浅论硬盘维修的实验教学研究

　　 论文关键词： 硬盘 分区表 扇区 主引导记录
　　论文摘要： 硬盘中的数据是无价的，因此硬盘是计算机中唯一值得维修的硬件。本文是硬盘维修的重点实验教学内容设计，是作者硬盘分区表维修的教学实践总结，完整全面地介绍了该部分的实验教学内容组成。
　　
　　1.引言
　　
　　硬盘维修是计算机维修实验教学的重点和难点，通过多年实践，我们确定硬盘维修的实验教学的重点是：引导扇区维修，MBR修复，分区表维修，扇区损坏维修。
　　一个完整硬盘的数据应该包括五部分：MBR、DBR、FAT、DIR区和DATA区，下面是我们要求学生熟练掌握的针对各部分损坏的维修软件。
　　
　　2.主引导扇区MBR
　　
　　主引导扇区位于整个硬盘的0磁道0柱面1扇区，包括硬盘主引导记录MBR（Main Boot Record）和分区表DPT（Disk Partition Table）。其中主引导记录的作用就是检查分区表是否正确及确定哪个分区为引导分区，并在程序结束时把该分区的启动程序（也就是操作系统引导扇区）调入内存加以执行。
　　2.1fdisk修复引导扇区
　　硬盘的主引导扇区是硬盘中最为敏感的一个部件，其中的主引导程序用于检测硬盘区的正确性并确定活动分区，负责把引导权移动交给活动区的DOS或其他操作系统，此段程序损坏将无法从硬盘引导。
　　修复此故障的方法较为简单，使用高版本DOS的fdisk最为方便，当带参数/mbr运行时，将直接更换（重写）硬盘的主引导程序。
　　2.2FIXMBR修复引导扇区
　　FIXMBR是一个DOS下的应用小工具，只有12KB，专门用于重新构造主引导扇区。直接运行FIXMBR，它将检查MBR结构，如果发现系统不正常则会出现是否进行修复的提示。如果回答“YES”，它将搜索分区。当搜索到相应的分区以后，系统会提示是否修改。
　　
　　3.分区表维修
　　
　　硬盘在进行分区时，分区软件（如FDISK）会在硬盘的0柱面0磁头1扇区建一个64字节的分区表，在分区表的前面是主引导记录（MBR）。
　　中文磁盘工具DiskGenius，原名Disk Genius（DiskMan），在重建分区表方面具有非常实用的功能，能建立分区、激活分区、删除分区和隐藏分区，查看任意扇区数据。它的所有功能都可以通过快捷键和鼠标点击菜单的方式来完成，操作非常方便；并且，所有操作在未存盘前，都是在内存中进行，不必担心误操作造成严重后果。
　　DiskGenius可通过未被破坏的分区引导记录信息重新建立分区表。只要在菜单的工具栏中选择“重建分表”，DiskGenius即开始搜索并重建分区。使用过程之中，DiskGenius将首先搜索0柱面0磁头从2扇区开始的隐含扇区，寻找被病毒挪动过的分区表。紧接着搜索每个磁头的第一个扇区。整个搜索过程是采用“自动”或“交互”两种方式进行。自动方式保留发现的每一个分区，适用于大多数情况。交互方式对发现的每一个分区都会给出提示，由用户选择是否保留。当采用自动方式重建的分区表一旦出现不正确的故障时，我们可以采用交互方式重新进行搜索，但是，重建分区表功能也不能保证做到百分之百地修复好硬盘分区表。
　　此外，三茗硬盘医生也是一款全免费中文国产硬盘事后修复工具，能帮助我们修复主引导记录、系统引导记录、FAT分区表等系统区数据，还具有系统区数据的备份和查看、硬盘分析等功能。
　　4.坏扇区的修复
　　
　　4.1MHDD的应用
　　MHDD是俄罗斯Maysoft公司出品的专业硬盘工具软件，MHDD最好在纯DOS环境下运行；MHDD可以不依赖于主板BIOS直接访问IDE口，但要注意不要使用原装Intel品牌主板；MHDD在运行时需要记录数据，因此不能在被写保护了的存储设备中运行（比如写保护的软盘、光盘等）。
　　常用的功能是SCAN（热键F4）：盘面扫描，可以用特定模式来修复坏扇区，MHDD将从保留容量中拿出同等容量的扇区来取代新发现的坏扇区，并将坏扇区的物理地址写入G-list表，所以硬盘总容量不会减少。这种修复方式是基于硬件底层的方法。

　　4.2THDD测试、修复工具
　　THDD可以测试硬盘的坏道，还可以对检测出来的坏道进行修复。具体操作为：进入THDD选择硬盘，先用SURFACE TEST检测完坏道后按R键进行修复，选择“查看缺陷列表”，会显示检测到的坏扇区结果。此时你可以通过上下方向键查年坏扇区列表。按“R”键，THDD会自动把这些坏扇区添加到硬盘的G-List中。
　　
　　5.固件的修复
　　
　　5.1硬盘的固件
　　随着磁盘密度的增加、机构的进一步复杂、功能和速度上的提高，如今的硬盘都会在磁盘里面划分出一个容量比较大的，称为“系统保留区”的区域，用来储存硬盘的各种信息、参数和控制程序，有的甚至把硬盘的Fireware也做到了系统保留区里面（原来这些信息都是储存在硬盘控制电路板的芯片上的）。硬盘的型号容量大小都包括在里面，这些称为厂家信息，这些命令语句、信息等有的是保存在芯片之中，统称为固件；有的是部分保存在电路板的芯片中部分保存在硬盘的负磁道，就是零磁道前面的磁道（这部分的内容是一般的软件不能读取的）。有的硬盘将所有的命令语句，信息全都保存在负磁道，这样一样，成本可以大大降低。硬盘固件相当于BIOS和操作系统和程序，因为固件里包括了引导命令、控制语句和执行语句等。
　　5.2PC-3000
　　PC-3000是由俄罗斯著名硬盘实验室——ACE Laboratory研究开发的商用的专业修复硬盘综合工具。它的工作基本原理是破解各种型号的硬盘专用CPU的指令集，解读各种硬盘的Firmware（固件），从而控制硬盘的内部工作，实现硬盘内部参数模块读写和硬盘程序模块的调用，最终达到以软件修复多种硬盘缺陷的目的。功能有：重写硬盘Firmware模块；按工厂方式扫描硬盘内部缺陷并记录在硬盘内部相应参数模块；按工厂方式进行内部低级格式化；更改硬盘参数等。
　　可进行的操作：1.伺服扫描，2.物理扫描，3.lba地址扫描，4.屏蔽成工厂坏道（p-list），5.屏蔽磁头，6.屏蔽磁道，7.屏蔽坏扇区，8.改bios的字（参数），9.改lba的大小，10.改sn号，11.查看或者修改负头的信息。
　　在使用PC-30000AT对硬盘驱动器进行测试并做出了关于它的缺陷的初步判断后，就可以启动一个专用工具模块进行更高级的诊断或修复硬盘驱动器的固件，以厂家所用的方法（factory mode 工厂模式）进行硬盘驱动器修复。
　　
　　6.结语
　　
　　21世纪是人类依靠知识创新和可持续发展的世纪，是知识经济的时代，知识经济时代的社会需要更多具有创新、创业精神和创新能力的高素质人才。知识经济时代教育的核心是培养人的创造性思维、创新能力和实践能力。学校要培养具有创新能力的学生，就必须为他们提供一个创新平台，从而激发他们的创新思维。实验教学是培养学生创新能力的一个关键环节。实验教学的目的是培养大学生的创新精神和实践能力，提高他们的综合素质。
　　硬盘维修实验是我们的创新实验，硬盘维修能培养学生的创新思维，充分发挥学生的综合能力。
　　
　　参考文献：
　　〔1〕徐文军.硬盘应用与维护〔M〕.北京：机械工业出版社，2002.
　　〔2〕张钟澍.修复和维护好你的硬盘〔M〕.北京：北京希望电子出版社，2002.