История разработки накопителей на жестком диске, их использование в современных компьютерах. Методы диагностики и анализ жесткого диска стандартными средствами Windows, Acronis и Partition Magic. Общий анализ логических структур операционной системы.
Аннотация к работе
Хотя c ним можно вполне успешно работать, попытка сохранить программу на диске будет безуспешной - для этого нужно присоединить к вашему компьютеру кассетный магнитофон. Однако по мере снижения цен и совершенствования технологии все больше микрокомпьютеров оснащается накопителями на жестких дисках. Этот четырнадцатидюймовый диск хранил по 30 Мбайт информации на каждой стороне, что нашло отражение в названии "винчестер", позже прочно закрепившимся за накопителями на жестких дисках. Типичные современные жесткие диски имеют диаметр 51/4 или 31/2 дюйма. накопитель жесткий диск компьютер Самые распространенные ошибки: WD установлен «мастером» на контактах 5-6 (::I:: - винчестер не определяется, либо долго висит на POST) - перемычка должна быть снята либо установлена в «нейтраль» на контакты 4-6; Samsung установлен «слейвом» на контактах 5-6 (:I:: - винчестер обрезается до 32 ГБ) - перемычка должна быть снята, либо установлена в «мастер» на контакты 7-8 (I::: ).7 Seek error rate говорит о проблемах с позиционированием, что в свою очередь может быть вызвано как проблемами питания, так и деградирующей поверхностью или головками; На вышеуказанном примере мы видим, что у теоретически исправного винчестера текущие (value) значения и наихудшие (worst) должны быть максимально близки, а сырое (raw) значение быть как можно ближе к нулю, за некоторыми исключениями (HDA Temperature, Power-on time, Number of spin-up times). При изучении винчестера с периодически возникающими проблемами, либо вообще с непонятной историей болезни, крайне важное значение имеет изучение наихудших (worst) параметров, сигнализирующих о том, насколько винчестеру было плохо в какой-то промежуток времени. Интересны худшие значения Read error rate, Current pending sectors и Write error rate. А так как процедура возврата винчестера продавцу, а также его последующая диагностика в местном сервис-центре - процесс относительно длительный и в ряде случаев (например, если срок гарантии на HDD уже истек) не бесплатный, умение применить необходимое программное средство для диагностики и устранения неисправности накопителя будет весьма пользительным не только системным администраторам и инженерам тех.отдела больших фирм, но и рядовым пользователям.
Введение
В мире микрокомпьютеров есть два основных носителя информации: дискеты (гибкие диски) и жесткие диски. Но это не всегда было так. Первые микрокомпьютеры использовали для записи программ и данных кассетные магнитофоны. Как напоминание об этом сохранился кассетный Бейсик IBM, записанный в ПЗУ компьютера IBM PC. Он запускается, если вы при загрузке не установите в дисковод системную дискету. Хотя c ним можно вполне успешно работать, попытка сохранить программу на диске будет безуспешной - для этого нужно присоединить к вашему компьютеру кассетный магнитофон. Разъем для него находится на задней панели компьютера рядом c разъемом для подключения клавиатуры. Если вам не довелось быть свидетелем начала микрокомпьютерной революции, то вы, вероятно, лучше знакомы с гибкими дисками. Сейчас это наиболее подходящий носитель информации для домашнего применения и использования на малых фирмах. Однако по мере снижения цен и совершенствования технологии все больше микрокомпьютеров оснащается накопителями на жестких дисках. Основными преимуществами их, по сравнению c дискетами, являются значительно большая емкость, более быстрый доступ к данным, исключительное удобство в использовании. Это хорошо заметно при переходе от системы на флоппидисках к системе c жестким диском. Самый первый накопитель на жестком диске был разработан на фирме IBM в самом начале 70-х годов. Этот четырнадцатидюймовый диск хранил по 30 Мбайт информации на каждой стороне, что нашло отражение в названии "винчестер", позже прочно закрепившимся за накопителями на жестких дисках. Дело в том, что емкость диска 30/30 перекликается с названием известного ружья фирмы "Winchester". Этот накопитель до сих пор используется на некоторых вычислительных центрах в качестве столика для чая. Первый серийный накопитель на жестких дисках - 3340 - был создан фирмой IBM в 1973 году. Он имел емкость 140 Мбайт и стоил 8600 американских долларов. Эти винчестерские диски предназначались для использования на больших универсальных ЭВМ. Спустя 15 лет опять же IBM приспособила жесткие диски для использования в персональных компьютерах, однако основная концепция и принцип работы остались такими же, как и в первом накопителе 30/30. Типичные современные жесткие диски имеют диаметр 51/4 или 31/2 дюйма. накопитель жесткий диск компьютер
1. Доступные методы диагностики жестких дисков
Разумеется, начинаем с внимательного осмотра внешнего вида. Настоятельно рекомендую вооружиться лупой. Внешний вид может очень много рассказать о винчестере. К примеру, многочисленные царапины на боковинах корпуса говорят о том, что жесткий диск часто снимался-ставился, причем неаккуратно и впопыхах. Разумеется, для проведения этих операций системный блок не вытаскивался на освещенное место и не клался на бок для комфортной работы, а делалось это все под «компьютерным» столом в узкой, пыльной и темной «будке», где системный блок, как правило, помещается. Будет справедливым предположить, что многочисленные манипуляции по съему-установке предпринимались для переноса винчестера по различного рода местам, поэтому нелишне будет исследовать накопитель на предмет следов от ударов о бетонный пол, асфальт и пр. Неудобные условия для монтажа, описанные выше, зачастую приводят не только к косметическим повреждениям на боковинах, но и к порезам как уплотнителя крышки гермоблока, так и наклейки на технологическом окне, что ведет к разгерметизации винчестера. Попавшие внутрь остатки уплотнителя вместе с клеем, а также пыль окружающей среды ведут к мучительному подыханию голов и запилам на магнитных дисках.
Изучив корпус, переходим к внимательному осмотру платы электроники. Для этого могут понадобиться различные специфические отвертки для снятия платы как то:TORX-9, TORX-5 и т. д., т. к. на некоторых винчестерах (WD, в последнее время Seagate), в том числе и ноутбуках, элементы на плате спрятаны внутрь, и рассмотреть их без снятия последней физически не представляется возможным.
В первую очередь нас интересуют следы прогаров, прострелов элементов на плате, снесенные элементы, о былом наличии которых можно судить по оставшимся ошметкам в местах пайки. Типичными местами пробоев являются, защитные стабилитроны на Seagate, Samsung, в последнее время и WD с Hitachi. Далее, идут так называемые «нулевки» или «фузы» (нулевые резисторы либо предохранители, горящие при пробое стабилитронов, чтобы не нагружать коротким замыканием блок питания: Samsung, последние WD). Затем представляют интерес драйвера двигателей и головок: настоящий рекордсмен здесь WD, реже Maxtor, Seagate.
Исследуем PATA интерфейс на наличие вдавленных пинов (вдавленный 21-й пин ведет к тормозам при операциях записи-чтения или к зависанию на POST на некоторых материнских платах), говорящих о многократных панически вытаскивания кабеля (та самая «пляска с бубном» - а вдруг запустится), заломанных пластмассовых отбортовок, вследствие резкого бокового перекоса при снятии кабеля. Встречались случаи с загнутым вниз либо вообще отломанным от платы PATA интерфейсом - здоровяков на Руси хватает. На WD, вследствие частых и хаотических дерганий нередко отрывают колодку питания от платы. Внимательно осматриваем место пайки на снятой плате под лупой на наличие трещин в припое. Хлипкий SATA интерфейс страдает обламыванием пластмассового основания группы контактов, как на шине данных, так и по питанию, вследствие резкого и сильного перекоса кабелей при их снятии.
В связи с отказом производителей от свинцовых припоев вылезла проблема окисления контактных площадок на платах электроники винчестеров. Проблема несколько преувеличенная, и при нормальных условиях эксплуатации не имеющая негативных последствий. Игольчатые либо пружинные контакты достаточно надежно накалывают контактные площадки и обеспечивают вполне приемлемое соединение. Но, как показала практика, при несоблюдении прежде всего температурного режима, процесс окисления принимает лавинообразный характер, особенно если ему сопутствует повышенная влажность. Попадались случаи, когда контактные площадки окислялись буквально до черноты. Это действительно вело к жутчайшим глюкам накопителя: хаотическим софтбэдам, проблемам с чтением-записью, вплоть до развала внутренней микропрограммы. Косвенно такое состояние платы может свидетельствовать о перегреве в процессе эксплуатации в дешевых невентилируемых системных блоках, либо в различного рода видеорекордерах.
В визуальную диагностику входит и проверка правильности установки перемычек. Самые распространенные ошибки: WD установлен «мастером» на контактах 5-6 (::I:: - винчестер не определяется, либо долго висит на POST) - перемычка должна быть снята либо установлена в «нейтраль» на контакты 4-6; Samsung установлен «слейвом» на контактах 5-6 (:I:: - винчестер обрезается до 32 ГБ) - перемычка должна быть снята, либо установлена в «мастер» на контакты 7-8 ( I::: ). Ставшая уже классической багофича южных мостов VIA VT8237 (R, R Plus) с неопределением на них SATA-2 винчестеров лечится установкой перемычки в SATA-1 (WD, Seagate, Samsung), либо, при отсутствии перемычек, программной модификацией фирмваре (Hitachi, Samsung).
1.1 «Тестер»
Если ничего интересного не обнаружено, то вооружаемся тестером и прозваниваем цепи питания винчестера на колодке питания PATA либо SATA. Во-первых, это позволит нам попытаться обнаружить элементы, пробитые без дыма. Во-вторых, мы предохраним себя от подключения короткозамкнутого винчестера к нашему тестовому блоку питания.
Сопротивление между общим проводом и любой из веток питания на теоретически исправном диске должно быть порядка нескольких десятков, а то и сотен килоом. Короткозамкнутая на землю ветка говорит о пробитых защитных стабилитронах. Бесконечно большое сопротивление говорит о пробитом на землю стабилитроне и выгоревших «нулевках». (На ноутбучных винчестерах изза эксплуатации в дешевых карманах, либо сбоях в питателях ноутов прошибает нулевые «фузы» по 5 Вольтам - они звонятся в обрыв вместо положенных 0 Ом.) Сопротивление порядка сотен Ом относительно общего провода говорит, как правило, о сгоревших элементах, находящихся за уцелевшей защитой, как то: элементы стабилизации, конвертеры напряжений, убитые драйвера двигателей и голов.
1.2 «На постаменте»
Если пока неисправность не обнаружена, подключаем винчестер к отдельному тестовому блоку питания. Изготавливается таковой из обычного качественного блока, путем подсоединения фиксирующейся кнопки к зеленому и черному проводу на 20-контактной колодке. Винчестер кладем платой вверх, дабы наблюдать вновь образующиеся прогары :) и контролировать пальцем :) места повышенного нагрева.
Если при включении блок отправился в защиту по КЗ, то немедленно выключаем его и ищем, чего недоглядели-недомеряли. Если БП стартовал, то чутким ухом (стетоскоп приветствуется) слушаем старт винчестера. Нестарт говорит о явных проблемах на плате контроллера: мертвом драйвере двигателя (пробитый зачастую греется, аки сковорода), неисправном ПЗУ, управляющем процессоре (пробитый тоже имеет склонность к повышенному нагреву). На Samsung"ах нередки случаи отрыва прижимной контактной группы, идущей к двигателю - в целях диагностики просто придавим ее пальцем. Зудящий вой изношенного шарикоподшипника на пожилых дисках может быть фатальным знаком для тех же «тонких» Maxtor"ов, а может ровным счетом ничего не значить для тех же WD. Специфический металлический скрежет, доносящийся изнутри гермокамеры, скорее всего, повествует об оборванной головке, волочащейся по диску - как правило, вследствие удара, возможно и на ходу.
Монотонное клацанье головами с остановками и без них может свидетельствовать, как о неисправной головке либо блоке головок целиком, так и о проблемах с их питанием, идущих от неисправности на плате электроники. В том числе, не исключаем и установленную хитрым юзером чужую визуально исправную плату (чтобы «просунуть винт по гарантии») с неподходящим содержимым ПЗУ, несоответствующей электронной частью (установка зачастую приводит к мгновенной смерти голов на WD). Также стук может быть следствием сбоя в микропрограмме диска. В любом случае, тарабанящий винчестер не мучаем и выключаем. Характерное похрюкивание, попискивание, чирикание и даже музыкальное пение :) без раскрутки двигателя, сопровождающееся зверским нагревом микросхемы управления двигателем свидетельствует о прилипших к дискам головах либо о клине вала двигателя вследствие удара. Долго наслаждаться чириканием и пением категорически не рекомендуется.
1.3 Анализ с помощью программ
Чтобы провести анализ жесткого диска, вам необходимы соответствующие программы. Для начала воспользуемся стандартными средствами Windows. Встроенный сканировщик покажет вам наличие ошибок и попытается их устранить, а дефрагментатор - степень дефрагментации. Запустить их вы можете, нажав «Пуск - Программы - Стандартные - Служебные».
Также существуют специальные программы для анализа жесткого диска. Прежде всего, рекомендуем самые популярные Acronis и Partition Magic. Это - классика. Для исследования винчестера на предмет наличия ошибок неплохая утилита HDTUNE.
Программа Directory Size не только анализирует HDD, но и предоставляет объемный отчет с указанием конкретных ошибок и того, были ли они исправлены. Самый полный анализ поможет провести Xinorbis. Она может анализировать не весь винчестер, а определенный раздел или папки. В отличии от упомянутых выше, она распространяется свободно.
Если вы планируете анализировать свой винчестер в профилактических целях, рекомендуем использовать стандартные средства Windows, есть какие-либо подозрения на некорректную работу харда - используйте специальный софт, но тоже после стандартных возможностей операционной системы.
Проверка жесткого диска на ошибки и последующее исправление ошибок поможет вам предотвратить потерю ценной информации, оптимизировать работу операционной системы и повысить скорость работы жесткого диска.
Причин к беспокойству может быть много - банальная профилактика или же тормоза в работе компьютера. В любом случае первым делом необходимо проверить жесткий диск на ошибки. Для начала определим, действительно ли на винчестере есть какие-либо ошибки. Для этого нажимаем клавиши «Windows R», в появившемся окне пишем команду cmd, далее в открывшемся черном окне команду CHKDSK, что покажет вам, в норме или нет ваш винчестер.
Если что-либо обнаружено, необходимо исправление ошибок на жестком диске. Для этого в операционной системе Windows заходим в «Пуск - Программы - Стандартные - Служебные - Очистка диска». Анализ и очистка разделов поможет вам оптимизировать работу. Также весьма полезным будет провести дефрагментацию, о которой мы рассказывали в одном из предыдущих материалов.
Помните, что системные проблемы устраняются системным путем, а если винчестер шуршит, гудит и т.д., такие ошибки необходимо устранять механическим путем, то есть, ремонтом.
Сканер жесткого диска - это специальная программа, предназначенная для проверки содержимого винчестера и обнаружения ошибок. Как правило, она запускается тогда, когда вы некорректно завершили работу операционной системы, например, после зависания. Но иногда не помешает провести профилактическое сканирование, чтобы обезопасить себя от внезапного выхода из строя винчестера.
На сегодняшний день существует великое множество коммерческих программ, но встроенный сканер Windows вполне корректно выполняет свои функции. Найти его можно по адресу «Пуск - Программы - Стандартные - Служебные». Как правило, сканер hdd запускается перед дефрагментацией.
Заметим, что он не только диагностирует ошибки, но и исправляет их.
Из коммерческих программ можем посоветовать хороший сканер жесткого диска Portable Norton Disk Doctor. Он является самым популярным способом борьбы с ошибками на винчестерах.
Кроме него рекомендуем HDDSCAN, предназначенный для удаления старых драйверов, удаления застрявших в памяти приложений и проведения комплексных мероприятий по очистке hdd.
Сектор жесткого диска - это минимальная область, которая создается в процессе низкоуровневого форматирования при производстве, либо с помощью специальных программ. Как правило, низкоуровневое форматирование применяется при восстановлении поврежденных секторов жесткого диска.
Если вас интересует этот вопрос, проведем для начала диагностику. Проверка секторов жесткого диска возможна с помощью прекрасной утилиты HDDSCAN for Win2k/XP. Применять ее имеет смысл тогда, когда у вас есть подозрения на некорректную работу hdd, например, он шуршит, гудит, заедает, в общем, своим поведением взывает о помощи. HDDSCAN for Win2k/XP поможет провести проверку жесткого диска и определить, есть ли на вашем винчестере поврежденные сектора.
Помните, проверить и определить и выявить поврежденные и битые сектора жесткого диска можно самостоятельно. Для этого существует не только вышеупомянутая программа, но и множество других. Кроме того, при появлении характерного шуршания это можно понять без каких-либо дополнительных диагностик. Но вот восстановление поврежденных секторов жесткого диска - процесс серьезный, и самостоятельно в домашних условиях его провести довольно сложно. Но возможно. Для этого следует воспользоваться специальным софтом. Например, HDD Regenerator. Эта может не только определить, но и восстановить поврежденные битые сектора hdd.
Если же самостоятельно ничего сделать не удастся, скорее всего, придется взывать к помощи компаний, которые специализируются по данной деятельности. Услуга не особо дорогая, обращаться к ней имеет смысл тогда, когда вы на грани потери ценной информации. Если же просто хотите отремонтировать hdd, подумайте, не легче ли будет просто купить новый
Низкоуровневое форматирование жесткого диска - процедура, которая стирает с hdd не только информацию, но полностью очищает все, что на нем было, - служебные разделы, системные данные.
Ее часто применяют для проведения восстановительных работ в случае, если винчестер работает некорректно. Также после этого крайне тяжело, но все же возможно, восстановить информацию, так что можно использовать в рамках борьбы со шпионами.
Заметьте, с помощью DOS, ни с помощью Windows нельзя провести низкоуровневое форматирование, для него необходимы специальные утилиты. Хорошая программа для низкоуровневого форматирования жесткого диска - HDD Low Level Format Tool. Она поддерживает обслуживание винчестеров разных производителей, кроме этого позволяет работать с флешками. Еще одна программа для низкоуровневого форматирования жесткого диска - Drive Scrubber. Ей уже несколько лет, но она не потеряла актуальности и сегодня. С ее помощью можно создать загрузочный диск и потом провести форматирование
Заметим, что данную процедуру необходимо проводить только при полном понимании сущности и последствий процесса.
2. Программная диагностика (Инициализация)
Если старт винчестера прошел чисто, без посторонних звуков и возгораний, то только теперь мы можем приступить к программной диагностике, т. е. вполне безбоязненно подключить винчестер к нашему диагностическому компьютеру. Разумеется, ни о каких тестах под «дружественным» Windows XP, монтирующим все, что движется, и пишущим в фоне на все, что пишется, не может быть и речи. Тестирование будем вести под DOS. Рекомендую использовать свободно распространяемый под лицензией GNU FREEDOS. Из диагностического ПО нам понадобится ставшая де-факто эталоном первичной диагностики MHDD, а также Vivard для проверки записи.
Тестируемый винчестер, подключенный к отдельному блоку питания, подсоединяем к тестовому компьютеру. Компьютер и блок питания винчестера должны, как минимум, быть подключены в один и тот же, желательно заземленный, фильтр-удлинитель. Первым включаем винчестер, вторым компьютер. Наблюдаем прохождение POST. Если винчестер корректно определятся - хорошо. Бывает, определяется так называемыми «псевдонимами» или «технологическими именами», что характерно для Maxtor (Athena, ARES64K, N40P), WD (Mammoth, Sabre, Starling). Причины в поврежденной микропрограмме на дисках либо в не читающих головах. Если же винт висит и завешивает машину, то выключаем его (вот для чего нужен отдельный блок питания) и продолжаем загрузку, или перезагружаемся, если все зависло наглухо.
Следует обратить внимание на то, что по умолчанию DOS пытается читать имеющийся МБР и монтировать разделы с FAT. Причем при проблемах, связанных с логикой, в том числе изза имеющихся дефектов на винчестере, возможны довольно длительные зависания ОС на старте. Поэтому, в некоторых случаях, даже корректно определяющийся BIOS"ом винчестер есть смысл прогрузить в DOS выключенным.
Даем загрузиться операционной, запускаем MHDD (рекомендуется заранее настроить ее на исследуемый порт, а не топтать Shift F3 на ходу), включаем винчестер и наблюдаем за регистрами состояния и ошибок. Долговременный BUSY без раскрутки двигателя говорит о проблемах на плате контроллера. Если двигатель раскрутился, но BUSY не сбрасывается, то есть смысл подозревать головы в проблемном чтении, либо же предположить разрушение микропрограммы на диске. Автоматизировать процесс наблюдения сброса BUSY можно командой wait. Если нормально выходит на готовность и подымает DRSC и DRDY, то тут же софт-ресетим его через F3. Seagate с глючными головами любят в этом месте подвиснуть. Если ресетится чисто, тут же получаем паспорт по F2. Обращаем внимание на наличие установленных HPA и пароля.