硬盤結構與故障恢復

易強?彭永杰?許明明

摘 要：硬盤軟故障占據系統故障的絕大部分，一般表現為操作系統丟失，無法正常啟動系統，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、提示某個硬盤分區沒有格式化等。比如受病毒感染；誤格式化或誤分區；誤克??；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據丟失或破壞；系統錯誤或癱瘓造成文件丟失或破壞。排除故障，恢復數據是機房維護工作中主要的組成部分。

關鍵詞：引導扇區病毒；文件存儲分配；邏輯鎖

對于一塊新的硬盤，需要將它分區、格式化，然后才能安裝操作系統。而分區就是建立主引導扇區、操作系統引導扇區、FAT表、DIR目錄區和Data數據區等五部分。主引導扇區MBR位于整個硬盤的0磁道0柱面1扇區，包括硬盤主引導記錄和分區表。主引導記錄的作用就是檢查分區表是否正確以及判別哪個分區為可引導分區，并在程序結束時把該分區的啟動程序（也就是操作系統引導扇區）調入內存加以執行。MBR是由分區程序Fdisk產生的，目的是使其中的一個活動分區獲得控制區，正常啟動系統。主分區位于硬盤的最前面一塊區域中，構成邏輯C磁盤。主分區之后的各個分區是通過一種單向鏈表的結構來實現鏈接的，因此，若單向鏈表發生問題，將導致邏輯磁盤的丟失。對于DOS來說，操作系統引導扇區OBR通常位于硬盤的0磁道1柱面1扇區，是操作系統可直接訪問的第一個扇區，包括一個引導程序和一個被稱為BPB的本分區參數記錄表。文件分配表FAT區緊接在OBR之后，其大小由這個分區的空間大小及文件分配單元的大小決定。目錄區DIR記錄著每個文件的文件名，擴展名，是否支持長文件各，起始單元、文件的屬性，大小，創建日期，修改日期等內容。操作系統在讀寫文件時，根據DIR中的起始單元，結合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容。DIR區之后是DATA數據區。

硬盤的分區就象是對一塊地方建倉庫，每個倉庫就好比是一個分區。格式化就好比是為了在倉庫內存放東西，必須有貨架來規定相應的位置。而引導分區就是倉庫大門號，FAT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，就需要先查找帳目，再到某一貨架上取東西。正常的文件讀取也是這個原理，先讀取某一分區的BPB參數至內存，當需要讀取某一文件時，就先讀取文件的目錄表，找到相對應文件的首扇區和FAT表的入口后，再從FAT表中找到后續扇區的相應鏈接，移動磁臂到對應的位置進行文件讀取，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，只是將目錄區中該文件的第一個字符改為“E5”來表示該文件已經刪除，同時改寫引導扇區的第二個扇區中表示該分區點用空間大小的相應信息，因此被誤刪除的分區和誤格式化的硬盤完全有可能恢復。

比如邏輯鎖，故障表現為硬盤在CMOS能夠順利認出，但是使用軟盤，光盤和硬盤自身均無法正常啟動。系統提示Verifying DMI pool Data...出現這種故障的原因是病毒或木馬程序針對操作系統的弱點，在加載硬盤讀取硬盤分區表的信息時人為的修改硬盤分區表，制造死循環。解決方法是在CMOS中把硬盤屏蔽掉，再用光盤啟動系統，使用DM軟件，對硬盤頭進行低格。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我們的系統不受侵害，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，無法升級系統或安裝新的應用軟件。解決方法是用光盤或其他介質引導啟動后，使用Fdisk/MBR命令重建主引導記錄即可。一些引導區型病毒會對分區表進行加密或對引導區進行扇區搬移后，輕易的使用殺毒軟件殺毒后分區將丟失，無法找回自己的數據。因此我們可以在殺毒前先對主引導區和引導區進行備份，然后殺毒。如果殺毒后分區丟失，我們可以通過備份進行恢復，數據不會丟失。如果殺毒后數據丟失，我們可以使用一些硬盤工具找回丟失的分區，也可以通過低級磁盤編輯工具，查找在0道中主引導區的備份，或者使用Fdisk/MBR重建主引導區，再根據C盤的位置手工填寫分區表。當然這個操作比較麻煩，花費的時間也長。

硬盤是機電一體化的高度精密設備，硬盤指示燈正在閃亮時不可斷電關機，如此操作有可能丟失文件，也會損壞硬盤。正常硬盤運行時噪聲很小，會有硬盤讀盤時均勻的“嗒嗒”聲。若你的硬盤運行時的聲響較大或不正常，這一般是故障的前兆，此時應及時備份重要數據以防不測。

參考文獻：

[1]施威銘研究室《硬盤玩家實戰》人民郵電出版社；1999年3月版.