硬碟基本原理及修復壞軌教學

硬碟大致分為，磁片Media、讀寫頭Read Write Head、馬達Spindle Motor & Voice Coil Motor、底座Base、電路板PCBA等幾大項組合而成。


Media的基板是金屬或玻璃材質製成，為達到高密度高穩定的品質，基板要求表面光滑平整，不可有任何暇疵，然後再將磁粉Coating 濺鍍到基板表面上，最後再塗上保護潤滑層。此處有2項高科技，一為如何製造出不含雜質極細微的磁粉；二為如何將磁粉均勻的Coating上去。


以3.5” Media計算，其內徑為25mm，需扣掉最外及最內圈不儲存Data的部分，實際只剩20mm，如換算成60GB Media以Bit為單位(1個Bit記錄0或1，8Bit只可記錄一個字元如A、B或C…。事實上不是以Bit為單位，在此為求簡單易懂，故以Bit形容)


Media每面粗計密度為﹕32,901,120,000 Bit，可見其密度相當高，所以Media不可有任何污染，全程製造均需在Class 100高潔淨度的Clean Room內，這也是硬碟機要求需在Clean Room才能拆解的原因。


Media出廠時，是完全空白無任何訊號存在，需交由各硬碟廠組裝時自行編碼。


Head 是由上、下多片讀寫頭固定在同一組Arm上，來回移動時是整組Arm一起移動，一般讀寫原理是，例如﹕當10MB Data進來時，第1個Head先寫4096 Byte(視規格各異)，第2 Head寫4096 Byte，依此類推，呈垂直讀寫，所以1 支檔案是被分成很多段存在各磁面上，讀取時也是同理，如此多磁頭同時讀寫可達到高速要求，但現在又有更先進的科技出現。


Arm 因需高速來回移動，不可抖動，並精準移至原位址，各Head垂直度不可有分毫誤差(限於頭髮的0.001 ﹪寬度)所以Head、Media均不可鬆動或偏角，否則會無法定軌。目前科技尚無法將誤差的Head或Media調整回原址，因需以3D立體來看X、Y點及各Head的垂直點外，還需顧及外徑與內徑的公差，這也是硬碟怕碰撞的原因，更不可能去更換Head。  


Spindle Motor上裝有１至多片Media，以7,200或10,000 RPM 定速旋轉，為保持其Balance不可抖動，所以其Bearing(分滾珠、液態)品質要求嚴謹，需能忍受24 H x 365 Days持續運轉而不磨損、不產生高溫噪音。


硬碟組裝時，是依序將Spindle Motor、Media、Voice Coil Motor、Head裝上固定後，先測試各Head在其所處Media的Fly Height值，是否合格﹖(約為0.5 u in)


因為Head是利用氣流漂浮在Media上不接觸的原理，才可在各軌間高速來回移動，但太高讀取訊號太弱，太低會磨損到Media表面，所以 Media表面上須相當光滑平整，任何異物、塵埃均會使得Head打傷磁面而造成Data永久性傷害。所以硬碟的裝配修復全程需在高潔淨度的Clean Room (無塵室)內進行。此項安裝作業需用雷射儀器完成無法使用人工。


各大元件裝畢後，此時Media因尚無任何Sector存在，硬碟還無法使用，需經各廠依其規格用專用的Servo Track Writer透過其Head在Media進行一圈一圈Embedded Servo的編碼動作﹒若以60GB Media規格計每面的Sectors總數約為﹕64,260,000 Sectors但因Media是圓形，內徑較小所以所編出的Sector數量會比外徑少，這是所謂的Zone Bit Recording編碼法，這也是最困難的技術。


Embedded Servo完成後，此時硬碟已可使用，接上電腦Power On後，Head已可正常定軌，BIOS已可Detect其規格，出現Cylinder、Head、Sector等值﹒最後BIOS會將Controller交由作業系統，只需Create New Partition及Format就可正式儲存Data。


以上基本原理介紹，讀者應可得知幾項問題需注意﹕  

1. Media不可污染，所以需在Class 100高潔淨度的Clean Room拆解。

2. Head 、Media是唇齒相依，當初固定後，即用Servo Track Writer將各面Media作垂直性的Embedded Servo，就不容許再有誤差，只要稍有碰撞Head就無法定軌，所以更不可能將Head或Media拆下或裝至另一同型硬碟。

3. Media是磁性媒介，就像錄音帶只容許一種極性存在，因此只要Head有電流產生即可改變其原值，所以一台受損的硬碟只要稍有不慎，是很容易再被寫入而破壞原Data。

修復硬碟

【建議參考】

修復壞軌教學 ，這步驟比較繁鎖，要操作前健議先列印出來，再依序操作。

硬碟壞軌分為邏輯性壞軌和物理性壞軌二種，前者就是我們說的假性壞軌，通常為軟體操作不當或使用不當所造成的，可以使用軟體進行修復。

接下來就來看看如果你的硬碟遇到了類似的情況，要怎麼使用軟體來修復這類的壞軌。


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修復假性[邏輯]壞軌
1.如果你的電腦在每次開機的時候，都會出現磁碟機掃描的畫面(全部都是英文字的畫面，忘記是藍底白字~還是黑底白字)，那表示你的硬碟可能己經出現壞軌的狀況，這時候先別急著送修，如果你的硬碟還能在作業系統下操作，那就先將還可以讀取的資料備份起來。
2.接下來讓電腦開機後開啟「我的電腦」，在可能出現問題的硬碟上按一下滑鼠右鍵，接著點選【內容】。
3.然後在「硬碟內容」對話視窗中切換到【工具】，再點選最上面的【立即檢查】。
4.最後在「檢查磁碟」對話中，勾選「自動修正檔案系統錯誤」及「掃描和嘗試恢復損毀的磁區」，然後再按下【開始】讓檢查程式掃描並修正硬碟中的假性壞軌。
5.完成後重新開機，應該就可以將硬碟中存在的假性壞軌給修復。這時候最好趕快將硬碟中的資料備份，並將其他的硬碟或磁碟分割區都進行重組及檢查的工具。
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修復物理性壞軌

如果使用上面的方法沒有解決你的問題，那你的硬碟可能遇上了真正的物理性壞軌，這表示你的硬碟磁軌上產生了物理性的損傷，只能透過重新分配磁碟分區避開壞軌的方式來解決。

如果硬碟發生了物理性壞軌，常會有下列幾種情況 *開啟或執行、複製某些檔案時，硬碟出現操作速度變慢，而且有可能經過長時間的等待後還顯示操作不成功，甚至在讀取到某一些區域時硬碟出現異聲，或乾脆windows系統顯示「無法讀取或寫入該檔」。

*每次開機時Scandisk都一定會被啟動，表示你的硬機上一定有需要修復的重要錯誤，比如壞軌。如果你在執行Scandisk時不能順利通過，那表示硬碟有壞軌。

在win98或win me 下，掃描雖然可以通過，但卻出現紅色的「B」標記，也表明硬碟上必定有壞軌。

*電腦啟動時無法以硬碟開機，用軟碟或光碟啟動後雖可看見硬碟，但無法對該分區進行或操作或操作有誤，甚至完全偵測不到硬碟，都表示硬碟上可能出現了壞軌。

如果你的硬碟在使用時出現了這些狀況，都可能表示你的硬碟某個部份出現了物理壞軌的情況。
由於在win XP下己經沒有可以在DOS下執行的Scandisk程式，所以己經無法用傳統的FDisk 來隔開故障的分割區。但各家硬碟廠商也推出了修復硬碟壞軌的軟體。

1.以一顆故障的Maxtor硬碟為例，每次只要將這顆硬碟裝上電腦，都會讓電腦變得非常非常慢，執行磁碟掃描時也會出現錯誤，我每次掃描到最後一段時都會出現錯誤，我就以這顆硬碟來寫這次的教學。所以後面的教學可能會有一點點不同，你們就參考看看吧。

2.使用之前「為你的硬碟作好保建工作」介紹過的方法找出這顆硬碟的型號是「Maxtor90650U2」，連上Maxtor的首頁，在首頁的右半邊的下拉選單中，點選硬碟型號的選項。

因為 Maxtor 已被 Seagate Technology 購併，所以現在必須到Seagate首頁尋找相關資訊。http://www.seagate.com/maxtor/index_zh-tw.html

3.接著看到的就是這顆硬碟的介紹頁，找到最下面的「Utilities」下拉選單，然後從選單中點選【MaxBlast 3】選項。

MaxBlast 3目前也已經升級到MaxBlast 5

下載MaxBlast 5

http://www.seagate.com/ww/v/index.jsp?locale=en-US&name=MaxBlast_5&vgnextoid=7add8b9c4a8ff010VgnVCM100000dd04090aRCRD

4.在頁面中的「Download MaxBlast 3 For Windows」上按一下左鍵，待版權宣告頁面開啟後，捲動頁面到最下方按下【I Agree】將檔案下載。

5.接著準備一張磁碟片，然後在剛剛所下載的Maxblast3.exe檔案上按二下滑鼠左鍵，接著按下「Welcome」對話視窗中的【Yes】按一下滑鼠左鍵，最後按下【Start】，【MaxBLAST 3】就會自動製作一張可以用來開機、掃描磁碟、分割磁區的開機片。

6.重新啟動電腦並用磁碟片開機後，【MaxBLAST 3】會詢問你要選擇以磁碟片(F)或CD-ROM(C)開機，按下鍵盤上的【F】選擇用磁碟片開機。成功開機後，以滑鼠點選視窗右半邊的【Set Up Your Hard Disk】選項，這個選項可以用來進行新增磁碟、調整磁碟分割區的大小等工作。

7.接下來點選你要進行操作的磁碟機後，在【Next】按一下左鍵，如果你同時安裝了不只一部的硬碟機在電腦上，在選擇時可得特別小心，以免選錯了磁碟機，造成資料的損失。

8.對硬碟重新進行磁區分割的動作也會造成硬碟資料的損失，所以【MaxBLAST 3】也會要求你確認再確認。點選「Continue with selected option and erase existingdata」的方框框後再按下【Next】。

9.然後依照你所需要的作業系統挑選不同的磁碟分割區，假如選擇Windows XP後，再按下【Next】。

10.如果你想讓這顆救回來的硬碟開機的能力，那就選擇「Install drive as new boot drive」後再按下【Next】，如果只是想在這顆硬碟存取資料的話，就選擇另一個選項。

11.然後選擇分割磁碟的操作模式，因為我現在要手動調整硬碟的分割區，所以在這個選項中請選擇「Advanced installation」，再按下【Next】。

12.現在你可以看到在這個硬碟中的所有磁碟分割區，而這個磁碟分割區中包含了物理性的壞軌，所以我現在要將這個分割打散後，再重新建立分割區並跳過這段壞軌的區域。點選目前硬碟上的分割區後，再按下【Clear】將分割區消除。

13.消去分割區的硬碟現在可以再重新進行分割的動作，但仍然隱藏了物理性的壞軌，接下來按下視窗右半邊的【Add】，我要在這顆硬碟上新增並跳過這些損壞的磁區。

14.因為這顆硬碟損壞的部份是在磁軌的最後一段，所以只要將硬碟最尾端的磁軌封閉起來，避免磁頭再去讀取到這些壞軌，就可以達到拯救硬碟的目地。我現在試範的硬碟有6.4GB的容量，所以選擇將最後的400MB捨棄，在「Select Partition Size」的空白框框中填入「6000」後再按下【OK】。

15.再一次確定硬碟中的資料是不重要的，選擇畫面中要進行格式化的磁區後，在【Erase】按一下左鍵。接著再按下【Next】讓「MaxBLAST 3」開始重新建立硬碟上的磁碟分割區。

16.最後在畫面上可以看到「MaxBLAST 3」對磁碟分割區進行重整的動作，當完成進度到達100%，會出現「完成新增磁碟分割區」的說明。到目前為止，這顆硬碟上損壞的部份己經被區隔開來，以後只要注意不要再使用這塊損壞的磁區，就不會造成電腦的當機及壞軌的增加。

硬碟診斷、修護、低階格式化、救援 的免費工具軟體
軟體分類： 磁碟工具
軟體性質： Freeware
語言界面： 英文
操作系統： MS Windows 2000/XP
原創公司：

http://hddguru.com/

軟體介紹：
支持IDE/SATA/SCSI等介面的硬碟，
支持RAID陣列，支持USB/Firewire（1394）介面的硬碟，支持Flash卡。

【軟體名稱】可在XP下低階格式化硬碟的工具

Hard disk low level format tool 2.36 Build 1181

【軟體語言】英文免安裝
【軟體介紹】

                                                                                                        
IDE硬碟、移動硬碟、SATA硬碟都照吃不誤！關鍵是：可以在XP下操作！
低階格式化的後果大家應該知道吧，除了資料無法挽救，還可能造成硬碟一命嗚呼，請慎重使用。有任何後遺症本人一概不于負責!

【下載位置】http://hddguru.com/download/software/HDDGURU-Low-Level-Format-Tool/LLFsetup.2.36.1181.exe