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      1. 成功案例

        Successful case

        硬盤數據恢復之硬盤缺陷(硬盤壞道)

        發布時間:2022-04-28

        在做數據恢復的過程中,我們必將涉及到一些基本的概念。在這里,我們將根據自己的研究和實踐經驗,總結并解釋一些關于“硬盤缺陷”問題。

        Bad sector(壞扇區) 

        我們在做數據恢復時,常常會聽到一個叫壞扇區的詞匯,那么什么是壞扇區呢?壞扇區便是指在硬盤中無法被正常訪問或不能被正確讀寫的扇區就叫做壞扇區,即Bad sector。一個扇區能存儲512字節的數據,如果在某個扇區中有任何一個字節不能被正確讀寫,則這個扇區為就是壞扇區。除了存儲512字節外,每個扇區還有數十個字節信息,包括標識(ID)、校驗值和其它信息。

        這些信息任何一個字節出錯都會導致該扇區變“壞”。例如,在低級格式化的過程中每個扇區都分配有一個編號,寫在ID中。如果ID部分出錯就會導致這個扇區無法被訪問到,則這個扇區屬于壞扇區。有一些壞扇區能夠通過低級格式化重寫這些信息來糾正。

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        接下來我們講講(Bad cluster) 壞簇 ,在用戶對硬盤分區并進行高級格式化后,每個區都會建立文件分配表(File Allocation Table, FAT)。    

        FAT中記錄有該區內所有cluster(簇)的使用情況和相互的鏈接關系。如果在高級格式化(或工具軟件的掃描)過程中發現某個簇使用的扇區包括有壞扇區,則在FAT中記錄該簇為壞簇,并在以后存放文件時不再使用該簇,以避免數據丟失。

        有時病毒或惡意軟件也可能在FAT中將無壞扇區的正常簇標記為壞簇, 導致正常簇不能被使用。這里需要強調的是,每個簇包括若干個扇區,只要其中存在一個壞扇區,則整個簇中的其余扇區都一起不再被使用。

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        Defect(缺陷) 

        在硬盤內部中所有存在缺陷的部分都被稱為缺陷。如果某個磁頭狀態不好,則這個磁頭為缺陷磁頭。如果盤面上某個Track(磁道)不能被正常訪問,則這磁道為缺陷磁道。

        如果某個扇區不能被正常訪問或不能正確記錄數據,則該扇區也稱為缺陷扇區, 可以認為壞扇區 等同于缺陷扇區,總的來說,某個硬盤只要有一部分存在缺陷,就稱這個硬盤為Defect hard disk。

        P-list(永久缺陷表) 

        現在的硬盤密度越來越高,單張盤片上存儲的數據量超過40Gbytes. 硬盤廠家在生產盤片過程極其精密,但也極難做到100%的完美,硬盤盤面上或多或少存在一些缺陷。

        廠家在硬盤出廠前把所有的硬盤都進行低級格式化,在低級格式化過程中將自動找出所有缺陷磁道和缺陷扇區,記錄在永久缺陷表中。

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        并且在對所有磁道和扇區的編號過程中,將跳過這些缺陷部分,讓用戶永遠不能用到它們。這樣,用戶在分區、格式化、檢查剛購買的新硬盤時,很難發現有問題。一般的硬盤都在永久缺陷表中記錄有一定數量的缺陷, 少則數百,多則數以萬計。

        如果是SCSI硬盤的話可以找到多種通用軟件查看到永久缺陷表,因為各種牌子的SCSI硬盤使用兼容的SCSI指令集。而不同牌子不同型號的IDE硬盤,使用各自不同的指令集,想查看其永久缺陷表要用針對性的專業軟件。

        G-list(增長缺陷表)

        用戶在使用硬盤過程中,有可能會發現一些新的缺陷扇區。按“三包”規定,只要出現一個缺陷扇區,商家就應該為用戶換或修?,F在大容量的硬盤出現一個缺陷扇區概率實在很大,這樣的話硬盤商家就要為售后服務忙碌不已了。

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        于是,硬盤廠商設計了一個自動修復機制,叫做Automatic Reallcation。大多數型號的硬盤都有這樣的功能:在對硬盤讀寫的過程中,如果發現一個缺陷扇區,則自動分配一個備用扇區替換該扇區,并將該扇區及其替換情況記錄在增長缺陷表中。這樣一來,少數缺陷扇區對用戶的使用沒有太大的影響。

        也有一些硬盤自動修復機制的激發條件要嚴格一些,需要用某些軟件來判斷缺陷扇區,并通過某個端口(據說是50h)調用自動修復機制。比如常用的Lformat, AD M,DM中的Zero fill,Norton中的Wipeinfo和校正工具,西數工具包中的wddiag, IBM的DFT中的Erase等。

        這些工具之所以能在運行過后消除了一些“壞道”,很重要的原因就在這Automatic Reallcation(當然還有其它原因),而不能簡單地概括這些“壞道”是什么“邏輯壞道”或“假壞道”。 

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        如果哪位被誤導中毒太深的讀者不相信這個事實,等他找到能查看增長缺陷表的專業工具后就知道,這些工具運行過后,增長缺陷表將會增加多少記錄!“邏輯壞道”或“假壞道”有必要記錄在增長缺陷表中并用其它扇區替換么?

        當然,增長缺陷表的記錄不會無限制,所有的硬盤都會限定在一定數量范圍內。如火球系列限度是500,美鉆二代的限度是636,西數BB的限度是508,等等。超過限度,Automatic Reallcation就不能再起作用。

        這就是為何少量的“壞道”可以通過上述工具修復(有人就概括為:“邏輯壞道”可以修復),而壞道多了不能通過這些工具修復(又有人概括為:“物理壞道”不可以修復)。

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        Bad track (壞道)這個概念源于十多年前小容量硬盤(100M以下),當時的硬盤在外殼上都貼有一張小表格,上面列出該硬盤中有缺陷的磁道位置(新硬盤也有)。

        在對這個硬盤進行低級格式化時(如用ADM或DM 5.0等工具,或主板中的低格工具),需要填入這些壞道的位置, 以便在低格過程中跳過這些磁道?,F在的大容量硬盤在結構上與那些小容量硬盤相差極大,這個概念用在大容量硬盤上有點牽強。

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