 物理坏道
机械硬盘存取数据的介质是磁粉，就是很小很小的磁铁颗粒。磁粉在使用过程中，容易出现磁性变弱或者磁性消失的情况，当磁粉磁性变弱或者消失以后，磁头就读取不到这个位置的数据了，就会报坏道错误，这就是俗称的物理坏道，又称为真正坏道。物理坏道不可以修复，只能屏蔽。是不是个人用户无法修复，工厂就能修复呢？硬盘厂家也不能修复，硬盘厂家在固件中设置了G表和P表，就是为了屏蔽这些修复不了的坏道。任何硬盘都有坏道，就是刚从电脑城买回来的新盘也有坏道，只是硬盘厂家把坏道屏蔽了。1.9.20 MBR
MBR（Master Boot Record）是硬盘的主引导记录。为了便于理解，一般将MBR分为广义的和狭义的两种：广义的MBR包含整个扇区（引导程序、分区表及有效标识结束符），也就是上面所说的主引导记录；而狭义的MBR仅指引导程序。
MBR存放于硬盘的0柱面、0磁头、1扇区，这个扇区称为主引导扇区（也叫作主引导记录MBR），也就是传说中的0磁道位置。在总共512B的主引导扇区里主引导程序（boot loader）占446B，第二部分是Partition table区（分区表），即DPT，占64B；硬盘中分区有多少以及每一分区的大小都记在其中；第三部分是有效标志，占2B，固定为55AA。如果有效标志不是55AA，分区表就会失效，硬盘会提示需要初始化。
注意：MBR是不属于任何一个操作系统，也不能用操作系统提供的磁盘操作命令来读取它，但可以通过命令来修改和重写。1.9.21 GUID
GUID（Globally Unique Identifier）是全局唯一标志符。GUID分区表（GPT）是一种由基于Itanium（Intel安腾处理器）计算机中的可扩展固件接口（EFI）使用的磁盘分区架构。
GPT只是EFI方案的一部分，在BIOS主板的PC中也可使用GPT分区，但只有基于EFI主板的系统支持从GPT启动。
图1-47是GUID分区的结构图解，第一个扇区跟MBR类似。图1-47 GUID分区图解
传统MBR信息存储于LBA 0。
GPT头（存储分区表的位置信息）存储于LBA 1。
接下来才是分区表本身，（64位Windows操作系统）共使用了16 384B（32扇区）作为GPT分区表。
接下来的LBA 34是硬盘上第一个分区的开始。
为了减少分区表损坏的风险，GPT在硬盘最后倒数34个扇区（LBA-33）保存了一份分区表的副本。
GPT提供了更加灵活的磁盘分区机制。它具有如下优点：（1）支持2TB以上的大硬盘。（2）每个磁盘的分区个数几乎没有限制。因为Windows系统最多只允许划分128个分区，也完全够用了。（3）分区大小几乎没有限制。因为它用64位的整数表示扇区号。夸张一点说，一个64位整数能代表的分区大小已经是个“天文数字”了。（4）分区表自带备份。在磁盘的首尾部分分别保存了一份相同的分区表。其中一份被破坏后，可以通过另一份恢复。（5）每个分区可以有一个名称（不同于卷标）。第2章 硬盘故障的判断
不管是维修硬盘，还是恢复数据，都需要对硬盘做全面的检测和诊断，只有准确判断出硬盘的故障，才能对症下药，快速修复硬盘和恢复硬盘中重要数据。2.1 数据恢复协议
数据恢复没有百分之百，为了避免恢复失败的一些纠纷，最好签订一个协议，避免不必要的麻烦。以下提供一份协议供参考，请自行修正一些不符合具体要求的条款，增加一些符合具体要求的条款。甲方： 乙方：×××××科技有限公司
服务内容：甲方委托乙方恢复所需有用的数据，采用乙方的技术，为了尽量降低因数据丢失给甲方造成的损失，乙方所做的全部操作将依据如下条款进行。
声明：这里的数据恢复不包括操作系统恢复和软件应用环境恢复。乙方对甲方的故障硬盘进行软件恢复时，乙方仅在克隆后的镜像盘进行软件恢复，不会在甲方的故障盘上直接软件恢复。若特殊故障或时间紧急情况，甲乙双方需要沟通说明情况，甲方同意并授权给乙方，才可以对故障盘直接进行软件恢复。
付款：甲方同意乙方在本协议条款的约束下进行数据修复工作。甲方确认恢复出的数据是自己需要的数据，并且只有对该数据进行复制时，才支付服务费，其他的一切情况不收取服务费。
承诺条款：乙方不以任何形式和方式，向甲方提供任何百分之百的恢复承诺。
保密条款：甲方允许乙方使用该存储介质中的任何信息用于数据恢复，乙方保证该信息的保密性。数据恢复之后，不论甲方是否复制数据，乙方都不能留下数据任何形式的备份。若因乙方原因造成甲方数据、信息泄漏，甲方有权追究乙方的法律责任。乙方不能以任何形式将甲方的相关信息加以披露。
免责条款：甲方委托乙方修复的数据可能发生丢失，乙方不承担甲方数据损坏的责任及由于甲方数据损坏所导致或引发的任何连带责任，包括数据丢失、免除保修义务、商业损失、民事侵权或其他永久性损失及由此协议引起的偶发性、后续性、间接性损失。
不可预计的情况：甲方和乙方承认，本协议因以下情况而终止，双方互不承担违约责任。（1）不可抗性的灾害，如地震、火灾、战争、骚乱等。（2）硬件或软件不可获得或失效。（3）乙方在恢复数据的过程中，如果因为硬盘进一步的自然损坏（比如最开始为坏道，后来读数据造成硬盘故障进一步的老化和损坏，最终磁头损坏或不认盘），或则由于其他外界原因（如突然停电）等造成硬盘的进一步损坏而引起数据无法恢复。
恢复介质保管条款：在乙方通知甲方数据恢复成功完成，五天之内或超过双方最初约定领取存储介质、设备、数据的约定期限，乙方负责再次敦促提醒甲方领取数据和介质。如果数据未恢复成功，乙方负责知会甲方并告诉实际情况。如果在乙方通知后超过一个月，甲方仍未前来领取，乙方将视甲方放弃介质和介质的数据恢复，可以对介质做任何处理，并可删除已恢复出来的任何数据。
本协议一经双方签订即已生效；本协议自签字盖章之日起生效。本协议一式两份，甲乙双方各执一份，均具同等法律效力。
甲方代表签字（盖章）： 乙方代表签字（盖章）：
联系方式： 联系方式：
日期： 年 月 日 日期： 年 月 日2.2 硬盘故障的基本判断流程2.2.1 硬盘维修和数据恢复的原则
硬盘的组成有电路板、永久性磁铁、磁头组件、主轴电动机、盘片等，但是能够维修的其实只有电路板、固件、坏道，其他都无法维修，只能找一样的更换。
一般来说，硬盘维修和数据恢复这两个说法没有什么区别，但是从硬件和数据的角度考虑，又有如下区别。
从硬盘维修的角度判断故障的话，只要判断出电路板是不是好的，固件是不是好的，有没有坏道就可以了。这个就是常说的修盘的基本思路，电路板好了，才能修固件，固件好了，才能修坏道，电路板不好不要修固件，固件不好不要修坏道。把电路板修好了，固件写好了，坏道修好了，硬盘自然就好了，就能正常使用了。
从数据恢复角度来判断故障的话，就还要判断磁头是不是好的，电动机是不是好的。
硬盘维修和数据恢复是相辅相成，又有些不同，因为，修盘是要考虑到成本的，不能去购买磁头（实际就是购买硬盘，再拆下磁头）来修，但是数据恢复一般会抛开硬盘的成本，哪怕购买一样的好盘用于更换配件，都是值得的。
注意：如果，硬盘是要恢复数据的，就不能修坏道，需要用专业的工具提取坏道盘的数据，如PC-3000的DE。数据恢复工程师常说的一句话：“要恢复数据就不要动P表，不要修坏道。”2.2.2 硬盘故障判断的一般流程
拿到故障硬盘后先接电源线，看是否转动。引起硬盘通电不转的原因有电路板坏、电动机坏、磁头卡死等。
电路板损坏的话，电动机位置没有电压。
如果电动机位置有电压，硬盘不转，就是电动机坏了，也可以换块好的电路板上去。如果换上电路板后，硬盘还不转，就肯定是电动机坏了。
如果是磁头卡死的话，硬盘通电的时候，会发出轻微的敲盘声，有点像时钟的“嘀嗒”声。
如果硬盘能够转动起来，就听是否有寻道声。如果不知道什么是寻道声，可以拿一块好盘来听听，通电的时候仔细听一下，发现磁头转动以后会发出一个停顿声，这就是寻道声。如果没有寻道声，就是固件或者磁头损坏了。
磁头损坏时，一般会有敲盘声。如果没有敲盘声，基本上就是固件损坏了。这个时候，就需要专业的工具来写固件了。修复好固件以后，硬盘还会有坏道。2.2.3 专业的硬盘故障判断过程
先启动计算机，进入纯DOS系统，然后运行MHDD软件，选择硬盘即将接入的端口，紧接着接上数据线、电源线。
在接电源线的同时，眼睛看屏幕上，注意MHDD软件上指示灯的变化，耳朵贴近盘体（不要贴近电路板，以免被电），仔细听硬盘转动的声音。主要是听寻道声和敲盘声。
如果有寻道声，基本上硬盘就能认到容量型号信息。如果发出敲盘声，会有以下几种情况：清脆的敲盘声，一般是磁头损坏；发出刮盘声，一般是盘片被磁头划伤，数据几乎没有恢复的希望；轻微的“嘀嗒”声，就是像时钟摆动的轻微声音，一般是磁头卡死了。
如果，完全不转，没有任何声音，就要换电路板。换电路板后再次测试还不转，就是电动机损坏了，就要把盘片取出来，换到一个同样的好盘上，在好盘中恢复硬盘中的数据。
耳朵听的同时，还要看屏幕上的指示灯，来辅助判断电路板的好坏、固件的好坏等。2.3 判断硬盘电路板好坏的流程
硬盘主要有两组供电，一个是5V，一个是12V，在电路板上一般都有标注。
图2-1所示是一块西部数据硬盘的电路板，在主芯片里面集成了BIOS程序，在BIOS图2-1 西部数据硬盘电路板
芯片里面也有BIOS程序，是不是双BIOS设计呢？不是双BIOS设计，当电路板上有独立的BIOS芯片时，主芯片里面的BIOS程序是不起作用的。这样设计的目的是为了节省成本，如果主芯片中的程序足以满足硬盘的使用需求，就不用外接一个芯片了。
如何来判断一块电路板的好坏呢？一般有四个步骤：（1）看和闻。看电路板上的芯片和稳压管是否有烧坏的痕迹，闻一下是否有烧糊的气味等。当然，很多时候看不出来，也闻不出来，那就使用第（2）步的方法。（2）用万用表测5V和12V脚位的阻值。主要看是不是短路，只要不短路就测试通过。如果短路了，肯定是有个稳压管坏了，在别的电路板上找个换上就行。图2-2所示是测试IDE接口电源阻值。图2-3所示是测SATA接口电源阻值，测试SATA电源脚位时，需要借助一个电源转接线，这样测试起来才比较方便。图2-2 测试12V脚位阻值图2-3 测试SATA电源阻值（3）如果电源脚位的阻值是正常的，接下来就要测试电动机的电压。在盘体上的电动机位置，一般有4个测试点，希捷硬盘有3个测试点。这几个测试点是相互短路的，随便测试哪个脚位的电压都行，电压要求是3V以上。要在硬盘刚通电的时候测试，如果通电一段时间以后去测试，电压就可能变成0V了，因为硬盘已经停转了。如果电压低于3V，则电动机驱动芯片坏了。电压是直接从稳压管提供过来的，12V电压已经进入电动机驱动芯片，却没有电压出来，肯定就是电动机驱动芯片损坏了。图2-4所示是用万用表测试电动机电压。图2-5所示是用万用表测试电动机接线柱相互短路。图2-4 测试电动机电压图2-5 测试电动机接线柱短路（4）经过前面的三个步骤，如果还不能确保电路板是好的，就需要用MHDD来最终测试（见2.4节）。
电路板烧坏了，一般很少维修，大多都是更换一样的电路板，为什么不维修呢？原因是买不到相关的芯片，而且买回来的芯片也无法保证质量，万一有问题的芯片焊接上去，会烧坏硬盘的电动机或者磁头，损失就更惨重了。市场上没有全新的电路板销售，只有二手的电路板，一般的价格在30元左右。更换电路板与硬盘的型号和容量没有关系，主要是看电路板上的条码。图2-6所示是希捷硬盘电路板条码，图2-7是西部数据硬盘电路板上的条码，换电路板只要看完整的条码就可以了，不用看容量型号等。换电路板的时候，还要把坏电路板上的BIOS芯片换到新买的电路板上。图2-6 希捷硬盘电路板条码图2-7 西部数据硬盘电路板条码2.4 MHDD详细介绍
MHDD是俄罗斯maysoft公司出品的专业硬盘工具软件，它分为免费版和收费的完整版，本节介绍的是免费版的详细用法。
即使使用的是286计算机，无须BIOS支持，也无须任何中断支持，MHDD可以访问1000GB以上的超大容量硬盘。MHDD最好在纯DOS环境下运行，平时使用的系统安装光盘、启动U盘上，都有免费版的MHDD。如果要使用硬盘版的MHDD，可以下载一个矮人DOS工具箱，进入DOS系统，直接输入MHDD回车，就进入MHDD的主界面了。MHDD可以不依赖BIOS，直接访问IDE口、SATA口，但要注意不要使用原装Intel品牌主板，否则使用会出现异常中断的情况。不要在要检测的硬盘中运行MHDD，MHDD对数据的破坏性非常强，里面的一些命令请慎重使用，一不小心可能数据就永远消失了，无法恢复。MHDD在运行时需要记录日志，因此不能在被写保护了的存储设备中运行。
免费版的MHDD功能不是很强大，但也是数据恢复工程师必不可少的工具。熟练掌握MHDD的使用，是数据恢复的基本功。免费版的MHDD主要有两个作用：第一，检测硬盘的故障，比如检测电路板的好坏，初步检测固件的好坏，具体检测坏道的数量以及分布情况；第二，修复一些简单的坏道，主要是修逻辑坏道，能将少量物理坏道加入G表。
MHDD的指示灯如图2-8所示。图2-8 MHDD主界面
上部左边部分是状态指示灯，意义如下。
ERR：该处红色闪亮，指硬盘出现某种错误，同时右半部的状态灯，指示反映错误的形态。
INDX：索引文件。
CORR：修正后的数据。
DREQ：存储器接受信息交换。
DRSC：存储器初检通过，寻道完成。
WRFT：写入错误。
DRDY：存储器找到驱动器准备好。
BUSY：驱动器忙，存储器对命令无反应。
上部右边部分是错误指示灯（当左半部“ERR”闪红时），标示出现什么样的错误。
AMNF：地址标记出错。
T0NF：找不到0磁道。
ABRT：拒绝命令。
IDNF：扇区标志出错。
UNCR：校验错误，又称ECC错误。
BBK：坏块标记错误。
00：数字，实际显示访问超时的时间。2.4.1 用MHDD判断硬盘电路板的好坏
利用MHDD来判断硬盘电路板的好坏，是专业数据恢复工程师经常使用的方法，此方法简洁、方便、准确。
第1步 进入MHDD主界面，如图2-8所示，最上面一排指示灯左半部分全亮了，是没有检测到任何硬盘信息。同时，出现MHDD>的提示，并且光标在闪动，是等待输入命令的位置。
第2步 MHDD使用的第一个命令是port（快捷键Shift+F3），中文意思是端口，就是选择待检修硬盘的端口。输入port命令后，出现的选择端口的界面如图2-9所示，图2-9中的1号端口，是IDE1主盘插槽，主板上一般有两个IDE插槽，这个就是第一个IDE插槽位置。图2-9中的3号端口，是IDE2插槽，就是第二个IDE口位置。图2-9中的5号端口是PC-3000输出端口，这个PC-3000指的是老款的ISA插槽的PC-3000卡，现在已经没有这种卡了，所以这个端口没有作用了。图2-9中的6号端口是SATA0插槽，图2-9中的8号端口是SATA1插槽，如果还有其他的SATA插槽的话，还会有SATA10、SATA12等。当待检测硬盘接在第一个IDE口的位置时，就选择1号端口，当待检测的硬盘接在SATA0插槽的位置时，就选择6号端口，以此类推。图2-9 port命令主界面
接下来选择需要检测的硬盘，本例中硬盘要接在SATA0插槽，就在选端口光标闪动的位置输入数字6，并回车确认。
第3步 选择完端口以后，就要接硬盘了。因为接上坏硬盘以后，会引起计算机进入不了系统，所以，待检修的硬盘都是热插拔来检测的。一定要先接上数据线，再接上电源线，接上硬盘以后会出现图2-10所示的界面，就是只有一个BUSY灯亮。如果BUSY不亮或者很多很多灯亮，都表示没有找到电路板，电路板是坏的。BUSY亮的意思是正在寻找电路板信息。寻找完电路板信息以后，才会寻找固件信息。硬盘性能差的盘，这个过程会花费好几分钟。图2-10 接硬盘时的界面
第4步 出现图2-11所示的界面，DRSC和DRDY同时亮，表示硬盘就绪了，找到了电路板信息。这就是常说的，判断电路板好坏的技巧。先BUSY亮，再DRSC和DRDY亮，表示电路板是好的，BUSY不亮或者很多指示灯乱亮，表示电路板是坏的。图2-11 找到电路板的界面
第5步 再次输入port选盘命令后，就出现了如图2-12所示界面。其中，WD3200 BEVT-00BTA0是硬盘的型号，00.00000是硬盘的固件版本，WDC101224043310是硬盘的序列号， 625142448是硬盘的LBA值，就是硬盘的扇区数，也是硬盘的容量，容量是320GB。图2-12 再次输入port命令2.4.2 用MHDD判断硬盘固件的好坏
利用MHDD判断固件的好坏，就更简单了。只要输入I（快捷键F2）命令，就可查看硬盘的ID信息，ID信息就是容量、型号、序列号等信息。如果输入I后出现红色报错，就表示固件损坏；没有出现红色报错，表示硬盘能认盘，固件没有什么大错误。图2-13所示出现很多红色英文字母报错信息，表示迈拓硬盘固件损坏了。图2-13 迈拓硬盘固件损坏
图2-14所示是西部数据硬盘固件损坏出现的红色报错信息。图2-14 西部数据硬盘固件损坏
输入I命令回车以后，没有出现红色报错，如图2-15所示，表示固件几乎没有问题。图2-15 西部数据硬盘固件好2.4.3 用MHDD判断硬盘是否有坏道
用MHDD扫描硬盘并查看是否有坏道，是MHDD软件使用频率最高的功能。一般，买回来的新硬盘，都会用MHDD做一下全盘扫描，看看是否有红绿块；卖出去的二手硬盘，很多客户也要求用MHDD扫描看看是否有坏道等。MHDD的扫描指令是scan（快捷键F4），其界面如图2-16所示。图2-16 扫描设置界面
图2-16中各项解释如下：
Start LBA：扫描开始的LBA地址。按回车键可以输入开始位置。
End LBA：扫描结束的LBA地址。按回车键可以输入结束位置。
Remap：映射。扫描的时候，发现坏道就把坏道加入G表。OFF是关闭加坏道的功能，按空格键变成ON后，就会自动把扫描到的坏道加入G表。
Timeout(sec)：超时设置。默认是240ms，这个是扫描标准，最好不要改动。
Spindown after scan：扫描后电动机停转。停转可以节约用电。
Loop test/repair：循环检测和修复，就是一遍又一遍地不断检测和修复。
Erase Delays：擦除等待。当扫描到坏道时，作短暂的停留，对坏道位置进行修复。修复的时候会出现W（Write）符号，就是对坏道位置进行写零操作，有修复逻辑坏道的作用。如果修复不成功，就把坏道加入G表。OFF表示关闭修坏道功能，按空格键变成ON，就会自动修复坏道，或者把坏道加入G表。
注意：擦除等待比Remap（映射）优先级要高，一旦打开擦除等待的修复功能，映射功能就不能打开了。
连续按两次F4键，不做任何的设置，就会出现图2-17的扫描界面。图2-17 F4扫描
<3ms：是最好的，访问时间最快，买回来的新硬盘大多是这种颜色。
<10ms：是第二好的，访问时间很快。
<50ms：叫白块，访问时间不快。
<150ms：叫绿块，访问时间有点慢，快要变成坏道了。
<500ms：叫橙块，是轻微坏道。
>500ms：红块，是严重坏道，红块和红块以下的?、×、!、S、A、0*都是严重坏道。
? TIME：访问超时。
× UNCR：校验错误，又称ECC错误。
! ABRT：拒绝命令。
S IDNF：扇区标志出错。
A AMNF：地址标记出错。
0 T0NF：找不到0磁道。
*BBK：坏块标记错误。
图中的一个×代表255个扇区，也就是一个×代表有255个严重坏道。2.4.4 用MHDD修复坏道
在scan扫描设置中，把Erase Delays（擦除等待）功能打开，如图2-18所示，就会自动图2-18 扫描设置界面
边扫描边修复坏道。修坏道的同时，会破坏数据，所以如果不想破坏硬盘中的数据，就不要打开任何的修复功能，就只是扫描，不会修复坏道，也不会破坏数据。
图2-19中出现的W（Write）就是在给坏道位置写零，修复逻辑坏道。图2-19 修复坏道界面
Erase Delays（擦除等待）修复坏道的功能非常弱，还有个稍微强些的修复命令是Erase （擦除、清零）。用Erase修复坏道时，是先填零修复逻辑坏道，如果修复不成功，就加入G表。图2-20所示是Erase修复坏道，出现坏道的位置在5491680，用Erase修复的时候，开始LBA设置在坏道位置的前面一点点，比如5490000位置，以免漏掉了坏道。图2-20 Erase修复界面
Erase（擦除、清零）修复坏道速度慢、效果差，有一个速度快、效果好的命令FastErase（快速擦除、快速清零）。但是，这个命令有风险，如果碰到有严重坏道的硬盘，容易损坏磁头，所以要慎重使用。
图2-21所示是FastErase（快速擦除、快速清零）修复的界面，输入FastErase命令，回车以后提示是否继续，输入Y字母，提示输入用户密码，硬盘没有设置过密码，所以不知道密码是什么，直接回车，提示密码错误FAIL失败，无法启动快速擦除功能，这个时候，就需要给硬盘加密，加密的目的是让硬盘处于独占模式，就是硬盘只能受FastErase控制，别的软件不能访问硬盘。下面给硬盘加密，再次启动快速擦除。图2-21 FastErase失败界面
图2-22所示用pwd给硬盘加密，密码最多设置32位的长度，图中输入的密码是123，提示Done加密成功；然后，输入fasterase回车，提示是否继续，按Y键，提示输入密码，密码是刚才设置的123，按回车确认以后，提示快速擦除启动成功，直到BUSY指示灯熄灭才算修复完成。一个320GB的硬盘，大概需要一小时左右。图2-22 FastErase成功界面2.4.5 用MHDD加密解密硬盘
给硬盘加密，密码是加在固件区的模块里面的，无论是重新分区，还是低级格式化硬盘，又或者给硬盘清零，都无法清除掉密码。加密有两个作用，第一是启动快速擦除、快速清零的时候，需要给硬盘加密，让硬盘处于独占模式。第二是保护硬盘中的数据，以免被人窃取硬盘中的个人隐私。
加密非常简单，输入pwd命令，回车以后，输入要设置的密码，密码最多32位长度，可以是英文字母、数字、标点符号等。
看图2-22中的pwd命令，设置的密码是123。当硬盘被加密以后，会出现全盘感叹号，但是，造成硬盘全盘感叹号的原因不一定是加密。比如，固件损坏也会造成硬盘全盘感叹号。如何辨别是加密引起的全盘感叹号，还是固件损坏引起的呢？主要是看指示灯PWD是否亮，如果PWD指示灯亮，就表示是加密引起的全盘感叹号。如图2-23所示PWD指示灯亮表示硬盘被加密了，扫描出现全盘感叹号（见图2-24）。感叹号的意思是拒绝命令，就是硬盘拒绝访问，无法读取硬盘中的数据，也无法往硬盘中存数据，也不能给硬盘分区格式化等，硬盘中的数据就被完好保护起来了。如果PWD指示灯不亮，就表示是固件损坏引起的全盘感叹号，这个时候就需要写好固件才能让硬盘正常使用。图2-23 硬盘被加密以后提示加密信息
硬盘被加密以后，出现了硬盘无法使用的情况，必须解密以后才能正常使用。解密需要两个命令，一个是unlock临时解锁，一个是dispwd清除密码。图2-24 硬盘被加密以后，扫描全盘显示感叹号
如图2-25所示，输入命令unlock后回车，提示0或者1的选择。0是用户级密码，1是工厂级密码。此处要输入0，因为我们设置的密码是用户密码，而且我们也只能设置用户密码，所以不要输入1。有时候输入1以后，硬盘就真正被锁死，解密不了了，就需要PC-3000等专业工具清除密码了。输入0回车以后，提示输入密码，这个时候输入当初设置的密码123，提示Done表示临时解锁成功，但是，硬盘还是被密码保护的，还需要dispwd来清除密码。图2-25 临时解锁成功
如图2-26所示，输入dispwd后回车，提示0和1的选择。与unlock一样，输入0用户图2-26 清除密码成功
密码，再输入当初设置的密码123，轻松就把密码清除了。这个解密是在知道当初设置的密码的情况下的解密，如果不知道当初设置的密码，用MHDD免费版就无法解密了，就需要专业硬盘工具，通过写密码模块来解密。2.4.6 用MHDD打开和关闭S.M.A.R.T.功能
S.M.A.R.T.是硬盘的家庭医生，时刻检测硬盘的健康情况，一旦发现硬盘出现故障，就会尽能力所及去修复故障，有S.M.A.R.T.的保驾护航，硬盘才能长期正常的使用，硬盘正常使用时，需要把S.M.A.R.T.功能打开。
图2-27所示是打开S.M.A.R.T.功能的操作，只要输入“smart. on”后回车，就会提示打开功能成功。图2-27 打开S.M.A.R.T.功能
但是，在有些情况下，需要关闭S.M.A.R.T.功能。比如，在恢复数据的时候，如果S.M.A.R.T.功能打开的话，会自动修复坏道，把坏道加入G表中，这样就会损坏硬盘中的数据，给硬盘造成二次破坏，这就需要把S.M.A.R.T.功能关闭。
图2-28所示是关闭S.M.A.R.T.功能的操作，输入“smart. off”后回车，就会提示关闭功能成功。S.M.A.R.T.就不会修复硬盘出现的任何故障了，也就不会修复硬盘坏道，破坏硬盘的数据了。图2-28 关闭S.M.A.R.T.功能2.4.7 用MHDD截取和恢复硬盘容量
截取容量就是把硬盘的容量改小。在硬盘的最后面，有很多的坏道，而且这些坏道都无法修复了，就可以把最后的一些容量截取掉，只使用硬盘前面的空间，让硬盘降容使用。虽然容量少了点，至少比完全报废要好。截取容量的命令是HPA。
从图2-29可以看到，扫描到400845492的位置是一个严重坏道，后面还有很多严重坏道，无法修复了，G表和P表都已经满了，这时就要把后面的容量截取掉。截取容量时，只能后面不要，不能中间不要，也不能前面不要，就是只能留下前面的空间来使用。如果，前面有坏道，就不能用HPA来容量截取了，如果中间有坏道，就要从中间开始，中间和后面的都不要。图2-29 扫描到坏道位置
从图2-30可以看到，容量截取的操作非常简单，输入hpa命令后回车，有0和1的选择。选择0是在内存中截取，硬盘断电以后，容量就自动恢复回来了。选择1是在固件中截取，硬盘断电以后，容量不会自动回来，截取完成以后，不管是在BIOS里面还是在Windows XP系统下面，看到的硬盘容量都是截取以后的容量。在固件中截取后，如果硬盘最后的分区存放了数据，也是无法恢复出来的，只有恢复硬盘原本的容量，才能恢复硬盘最后分区的数据。所以，HPA也可以用于隐藏最后分区中的重要数据，以免被人窃取。很多笔记本电脑都会事先把操作系统的一个备份存放在硬盘的最后一个分区，然后再把后面的容量截取掉，一旦发生系统崩溃的情况，就用备份的系统来恢复计算机系统，这样恢复系统快捷方便，轻松恢复出厂设置。
输入数字1，选择在固件中截取，回车以后，提示要保留多少的容量，也就是坏道出现的位置是哪里，在这里输入数字400000000，就是比坏道的位置前面一点点。回车以后，再提示是否确认截取，按下Y键，容量就被截取成功了。图2-30 HPA容量截取
从图2-31可以看到截取成功以后的情况，指示灯HPA亮了，容量变成了195312MB，也就是200GB。图2-31 截取完容量
截取完容量以后，如果要恢复原来的容量，必须给硬盘断电一次，才能操作NHPA来恢复原来的容量。
恢复原来的容量，只要输入NHPA命令，回车以后，提示是否要恢复原来的容量，回答Y就行，再次提示，原来的容量是否正确，回复Y以后，就自动恢复原来的容量了，如图2-32所示。在操作过程中，除了按两次Y键以外，不要按其他任意键，否则就要重新操作一遍。但是，显示界面的容量没有变化，需要输入I指令，刷新一下容量信息，才能看到恢复的容量，HPA指示灯也随之而消失。使用MHDD的写固件功能，能够测试固件区是否能读/写，也可以测试磁头的好坏，如果不能截取容量，表示固件区不让读/写，也有可能磁头不能正常读/写。图2-32 恢复容量2.4.8 用MHDD修改MBR结束标志
在MBR中存放了硬盘的分区表，一旦破坏MBR的结束标志AA55，就可以让MBR中的分区表失效。一旦分区表失效。硬盘中的病毒就不会运行起来；如果硬盘中有少量坏道，也不会访问到坏道位置，就可以把坏盘作为从盘，启动到Windows系统，然后用数据恢复软件，直接提取坏盘中的数据，就可以不用专业对拷工具DE做全盘对拷了，可以起到快速恢复数据的作用。破坏MBR结束标志操作非常简单，只要一个switchmbr指令就可以了。
从图2-33可以看到，目前MBR的结束标志是AA55，是激活的，也就是硬盘的分区表是生效的。有Y和N的选择：按下Y键就表示去掉MBR的结束标志，让分区表失效；按下N键就表示不作操作，不破坏MBR的结束标志，让分区表依然生效。如果，破坏了MBR的结束标志，能不能再修复回来呢，这个肯定是可以的。图2-33 删除结束标志AA55
图2-34是激活MBR结束标志的截图，输入switchmbr后回车，提示现在的结束标志是0000，分区处于失效状态。有Y和N两个选择：按下Y键，就自动给MBR加上结束标志AA55，分区表马上生效；按下N键，就不做操作，结束标志依然是0000，分区表依然是不能用的。图2-34 激活MBR结束标志2.4.9 用MHDD给硬盘分区
用MHDD也可以给硬盘分区，不过会把整个硬盘分成一个区，命令非常简单。
从图2-35可以看到，输入fdisk后回车，提示是否要给硬盘分区。按下Y键就自动把全盘分成一个区，按下N键就不给硬盘分区。图2-35 用fdisk命令分区第3章 硬盘软故障的数据恢复介绍
作为一个专业的数据恢复工程师，首先要明白数据恢复是怎么回事，数据恢复的相关分类等。
1．什么是数据恢复
把不能正常访问的数据，恢复成能正常访问，就是数据恢复。
2．为什么要数据恢复（1）数据很重要，所以要做数据恢复。但是，什么数据重要呢，数据的重要与否是如何判断的呢？一般来说，数据重要与否完全由客户决定。恢复数据之前，最好问一下客户，数据在什么分区，重要数据是什么，重要数据的目录或者文件名等。有这些信息，恢复起来就方便多了，很容易知道是否恢复了客户重要数据，以免盲目地到处乱找，还可以避免恢复完后，客户说不是想要的数据，借此来砍价等。（2）数据不能正常访问，就是不能正常地打开、复制、粘贴等。
3．造成数据不能正常访问的原因
这是个很复杂的问题，就像计算机为什么会蓝屏死机一样，有非常多的原因，但是不管有多么复杂，无非就是硬故障和软故障。
所谓硬故障，就是磁头烧坏、磁头老化、磁头芯片损坏、磁头偏移、盘片划伤、电路板损坏、芯片烧坏、断针断线等。
所谓软故障，就是使用软件的扫描功能就可以恢复的数据，不需要涉及硬件，就是常说的删除、格式化、GHOST、误分区等。处理软故障的常用软件是R-STUDIO和DiskGenius。这两个软件更新升级频率非常高，在功能上还能互补。3.1 绝对虚拟磁盘工具InsPro的使用
要想成为专业的数据恢复工程师，肯定要多实践，多练习，多模拟数据丢失和恢复的过程。接下来介绍绝对虚拟磁盘工具InsPro的使用。绝对虚拟磁盘工具的原理是，在硬盘的分区中分出一部分空间来，把这部分空间转化为磁盘，就可以对这个虚拟的磁盘进行分区、格式化、GHOST等操作。
用虚拟磁盘实践有很多优点：第一，虚拟磁盘可以做得很小，这样实践的时间就会很短，能在很短的时间内提升数据恢复的经验；第二，建立的虚拟磁盘是完全没有数据的，就不会出现复制100张照片进去，结果恢复出200张照片的情况；第三，不用额外购买好盘，几乎零成本，也不会损坏计算机中的数据。
InsPro软件的安装没有什么特别的，与安装其他软件一样，安装好软件以后，在Windows操作系统“开始”菜单中就有相关菜单了。
从图3-1可以看出InsPro已经安装好了，安装好虚拟磁盘以后，会有两个程序。Launch DiskCreator用于建立一个文件，文件的大小就是虚拟磁盘的大小。Launch DiskLoader是把刚才建立好的文件装载成磁盘，就可以像真实的硬盘一样分区和格式化了，但是计算机重启以后，就看不到这个磁盘了，需要重新装载才能变回磁盘。图3-1 安装完InsPro
下面具体介绍一下虚拟磁盘的使用，先运行Launch DiskCreator程序。
图3-2是运行Launch DiskCreator以后的界面，单击Browse（浏览）按钮，在某个分区建立一个文件，文件名和目录名不能用中文，可以用英文字母或者数字。建立好文件名以后，在Virtual Hard Disk Size文本框填入虚拟磁盘的大小，单位是MB，比如填入2000，就表示是2000MB。图3-2 运行Launch DiskCreator
从图3-3看到，在分区E盘建立了一个名为007的文件夹，在文件夹下输入了000的文件名，后面的扩展名是自动加上的。虚拟磁盘的大小输入的是2000MB，单击Create（建立）按钮，瞬间就建立了一个2000MB的文件，建立好文件后单击Exit按钮退出程序。图3-3 设置好文件名和磁盘大小
然后运行Launch DiskLoader程序，把刚才建立的文件转化为磁盘，就可以对磁盘进行分区和格式化了。
图3-4是运行Launch DiskLoader程序的主界面，单击Browse（浏览）按钮，找到刚才建立的文件，然后单击Load InsDisk（装载）按钮，就把刚才建立的文件装载成磁盘了。图3-4 运行Launch DiskLoader
从图3-5可以看出，文件000和111都已经装载成功了。进入设备管理器，就能看到两个虚拟磁盘。图3-5 装载文件成功
从图3-6可看到，系统盘是Maxtor 6Y080L0，另外两个就是刚刚建立好的虚拟磁盘。图3-6 装载好的两个虚拟磁盘3.2 R-STUDIO的详细使用技巧
R-STUDIO是功能超强的数据恢复、反删除工具，采用全新恢复技术，为使用FAT12/16/32、NTFS、NTFS5（Windows 2000系统）和Ext2FS（Linux系统）分区的磁盘提供完整数据维护解决方案。同时提供对本地和网络磁盘的支持，此外大量参数设置让高级用户获得最佳恢复效果。主要特点和功能如下。
·采用Windows资源管理器操作界面；
·通过网络恢复远程数据（远程计算机可运行Windows 95/98/Me/NT/2000/XP、Linux、UNIX系统）；
·支持FAT12/16/32、NTFS、NTFS5和Ext2FS文件系统；
·能够重建损毁的RAID阵列；
·为磁盘、分区、目录生成镜像文件；
·能恢复删除分区上的文件、加密文件（NTFS5）、数据流（NTFS、NTFS5）；
·能恢复FDISK或其他磁盘工具删除过的数据、病毒破坏的数据、MBR破坏后的数据；
·识别特定文件名；
·把数据保存到任何磁盘；
·浏览、编辑文件或磁盘内容。
特别在恢复分区完全破坏，无法找到原来的分区情况下，R-STUDIO的全盘扫描功能，可在完全没有分区表信息的情况下，最大限度地恢复出重要的数据。
下面将以三个分区误GHOST成一个区的数据恢复实例来讲解R-STUDIO的使用。3.2.1 三个分区误GHOST成一个分区的数据恢复实例
本例用虚拟磁盘来演示。
第1步 图3-7所示是建立好的虚拟磁盘，磁盘1是1500MB，磁盘2是2000MB，还没有分区，也没有复制任何数据进去。图3-7 建立好的虚拟磁盘
第2步 对于刚才建好的两个虚拟磁盘，把1500MB的磁盘分成三个分区，分别是500MB、400MB、600MB，如图3-8所示。在500MB的分区中存放100张照片，在400MB的分区中存放一些文档，在600MB的分区中存放一些视频程序。当然，每个分区存放什么数据其实可以随意的，但是最好做到每个分区的数据格式不一样，以免恢复出来的数据，看不出是哪个分区的数据，弄混了，就不知道每个分区恢复的百分比了。图3-8 分好区的虚拟磁盘
2000MB的磁盘分成了一个区，并复制了一些压缩文件，可以复制别的文件类型，要求是不能跟1500MB磁盘中的文件类型相同，以免混淆了数据，分辨不出是哪个硬盘的数据。
第3步 做好这些准备工作以后，启动GHOST32程序，这个程序可以在Windows XP系统下运行。
图3-9所示是磁盘对磁盘GHOST界面。要使用磁盘到磁盘的模式，不要用分区到分区的模式。把2000MB的磁盘GHOST到1500MB，再想办法恢复1500MB磁盘中三个区的数据。图3-9 磁盘对磁盘GHOST
第4步 图3-10所示是磁盘GHOST到磁盘完成了，把2000MB的磁盘GHOST到1500MB中。GHOST完成以后，提示继续还是重启计算机，一定要选择继续，一旦重启计算机，虚拟磁盘就没有了。图3-10 GHOST完成
从图3-11可以看到，原来1500MB中的三个区变成了一个区，里面的数据也全部不见了，只看到跟2000MB磁盘中一样的数据。接下来，通过R-STUDIO来恢复里面的数据看看，能恢复多少呢？图3-11 三个区变成了一个区3.2.2 R-STUDIO主界面介绍
R-STUDIO是个国外软件，所以操作界面是英文的，对于不太懂中文的朋友来说，有点小麻烦，不过关系不大，只要掌握几个常用菜单就好了。
图3-12所示是R-STUDIO的主界面，从图中可以看到，列举出了计算机上的所有存储设备，一个系统盘和两个虚拟磁盘。R-STUDIO支持对U盘、移动硬盘、SD卡、CF卡等所有的存储设备进行扫描和恢复。如图3-12所示，选中需要恢复数据的1.48GB磁盘，单击右键，就出现了扫描的界面。图3-12 R-STUDIO主界面3.2.3 用R-STUDIO扫描硬盘和分区
R-STUDIO可以对分区或者整盘进行扫描。
第1步 图3-13所示是选中磁盘的扫描，是全盘扫描。全盘扫描用于分区被破坏，或者已经找不到原来分区的情况下使用。单击Scan（扫描）菜单，就会出现扫描设置菜单，这个设置菜单与分区扫描的界面是完全一样的。图3-13 全盘扫描
第2步 从图3-14可以看到，选中盘符G的Scan（扫描）菜单，就是对分区进行扫描。分区扫描用于分区完好，只恢复其中某个区的数据的情况，速度会快些。图3-14 分区扫描
第3步 单击Scan（扫描）菜单，会出现扫描设置界面。图3-15所示是扫描设置界面，File System框设置文件系统类型，Start设置扫描开始位置，Size设置扫描的大小，Extra Search for Known File Types复选框是按照文件类型来恢复。这样扫描恢复出来的数据是没有文件名的，按照文件的位置来命名文件名，单击Known File Types按钮可以设置需要恢复的文件类型有哪些。图3-15 设置扫描选项
第4步 在图3-16中选择客户需要恢复的文件类型。一般客户需要的是图片、文档、表格等，如果全选，扫描的速度会慢一些。图3-16 文件类型选择
第5步 从图3-17中可看到，扫描的时候会出现各种颜色，不同的颜色表示不同的数据类型，没有颜色的方块表示里面没有任何数据。如果从头到尾扫描，都是没有色块的，就表示整个硬盘都没有任何数据了。图3-17 正在扫描
第6步 图3-18所示扫描结束后，正常情况下，会出现绿色、橙色、红色选项，这次只出现了绿色和红色。绿色表示数据几乎没有遭受过破坏，橙色表示数据遭受了轻微破坏，红色表示数据遭受了严重破坏。客户需要的数据是在什么颜色呢？这个不好确定，最好就是每个扫描结果都打开看看。图3-18 扫描完成3.2.4 用R-STUDIO恢复出数据
扫描完成了，就可以查找客户需要的数据，并把找到的数据恢复出来。
第1步 双击图3-18中绿色的选项，弹出图3-19所示的界面，在客户需要恢复的数据前面打勾，然后右键选择Recover为恢复所有数据，Recover Marked为恢复打勾的数据， Reopen Drives Files为打开驱动器文件，View/Edit为查看编辑文件，Find/Mark为查找和标记要恢复的数据，这里选择Recover Marked恢复打勾的数据。图3-19 恢复客户数据
第2步 图3-20所示是设置数据输出的路径，就是把客户数据恢复到什么位置。可以直接输入具体的路径，也可以单击方框位置，选择一个保存客户数据的路径。这里特别强调，不要把数据恢复到客户盘上，以免覆盖客户数据，造成二次破坏。选择好路径以后，单击OK按钮，就自动把客户数据恢复到选择的路径当中。经过一段时间，恢复的情况是最后两个区的数据完全恢复了，第一个区的图片恢复了少量。图3-20 保存文件路径
第3步 在导出客户数据的时候，会出现某个文件找到了两个的情况，如图3-21所示，提示已经有一个手工恢复分区0.exe的文件，现在又找到了一个，问该如何处理。Apply the answer to all recovered files意思是，以后碰到相关的提示都按照一样的处理。Overwrite是覆盖，就是不要前面恢复的文件，留下后面恢复的文件。Rename是改名字，就是前面的文件留下，后面恢复的文件重新改个名字，也留下，一般选择这个，两个都留下，因为不清楚是前面文件对，还是后面文件正确。Skip是跳过，就是留下前面的文件，后面恢复的文件不要。Abort Recovering放弃恢复，就是停止恢复客户数据。图3-21 文件存在
第4步 当搜索到的数据量非常多的时候，客户却只要某些文件，就需要搜索功能，只查找客户需要的数据来恢复。
打开Find/Mark菜单，出现图3-22所示查找界面。All Files为查找所有文件，File Extensions为按扩展名查找，Files为按文件名查找，Regular Expression为按照自定义的规则查找。常用的是按照扩展名来查找，如3-22所示，查找的是doc文档、xls表格、pdf文档， jpg图片。图3-22中还有两个选项，Look in是查找的位置、查找的范围的意思，一般选择默认。Find/Mark mode是查找的模式选择，可以选择找一个，还是全部找完。图3-22 查找文件3.3 DiskGenius的详细使用技巧
DiskGenius既是一款功能强大、灵活易用的分区软件，同时也是一款技术高超、功能全面的数据恢复软件。它不仅具备与分区管理有关的几乎全部功能，支持GUID分区表，支持各种硬盘、存储卡、虚拟硬盘、RAID分区，提供了独特的快速分区、整数分区等功能，还具备堪称经典的丢失分区恢复功能、完善的误删除文件恢复功能、各种原因导致的分区损坏文件恢复功能。（1）方便的磁盘分区功能：快速分区、整数分区、快速格式化、支持GUID分区表、动态磁盘。（2）经典的分区恢复功能：搜索已丢失分区、搜到分区立即就能看到文件。（3）易用的文件数据恢复功能：误删除、误格式化、变成RAW格式分区的文件恢复。（4）分区备份与还原功能：三种方式可选择、镜像文件可压缩、有备无患。（5）虚拟重组RAID功能：虚拟重组RAID、支持分区及文件数据恢复。（6）无所限制的文件读/写：基于磁盘扇区、不受系统限制。（7）其他特色功能：分区表错误检查与更正、备份与还原分区表、支持VMWare虚拟硬盘、支持FAT12/FAT16/FAT32/NTFS/EXT3文件系统。（8）内附最新DOS版本：与Windows版相同的界面、相同的操作。3.3.1 DiskGenius主界面介绍
DiskGenius主界面如图3-23所示，可以看到接入计算机的存储设备，很直观地看到了硬盘的分区表信息。图3-23 DiskGenius主界面
选中要恢复数据的磁盘，单击右键，会出现图3-24所示界面。主要菜单的意思如下。图3-24 DiskGenius主要功能（1）保存分区表：当搜索分区表时，是把找到的分区表存放在内存中，真正找到正确的分区表以后，单击保存分区表，才会把分区表写入到MBR中。（2）备份分区表：怕分区表损坏，提前备份分区表，以后分区表坏了，就可以用备份的恢复回来。（3）还原分区表：如果，事先备份过分区表，当分区损坏时，就用这个菜单来恢复分区表。（4）搜索已丢失分区（重建分区表）：使用频率很高的菜单，在全盘中搜索硬盘的分区表，并提示是否正确分区，是否需要保留分区等。（5）重建主引导记录（MBR）：重建MBR中的引导程序，引导程序损坏后，计算机系统将无法启动，就算是重新分区格式化，重新做系统，依然是启动不了系统，只有修复MBR引导程序，才能正常使用。（6）清除保留扇区：就是把主引导扇区（MBR）之后，第一个分区之前的空间全部填零，这样做的目的是清除引导型病毒。（7）快速分区：可以快速给硬盘分区，可以设置分区的数量，分区的大小，分区的卷标，也可以整数倍分区等。（8）删除所有分区：把整个硬盘的分区都删除掉，慎重使用。（9）清除扇区数据：可以设置清除范围，就是给某些扇区填零的意思。慎重使用，会彻底破坏硬盘的数据。（10）转换分区表类型为GUID格式：Windows 8等系统，使用GUID格式，可以把MBR类型转为GUID格式。（11）转换分区表类型为MBR格式：把GUID格式，转成MBR格式。3.3.2 用DiskGenius恢复分区表
DiskGenius很经典的功能，就是恢复硬盘的分区表。3.2节用R-STUDIO恢复了三个分区变成一个分区的数据，其实用DiskGenius来恢复，速度会更快，效果更好。
第1步 在图3-24中，选中“搜索已丢失分区（重建分区表）”，就打开了搜索分区设置界面。
从图3-25中可以看到，搜索的范围有三个选择。“整个硬盘”就是恢复全盘的分区表。“所有未分区区域”就是只在没有分区的地方查找分区，有分区的地方就不查找了。当前选择的区域，就是选中一片区域，然后搜索分区表。“指定柱面范围”，就是从哪个柱面开始扫描。柱面的容量不是很好理解，可以转换成LBA会比较好理解。转换的方式看CHS数字，默认是255磁头，63扇区。比如，10柱面就是10×255×63=160650扇区，反过来要把LBA转成柱面数，柱面数=LBA/255/63。搜索范围的选择主要是看需要恢复的情况。现在是硬盘的三个分区变成了一个分区，是需要恢复全盘的分区表，所以就选择了整个硬盘的范围。图3-25 搜索分区设置界面“忽略没有文件的分区（不提示）”选项就是搜索的时候，只搜索有文件的位置，这个选项很少用。“按柱面搜索（分区按柱面对齐）”选项就是搜索的时候，只搜索柱面的第一个扇区。这样搜索速度快，但是会漏掉那些没有按照柱面对齐的分区。可以先选择这个选项，找不到分区再去掉这个选项。
第2步 图3-26提示找到了一个分区，这个分区的大小是1.5GB，分区格式是NTFS，提示保留还是忽略，或者停止扫描分区表。在恢复分区的同时，可以查看分区中的数据，从图3-26可以看到，分区中的数据是一些压缩文件。这些文件是后来GHOST覆盖过去的，是不要恢复的，于是单击“忽略”按钮跳过这个分区，继续往下搜索。图3-26 找到分区
第3步 从图3-27中可以看到，又搜索到一个分区，分区大小是502.0MB，分区格式是NTFS，这个分区是否需要保留呢？这还是要看分区里面的数据。从浏览文件的界面可以看到，分区里面的数据有个“图片”文件夹，双击进入“图片”文件夹，可以直接预览里面的图片，正好是客户需要恢复的图片，于是单击“保留”按钮，就把这个分区表留下了。但是，只是在内存中恢复分区，并没有写入到硬盘中，所以不用担心破坏硬盘数据。保留这个分区以后，继续搜索后面的分区，很容易就把所有分区找到了。图3-27 搜索到新分区
第4步 图3-28显示已经搜索到了全部的分区表，只要把分区表保存一下，就恢复了全部分区表，分区中的数据也就可以复制出来了。图3-28 搜索到全部分区3.3.3 用DiskGenius扫描分区数据
如果硬盘在分区之前已经被格式化过，或者删除过里面的数据，恢复分区表后并不能看到里面的数据，还要经过扫描。
第1步 先选中要扫描的分区，如图3-29所示选中了卷标是“111(0)”的分区，然后单击“恢复文件”按钮。图3-29 分区扫描菜单
第2步 图3-30所示是扫描设置界面。“恢复误删除的文件”选项是只搜索删除的，不搜素格式化的或者其他损坏的数据。“恢复整个分区的文件”选项是完整彻底的搜索，无论是删除的、格式化的，或者是完好的文件都搜索。“额外扫描已知文件类型”复选框是按照文件的扩展名来搜索，可以单击“选择文件类型”按钮来设定需要恢复的特定文件类型。
第3步 单击“选择文件类型”按钮，就出现了图3-31所示界面，在需要恢复的文件类型前面打勾，恢复的文件类型越多，时间会越长。图3-30 扫描设置界面图3-31 文件类型设置界面
第4步 图3-32所示是扫描分区结束以后的界面，图中所有类型（已识别）是按照文件类型搜索的结果，这个搜素结果里面的文件都是用数字重新命名的，这个搜索结果也是最彻底的。图中卷标“111（已识别）”是按照分区的结构情况扫描的结果，从扫描的结果中可以看到文件夹和文件名等。可以先从“111（已识别）”中恢复，如果没有恢复出客户需要的数据，就要从“所有类型（已识别）”中恢复。恢复的时候，要注意要在右边的窗口中，选中需要恢复的数据，然后在右边窗口中单击右键。图3-32 扫描结束
第5步 图3-33所示是导出客户数据界面，导出的时候，不能在左边有分区列表的地方单击右键，要在右边文件夹和文件列表的窗口中，单击右键选择“复制到”命令，把数据恢复到存放客户数据的文件夹中，这样就把客户数据恢复出来了。图3-33 导出客户数据3.4 软件级数据恢复实例
误删除、误格式化、误分区、误GHOST等，都是经常不小心犯的错误，碰到这种失误，该如何来挽救重要数据呢？这时候，就需要灵活运用R-STUDIO和DiskGenius，把重要数据恢复出来。3.4.1 西部数据500GB硬盘误分区的恢复实例
某客户送来一个西部数据500GB硬盘，据客户描述，本来是想把另一个盘的数据复制到西部数据500GB硬盘中，然后把另一个硬盘重新分区做系统用的，结果删除分区的时候不小心选错盘了，把备份数据的西部数据硬盘分区给删除了，然后还重新分区了，分区的时候才意识到错误，就停了下来。现在硬盘的情况如图3-34所示。图3-34 被误分区的情况
从图3-34可以看到，298.02GB的是系统盘，465.76GB的是客户硬盘，恢复数据的时候，千万不要用客户硬盘在你的计算机里面启动系统。明显可以看到已经分了第一个区了，也建好了扩展分区，但是没有继续建立逻辑分区，也就是说破坏的程度还不严重，数据可以百分之百恢复。
第1步 启动DiskGenius以后，看到了如图3-35所示的情况，客户硬盘分区已经面目全非了。图3-35 启动DiskGenius
第2步 选中客户西部数据500GB硬盘，单击右键选择“搜索已丢失的分区（重建分区表）”命令后，出现如图3-36所示的界面，不用做任何设置，直接单击“开始搜索”按钮开始自动搜索分区。
第3步 很快就搜索到一个60.0GB的NTFS分区，如图3-37所示。这个分区是不是客户原来的分区呢？可以单击找到的分区，然后单击“浏览文件”标签页，如图3-37所示，明显可以看到里面有很多的资料和数据，很明显这就是客户的重要数据，是需要恢复的数据，于是单击“保留”按钮。如果不是客户需要的分区，没有客户需要的数据，就要单击“忽略”按钮。保存分区以后，会继续往前面搜索剩余的分区。图3-36 搜索分区图3-37 搜索到一个分区
第4步 只要第一个区搜索到了，后面的分区就很容易搜索了，很快就出现了如图3-38所示的界面，全部分区都找出来了，但是还不能确定是不是需要找回的分区，于是又像刚才一样，一个分区一个分区地查看，看看里面的数据是不是客户需要的，辨别找到的分区是否正确，通过仔细查看和不断地分析辨别，确定是客户原来的分区，果断单击“保留”按钮，分区就全部恢复完成了。但是，这些操作都是在内存中恢复的，还没有保存到分区表中。图3-38 搜索全部分区
第5步 选中客户的西部数据硬盘并单击右键，出现如图3-39所示的命令，单击“保存分区表”命令，搜索到的分区表就保存到硬盘的MBR中了，就可以直接在资源管理器查看到客户的重要数据了。图3-39 保存分区表3.4.2 西部数据500GB硬盘误格式化的恢复实例
某客户不小心，把西部数据500GB硬盘中的一个分区格式化了。
第1步 把客户硬盘作为从盘，接在计算机上进入Windows XP系统，打开R-STUDIO软件，如图3-40所示。图3-40 H盘被格式化
第2步 据客户描述，被格式化的是西部数据500GB硬盘的第三个区，就是图3-40中的H盘，单击右键选中“Scan（扫描）”命令。
第3步 图3-41所示是扫描设置界面。因为客户的系统是Windows XP，所以可以在File System（文件系统）选项中把服务器系统和苹果系统的文件类型去掉，这样速度会快很多，并选择Save to File（保存扫描日志）的保存扫描的进度，方便下次，直接打开扫描日志。再单击“Scan（扫描）”按钮，开始自动搜索误格式化的文件。图3-41 扫描设置
第4步 图3-42所示是扫描完成以后的界面，双击出现的绿色Recognized0(H:)盘，选择客户需要恢复的数据。图3-42 扫描结束
第5步 如图3-43所示，选中客户需要的数据以后，单击右键选中Recover Marked （恢复标记的内容）命令，然后选择存放客户数据的文件夹，成功地恢复了误格式化的数据。图3-43 恢复出数据3.4.3 西部数据500GB硬盘误GHOST变一个分区的恢复实例
很多计算机的系统有一键恢复功能，这个功能很多时候方便了客户修复损坏的系统，但是也有出问题的时候，就是按一键恢复的提示恢复完系统以后，整个硬盘都变成了一个分区了，数据完全不见了。
客户硬盘原本有4个分区，现在变成了如图3-44所示的一个分区。对于这种故障的处理非常简单，跟前面的误分区的恢复是一个原理。图3-44 变成一个分区
启动DiskGenius，如图3-45所示，单击右键选中“搜索丢失的分区（重建分区表）”命令，搜索出原来的分区表就可以了。恢复好分区以后，再重新做个系统，就能正常使用了。图3-45 恢复分区3.4.4 希捷1000GB硬盘误GHOST到D盘的恢复实例
客户原本要把系统GHOST到C盘，却不知道为什么GHOST到D盘了，把D盘中的数据全部覆盖了。
第1步 图3-46所示是需要恢复数据的希捷1TB硬盘，D盘中的数据被GHOST覆盖了。图3-46 1TB硬盘
第2步 启动R-STUDIO软件，选中需要恢复数据的分区，单击Scan（扫描）命令（见图3-47），就会在分区中搜索丢失的数据。具体操作跟前面介绍的恢复方法一样。数据恢复的成功率有多少呢？这个就要看原来D盘有多少数据了。假设原来D盘有40GB的数据，被GHOST系统以后覆盖了5GB的数据，那么D盘的数据大概能恢复35GB左右。当然，这不是绝对的，只是一种估算，具体要看软件恢复的情况。图3-47 扫描选项3.4.5 西部数据500GB硬盘被分区了十次的恢复实例
这个案例很多人提到过，但是没有碰到过真实的客户。因为把硬盘连续分区十次，然后又想着恢复里面的数据，这是什么样的客户才能做出来的事情呢？所以，这只是一个假设的故障，通过拿自己的西部数据500GB硬盘做了一次实践，发现无论分区多少次（只是分区，不存放数据），对原来的数据几乎没有任何影响，恢复的方法也很简单，就是用DiskGenius恢复最开始的分区表就行。3.4.6 数码相机卡被格式化的恢复实例
客户在拍照的时候，误操作，把数码相机卡给格式化了。在相机中格式化，跟在计算机中格式化是一样的方法恢复。找一个读卡器就能把SD卡转接到计算机上。
第1步 图3-48所示是常用的读卡器，一般售价十几元就可以买到。把SD卡插入读卡器中，然后把读卡器连接到USB口，在磁盘管理器中就可以看到SD卡的分区。图3-48 常用读卡器
第2步 图3-49所示是8GB的SD卡，显示的是可移动设备。图3-49 SD卡
第3步 在图3-50中，SD卡的大小是8GB，有一个分区，被格式化了。恢复思路跟硬盘的分区被格式化是一样的。图3-50 DiskGenius中看到的SD卡
第4步 打开数据恢复菜单，如图3-51所示选中“恢复整个分区的文件”选项，其余操作跟扫描硬盘一样。被格式化的数据基本上全部都能被恢复。图3-51 扫描设置3.4.7 U盘被误格式化的恢复实例
U盘格式化的恢复，跟硬盘的分区被格式化的恢复是一样的。
第1步 图3-52所示是一个8GB的U盘，被格式化了。图3-52 8GB的U盘
第2步 打开R-STUDIO软件，选中要恢复的U盘分区H盘，单击右键选中Scan（扫描）命令，如图3-53所示。图3-53 扫描
第3步 从图3-54可以看到，不用做什么设置，因为U盘容量一般都比较小，扫描不会花太多时间，所以没有必要保存扫描日志信息。直接单击Scan（扫描）按钮，就会自动搜索被格式化弄丢的数据，扫描完成以后直接把数据导出到存放客户数据的文件夹就行了，恢复也非常简单。图3-54 扫描设置3.4.8 数码相机中照片被误删除的恢复实例
客户数码相机的SD卡，不小心在计算机中删除了里面的照片，删除完以后没有复制数据进去，也没有再拍照片。这个时候恢复数据的话，用R-STUDIO会比较快捷。
第1步 看图3-55中，因为删除以后没有覆盖新的数据，可以不用扫描。先选中SD卡的分区K盘，单击右键选中Open Drive Files（打开分区文件）命令，不用扫描就能直接看到被删除的文件。图3-55 打开分区
第2步 在图3-56中，有红色×的文件就是刚刚被删除的照片，选中有红×的文件，单击右键恢复到存放客户数据的文件夹，轻松恢复出客户的照片。图3-56 删除的文件3.4.9 U盘提示请将磁盘插入驱动器的恢复实例
第1步 一个正在使用的U盘，突然就不行了，无法打开，如图3-57所示，提示“请将磁盘插入驱动器H:.”，无法打开分区，也无法看到里面的数据。图3-57 插入驱动器
第2步 选中分区H，单击右键查看属性，如图3-58所示，提示文件系统RAW，已用空间和可用空间都是0。造成这样的情况，一般都是DBR出了问题，或者分区位置发生了变化。图3-58 查看属性
第3步 在资源管理器，选中U盘的分区H盘，单击右键选中“格式化”命令，如图3-59所示。在这里不是真的要格式化，而是为了看U盘的真实容量是否正确。
第4步 选中“格式化”命令以后出现了如图3-60所示界面，看到U盘的容量有7.10GB，接近U盘真实容量。从以上这些信息就可以判断，U盘没有硬件损坏，只是软故障，于是启动R-STUDIO软件。图3-59 格式化图3-60 查看容量
第5步 如图3-61所示，扫描分区以后，导出客户需要的数据，数据恢复完成。图3-61 R-STUDIO扫描3.4.10 U盘提示未格式化的恢复实例
一个U盘正在使用的时候，计算机死机了，再把U盘接上计算机的时候，提示未格式化。
第1步 如图3-62所示，单击U盘的分区J盘，提示磁盘未格式化。造成这个故障的原因有软故障和硬故障。软故障比较简单，用软件扫描就可以了。硬故障就是有硬件损坏，需要专业的Flash设备，取下Flash芯片来读取，成本非常高。如何判断是软故障还是硬故障呢？很简单，提示格式化的时候，单击“是（Y）”按钮。
第2步 如图3-63所示，不是真的要格式化，而是打开格式化界面，查看一下容量是否正确。能正确显示U盘的容量，就是软故障，如果只看到8MB，或者比真实容量小很多，则是硬故障。从图3-63所示可以判断是软故障，用R-STUDIO或者DiskGenius扫描一下，数据轻松恢复。图3-62 提示格式化图3-63 格式化3.4.11 三星、联想、小米Android手机短信的恢复实例
在Android手机上误删除、格式化SD卡，或者因操作不当等原因丢失了上面的数据，误删除了短信、电话号码等，可以通过Android数据恢复工具，恢复手机或从其他设备传输的任何照片与视频、音乐、文件、档案等，还包括存储在Android手机上的SD卡和内存卡的资料。进行扫描的时候，可以选择扫描SD卡或者内存卡，操作步骤非常简单。
本列选择使用安卓手机数据恢复软件（7-Data Android Recovery企业版）V1.0版，其特点如下。
·从Android找回删除或格式化的照片、视频、音频文件。
·恢复存储在Android手机上的丢失的文件。
·与所有的Android手机产品型号兼容。
·使用USB线直接连接Android手机，包括摩托罗拉、三星、索爱、HTC、诺基亚、飞利浦、多普达、联想、小米、LG、中兴、华为、宏基、海信、海尔、酷派、天语、魅族、夏普、谷歌、桔子、华硕、戴尔、技嘉、琦基、阿尔卡特、京瓷、泛泰、优派等。
·支持误删短信恢复。
·支持误删通讯录恢复。
·支持所有可恢复的文件类型。
·以原始品质预览照片。
·检查视频、音乐和其他文件的文件类型。
第1步 如图3-64所示，首先，用USB数据线把手机连接到计算机，可以选择自己喜欢的语音，比如选择英文或者简单中文等。然后，单击“下一步”按钮，就开始搜索手机中的SD卡和内存卡。图3-64 连接手机
第2步 如图3-65所示，图中7.401GB是SD卡，1.795GB是内存卡，选中方框中的内存卡，还有文件类型的选择，单击“高级设置”按钮。图3-65 显示的内存卡
第3步 如图3-66所示，可以设置需要恢复的文件类型，有图片类、文档类、电子邮件、数据库等类型。一般内存卡都比较小，扫描时间不会太长，所以就全选。单击“确定”按钮回到选择驱动器界面，单击“下一步”按钮，就开始扫描了。图3-66 “高级设置”界面
第4步 图3-67是正在扫描的界面，一般几分钟就扫描完了，这个时候不要去动手机，不要拔掉USB数据线，静静地等待扫描完成。图3-67 正在扫描
第5步 经过几分钟的扫描，就出现了图3-68扫描结束界面，扫描出非常多的文件。如果只想恢复某几个文件，可以打开“查找”按钮，搜索需要的文件。图3-68 扫描完成
第6步 如图3-69所示，可以在“文件名”框中输入需要搜索的文件名，单击“查找下一个”按钮，就会自动搜索需要的文件。如果，需要恢复的是比较多的文件，可以打开“搜索文件”按钮。
第7步 如图3-70所示，可以搜索文件名的一部分，也可以设置搜索的位置和范围。比如，只搜索某个时间段的文件，限定文件大小范围，某些类型的文件等。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]