硬盤結(jié)構(gòu)與故障恢復(fù)

易強(qiáng)?彭永杰?許明明

摘 要：硬盤軟故障占據(jù)系統(tǒng)故障的絕大部分，一般表現(xiàn)為操作系統(tǒng)丟失，無法正常啟動系統(tǒng)，磁盤讀寫錯誤，找不到所需要的文件、文件打不開、文件打開后亂碼，硬盤沒有分區(qū)、提示某個硬盤分區(qū)沒有格式化等。比如受病毒感染；誤格式化或誤分區(qū)；誤克隆；誤刪除或覆蓋；黑客軟件人為破壞；零磁道損壞；硬盤邏輯鎖；操作時斷電；意外電磁干擾造成數(shù)據(jù)丟失或破壞；系統(tǒng)錯誤或癱瘓?jiān)斐晌募G失或破壞。排除故障，恢復(fù)數(shù)據(jù)是機(jī)房維護(hù)工作中主要的組成部分。

關(guān)鍵詞：引導(dǎo)扇區(qū)病毒；文件存儲分配；邏輯鎖

對于一塊新的硬盤，需要將它分區(qū)、格式化，然后才能安裝操作系統(tǒng)。而分區(qū)就是建立主引導(dǎo)扇區(qū)、操作系統(tǒng)引導(dǎo)扇區(qū)、FAT表、DIR目錄區(qū)和Data數(shù)據(jù)區(qū)等五部分。主引導(dǎo)扇區(qū)MBR位于整個硬盤的0磁道0柱面1扇區(qū)，包括硬盤主引導(dǎo)記錄和分區(qū)表。主引導(dǎo)記錄的作用就是檢查分區(qū)表是否正確以及判別哪個分區(qū)為可引導(dǎo)分區(qū)，并在程序結(jié)束時把該分區(qū)的啟動程序（也就是操作系統(tǒng)引導(dǎo)扇區(qū)）調(diào)入內(nèi)存加以執(zhí)行。MBR是由分區(qū)程序Fdisk產(chǎn)生的，目的是使其中的一個活動分區(qū)獲得控制區(qū)，正常啟動系統(tǒng)。主分區(qū)位于硬盤的最前面一塊區(qū)域中，構(gòu)成邏輯C磁盤。主分區(qū)之后的各個分區(qū)是通過一種單向鏈表的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)鏈接的，因此，若單向鏈表發(fā)生問題，將導(dǎo)致邏輯磁盤的丟失。對于DOS來說，操作系統(tǒng)引導(dǎo)扇區(qū)OBR通常位于硬盤的0磁道1柱面1扇區(qū)，是操作系統(tǒng)可直接訪問的第一個扇區(qū)，包括一個引導(dǎo)程序和一個被稱為BPB的本分區(qū)參數(shù)記錄表。文件分配表FAT區(qū)緊接在OBR之后，其大小由這個分區(qū)的空間大小及文件分配單元的大小決定。目錄區(qū)DIR記錄著每個文件的文件名，擴(kuò)展名，是否支持長文件各，起始單元、文件的屬性，大小，創(chuàng)建日期，修改日期等內(nèi)容。操作系統(tǒng)在讀寫文件時，根據(jù)DIR中的起始單元，結(jié)合FAT表就可以知道文件在磁盤的具體位置，然后順序讀取每個簇的內(nèi)容。DIR區(qū)之后是DATA數(shù)據(jù)區(qū)。

硬盤的分區(qū)就象是對一塊地方建倉庫，每個倉庫就好比是一個分區(qū)。格式化就好比是為了在倉庫內(nèi)存放東西，必須有貨架來規(guī)定相應(yīng)的位置。而引導(dǎo)分區(qū)就是倉庫大門號，F(xiàn)AT表就好比是倉庫的貨架號，目錄表就好比是倉庫的帳簿。如果我們需要找某一物品時，就需要先查找?guī)つ?，再到某一貨架上取東西。正常的文件讀取也是這個原理，先讀取某一分區(qū)的BPB參數(shù)至內(nèi)存，當(dāng)需要讀取某一文件時，就先讀取文件的目錄表，找到相對應(yīng)文件的首扇區(qū)和FAT表的入口后，再從FAT表中找到后續(xù)扇區(qū)的相應(yīng)鏈接，移動磁臂到對應(yīng)的位置進(jìn)行文件讀取，就完成了某一個文件的讀寫操作。而文件刪除工作卻是很簡單的，只是將目錄區(qū)中該文件的第一個字符改為“E5”來表示該文件已經(jīng)刪除，同時改寫引導(dǎo)扇區(qū)的第二個扇區(qū)中表示該分區(qū)點(diǎn)用空間大小的相應(yīng)信息，因此被誤刪除的分區(qū)和誤格式化的硬盤完全有可能恢復(fù)。

比如邏輯鎖，故障表現(xiàn)為硬盤在CMOS能夠順利認(rèn)出，但是使用軟盤，光盤和硬盤自身均無法正常啟動。系統(tǒng)提示Verifying DMI pool Data...出現(xiàn)這種故障的原因是病毒或木馬程序針對操作系統(tǒng)的弱點(diǎn)，在加載硬盤讀取硬盤分區(qū)表的信息時人為的修改硬盤分區(qū)表，制造死循環(huán)。解決方法是在CMOS中把硬盤屏蔽掉，再用光盤啟動系統(tǒng)，使用DM軟件，對硬盤頭進(jìn)行低格。也可使用winhex等編輯器修改MS-DOS中的IO.SYS文件，把其中的“ C2 03 06 E8 0A 00 07 72 03”替換為“C2 03 90 E8 0A 00 72 80 90”后，就可以用改動過的系統(tǒng)軟盤或光盤來啟動被邏輯鎖住的硬盤。還原精靈能夠很好的保護(hù)我們的系統(tǒng)不受侵害，但是如果密碼丟失了，我們也非常麻煩，無論如何就是去不掉，無法升級系統(tǒng)或安裝新的應(yīng)用軟件。解決方法是用光盤或其他介質(zhì)引導(dǎo)啟動后，使用Fdisk/MBR命令重建主引導(dǎo)記錄即可。一些引導(dǎo)區(qū)型病毒會對分區(qū)表進(jìn)行加密或?qū)σ龑?dǎo)區(qū)進(jìn)行扇區(qū)搬移后，輕易的使用殺毒軟件殺毒后分區(qū)將丟失，無法找回自己的數(shù)據(jù)。因此我們可以在殺毒前先對主引導(dǎo)區(qū)和引導(dǎo)區(qū)進(jìn)行備份，然后殺毒。如果殺毒后分區(qū)丟失，我們可以通過備份進(jìn)行恢復(fù)，數(shù)據(jù)不會丟失。如果殺毒后數(shù)據(jù)丟失，我們可以使用一些硬盤工具找回丟失的分區(qū)，也可以通過低級磁盤編輯工具，查找在0道中主引導(dǎo)區(qū)的備份，或者使用Fdisk/MBR重建主引導(dǎo)區(qū)，再根據(jù)C盤的位置手工填寫分區(qū)表。當(dāng)然這個操作比較麻煩，花費(fèi)的時間也長。

硬盤是機(jī)電一體化的高度精密設(shè)備，硬盤指示燈正在閃亮?xí)r不可斷電關(guān)機(jī)，如此操作有可能丟失文件，也會損壞硬盤。正常硬盤運(yùn)行時噪聲很小，會有硬盤讀盤時均勻的“嗒嗒”聲。若你的硬盤運(yùn)行時的聲響較大或不正常，這一般是故障的前兆，此時應(yīng)及時備份重要數(shù)據(jù)以防不測。

參考文獻(xiàn)：

[1]施威銘研究室《硬盤玩家實(shí)戰(zhàn)》人民郵電出版社；1999年3月版.