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第一篇 关于硬盘驱动器1

第一章 为什么硬盘如此至关重要1

1.1硬盘不只是一件普通的外部设备1

1.1.1硬是PC机中最贵重的硬件2

1.1.2硬盘的“死盘”现象较其他部件更为频繁2

1.1.3硬盘的价值远在其本身之上2

1.2损坏的硬盘往往可以修复，有时甚至很容易3

1.3多学一点受益匪浅3

1.3.1粗心导致出错，惊慌失措更糟3

1.3.2“不要把宝贝和洗澡水一起倒掉”3

1.3.3必要时请求帮助4

1.4数据不能投保，你必须提供自我保护5

1.4.1所有的盘片都会报废，这只是一个时间问题5

1.4.2准备建立一套完美的备份5

1.4.3避免自身犯错误的其他方法6

1.5让你的硬盘运行得更安全可靠7

1.5.1硬盘存储编排得当，对你和DOS的运行都有益7

1.5.2使硬盘存取加快也有好处7

1.6修复故障的一些建议8

1.6.1准备建立安全引导软盘（Safety Boot Diskette）8

1.6.1.A从系统文件（System Files）开始8

1.6.1.B增加某些用户专用文件9

1.6.1.C增加一些选用文件10

1.6.1.D安全引导软盘的填充10

1.6.1.E测试新的安全引导软盘10

1.6.2手边保留一些其他的实用软盘12

1.6.3在硬盘已经“死盘”时建立安全引导软盘13

第二章 信息的磁存储15

2.1磁存储基础15

2.1.1三个重要的物理现象16

2.1.2磁盘的基本结构17

2.1.2.A盘片与磁头17

2.1.2.B磁道与园柱18

2.1.3洁净的重要性21

2.1.4磁头是如何读写信息的？21

2.1.5信息位的面积22

2.1.5.A最小磁翻转长度24

2.1.5.B理论位密度与实际位密度25

2.2数据编码方案28

2.2.1一种简单的脉冲方案28

2.2.2 FM编码29

2.2.3 NRZ编码29

2.2.4 MFM编码31

2.2.5 RLL编码32

2.2.6 ARLL和其他编码方法34

2.3数据误差及其补救办法35

2.3.1误差检测35

2.3.1.A奇偶校验（parity）35

2.3.1.B循环冗余校验35

2.3.2错误纠正36

2.3.2.A ECC的“果园”模型36

2.3.2.B真正的ECC36

2.3.2.C当ECC工作时DOS干什么？38

第三章 一些重要的设计思想41

3.1通过扇区交叉和磁头扭斜来改进硬盘性能41

3.1.1磁盘扇区的构成41

3.1.2扇区交叉（sector Interleave）43

3.1.2.A DOS如何存储和检索文件44

3.1.2.B最简单的（有时也是最坏的）情况45

3.1.2.C扇区交叉的作用45

3.1.2.D交叉是系统级的问题46

3.1.3磁头扭斜（Head Skewing）48

3.1.4有关扇区交叉和磁头扭斜的信息存储在哪里？49

3.1.5如何更改交叉和扭斜50

3.1.6何时会产生交叉因子的设置错？如何产生？50

3.1.7不一致的交叉因子50

3.1.8改变交叉因子的一个特殊情况50

3.2普及产品和标准51

3.2.1 ST412/ST506接口52

3.2.2 ESDI接口54

3.2.3 SCSI接口55

3.2.3.A把SCSI总线连到PC机上55

3.2.3.B SCSI领域里的烦恼56

3.2.3.C完美的假想驱动器的创建57

3.2.4 IDE接口58

3.2.5可选插件板上的硬盘59

3.2.6 PCMCIA接口59

3.3有关驱动器几何形状的两种相反观点61

3.3.1对磁头、园柱和扇区的回顾61

3.3.2信息的逻辑结构61

第四章 硬盘部件的剖析64

4.1驱动器各种物理部件的作用64

4.1.1简单的步进电机65

4.1.2音圈电机更佳71

4.1.3磁头定位（Head Positioning）73

4.1.3.A外伺服系统（External Servo Systems）73

4.1.3.B使用格雷码（Gray code）寻找磁头位置74

4.1.3.C应用其他可靠办法找出磁头所处位置75

4.1.3.D专用盘片的伺服系统（Dedicated platter servo systems）77

4.1.3.E嵌入伺服系统（Wedge servo systems）80

4.1.3.F扇区嵌入式伺服系统（Embeded servo systems）82

4.1.3.G混合伺服系统（Hybrid servo systems）82

4.1.3.H埋入伺服系统（Buried servo systems）83

4.1.4扇区头标（Sector headers）83

4.1.5读／写头详述83

4.1.5.A纵向记录（Longitudinal recording）84

4.1.5.A.a薄膜磁头（Thin—film heads）85

4.1.5.A.b磁敏读磁头（Flux—sensing read heads）85

4.1.5.B纵向记录中位密度（bit density）的局限性87

4.1.5.C纵向记录读写头的临界尺寸87

4.1.5.D MIG（Metal in gap）及双MIG磁头89

4.1.5.E垂直记录（Vertical recording）89

4.1.5.F垂直记录读写头的临界尺寸91

4.1.5.G我们的期望92

4.2驱动器电子部件的作用92

4.2.1主轴电机驱动电路（Spindle—motor drive circuit）93

4.2.2磁头定位机构驱动电路（Head—positioning drive circuit）93

4.2.3开关电路及放大器（Switches and amplifies）94

4.2.4接口电路（Interface electronics）95

4.3控制器电子部件的作用96

4.4重新校准（Recalibration）和其他在夜间发出的怪声96

第五章 硬盘高速缓冲存储技术99

5.1硬盘高速缓冲器的用途99

5.2各种高速缓冲器101

5.2.1磁道缓冲区（Track buffer）101

5.2.2读高速缓冲器（Read cache）102

5.2.3直写高速缓冲器（Write—through cache）103

5.2.4高级直写高速缓冲器（Advanced write—through cache）103

5.2.5延迟写高速缓冲器（Deferred—write cache）104

5.2.6电梯升降式高速缓冲器（Elevator cache）105

5.3正确选择高速缓冲程序105

5.4不同规格高速缓冲器间的差别106

5.4.1全相联高速缓冲器（Fully associative cache）106

5.4.2直接映象高速缓冲器（Direct—mapped cache）106

5.4.3组合相联高速缓冲器（Set—associative cache）106

5.4.4.如何知道使用的是哪一种高速缓冲器？107

5.5缓冲控制器与高速缓冲控制器的对比107

5.6高速缓冲软件与硬件高速缓冲器的对比107

5.7 DOS硬盘缓冲区（DOS disk buffers）108

5.8在CONFIG.SYS BUFFERS=语句中的正确数值109

第六章 在DOS管理下的硬盘112

6.1 DOS简介112

6.2硬盘和DOS的关系113

6.3各种DOS设备：数据块设备和字符设备的比较114

6.4 DOS是如何工作的？117

6.4.1 PC机中各种程序的层次117

6.4.2中断122

6.4.3结束后常驻（TSR）程序126

6.4.4设备驱动程序127

6.4.5硬盘参数表128

6.5驱动器类型的确定129

6.5.1原版XT和类似的老式控制器129

6.5.2较新的自动配置的XT控制卡130

6.5.3 AT及更高档的PC机132

6.5.4 AT驱动器类型表133

6.5.5选用卡上的硬盘135

6.5.6 ESDI硬盘驱动器135

6.5.7 IDE/ATA硬盘驱动器135

6.5.8 SCSI硬盘驱动器136

第七章 冲破硬盘容量限制141

7.1 DOS强加的逻辑容量限制（Logical Size Limits Imposed by DOS）141

7.2 BIOS强化的物理容量限制（physical Size Limits Imposed by the BIOS）142

7.3避免逻辑限制（Evading the Logecal Limits）143

7.3.1大扇区（Large sectors）143

7.3.2硬盘分区（Disk Partitions）144

7.4避免物理限制（Evading the Physical Limits）145

7.4.1纯软件规避技术（The Pure Software—evasion technique）145

7.4.2扇区映象（Sector mapping）146

7.4.3其他控制器转换策略148

7.5 RAID以及相关的策略149

7.6出错信息（Error messages）151

第八章 硬盘存储信息前的准备工作 第一步：物理格式化（或称低级格式化）155

8.1什么是硬盘的格式化？155

8.2硬盘格式化“三步曲”及其比喻156

8.3进行物理格式化的三种方法156

8.3.1只有控制器才能进行低级格式化158

8.3.2某些神密的可替换格式160

8.3.2.A某些硬盘／控制器组合160

8.3.2.B某自动配置的硬盘控制器161

第九章 硬盘存储信息前的准备工作 第二步：分区163

9.1为什么PC机硬盘要进行分区163

9.2硬盘区域的划分164

9.2.1主引导记录和分区表（The master boot record and partition table）164

9.2.2诊断园柱（The diagnostic cylinder）169

9.2.3保密园柱（The ″secret…cylinder）169

9.3文件存储区域169

9.3.1可引导的分区（The active，or bootable，partition）170

9.3.2 DOS主分区（DOS Primary Partition）170

9.3.3 DOS扩展分区（DOS extended partition）171

9.3.4其他种类的分区171

9.3.5能够使用DOS主分区和扩展分区的非DOS操作系统171

9.4分区表（The partition table）172

9.4.1用FDISK对一个新盘进行分区的步骤173

9.4.1.A一个重要的警告174

9.4.1.B如何使大容量硬盘得到充分利用174

9.4.1.C在何种情况下可在一台驱动器上设置一个以上的逻辑卷174

9.4.2第三方磁盘分区软件176

9.4.3推荐DOS版本升级的一种方法176

9.5一项建议（仅对“勇敢”的读者）176

9.6另外一项建议177

第十章 硬盘存储信息前的准备工作 第三步：逻辑格式化（或称高级格式化）180

10.1什么叫逻辑格式化？180

10.2 DOS分区的逻辑结构180

10.3 DOS引导记录（The DOS boot record）181

10.3.1数据区域（The data area）183

10.3.1.A簇（cluster）183

10.3.1.B无效空间（slack place）184

10.3.2文件分配表（The file allocation table）185

10.3.2.A两种FAT186

10.3.2.B您的FAT有多大？188

10.3.3根目录（The root directory）188

10.3.4子目录（subdirectory）189

10.3.5卷标（The Volume label）190

10.3.6 DOS使用硬盘的扼要说明191

10.3.7簇的丢失和有关问题191

10.3.8 DOS会引起混乱的某些其他方面192

10.4 FORMAT程序还能做些什么？193

10.4.1硬盘的初始化193

10.4.2一种测试硬盘的简单想法193

10.4.3 DOS引导记录数据表的说明194

10.4.4软盘和硬盘格式化过程的不同之处195

10.4.5 DOS高级格式化的替换情况195

10.4.6 UNIX197

10.4.7 OS/2和HPFS197

10.4.8 Windows NT和NTFS198

10.4.9 Novell Netware198

10.5如何发现和避免坏的部位199

第十一章 硬盘的失效201

11.1失效方式201

11.1.1如何从数据型故意中区别出硬件故障204

11.1.2引起硬盘故障的一些小事情204

11.1.3磁道偏移引起的慢性失效205

11.1.4数据故障208

11.1.4.A一个可能未曾考虑过的数据故障原因209

11.1.4.B如何修复被毁坏的数据，一些流行的硬盘实用程序使其变得更加容易209

11.1.4.C毁坏数据的FORMAT程序210

11.1.5.硬件故障引起的硬盘突然失效211

11.1.5.A静态阻力211

11.1.5.B主轴轴承故障212

11.1.5.C硬盘电路故障212

11.1.5.D与温度相关的问题212

11.1.5.E磁头碰撞214

11.1.6控制器失效214

11.1.7并非表示硬盘即将失效的一种性能变差——文件破碎215

11.2与其列出失效方式，还不如说明如何修复硬盘217

11.2.1为什么这一要求难以解决218

11.2.2何时能制定出一张明确的故障检测流程图218

11.2.3可能有用的一种方法219

11.3重新找回数据——希望与现实220

11.4备份什么？为什么要备份？怎样备份？221

11.4.1三种备份方法221

11.4.1.A整体备份221

11.4.1.B附加备份221

11.4.1.C差异备份222

11.4.2 哪种备份方法更好？222

11.4.3多长的时间做一次备份？222

11.4.4一种好的备份方法222

11.4.5.需要差异备份的一种情况223

11.4.6备份的另一种用途223

11.5磁盘镜象可代替备份吗？223

11.6忠告和建议223

第二篇 关于SpinRite程序226

第十二章 重新设置交叉因子软件——一种新的实用程序226

12.1旧日好时光226

12.2过去老的方法228

12.2.1备份数据229

12.2.2重新设置扇区交叉因子229

12.2.3重做分区和高级格式化229

12.2.4重储备份的数据230

12.2.5测试用户是否选择了正确的交叉因子值230

12.2.6再重新设置交叉因子，直至选择到正确扇区交叉因子230

12.3简化设置交叉因子过程的早期尝试230

12.4一个更好的重新设置扇区交叉因子方法231

12.4.1基本的认识231

12.4.2新方法引起的一些缺陷231

12.5意外的收获（目前SpinRite程序的主要内容）233

12.5.1重新刷新扇区头标233

12.5.2恢复“不可读”的数据235

12.5.3存储数据于安全区域236

12.5.4对RAM和PC机其他部份的附带测试236

第十三章 防止硬盘的慢性“死机”238

13.1如何在故障前找出问题之所在238

13.1.1常见的错误概念238

13.1.2数据重写的益处240

13.1.3刷新低级格式化的益处240

13.2盘面扫描——找出坏磁道、坏扇区、坏簇241

13.3制造厂告诉用户些什么242

13.3.1工厂如何测试驱动器242

13.3.2如何报告测试结果242

13.3.3为什么厂家提供的疵点并不十分有用244

13.4数字盘面扫描测试244

13.4.1恶劣码245

13.4.2缺陷的产生及其检测困难的原因246

13.4.3盘面测试246

13.4.4重要的第一步246

13.5编码方式是如何影响恶劣码选择的？246

13.6 SpinRite的数字测试247

13.6.1测试码型247

13.6.2选择码型的依据249

13.6.2.A低频测试250

13.6.2.B高频测试250

13.6.2.C MFM混频测试250

13.6.2.D快速高低频交互测试250

13.6.2.E位搜索测试250

13.6.2.F冒码测试250

13.6.2.G RLL窄带宽带混频测试250

13.6.3如何使用这些测试码型250

13.7什么方法最好251

第十四章 SpinRite是如何工作的253

14.1工作前之准备253

14.1.1 SpinRite对其自身的校验253

14.1.2测试内容及测试级选择254

14.1.3确认系统内存的完好254

14.1.3.A SpinRite信笺区254

14.1.3.B便笺区检查255

14.1.4硬盘控制器的测试255

14.1.5有效高速缓存的检测255

14.1.6设备块驱动程序之鉴别256

14.2盘面快速扫描256

14.3进一步的严格测试257

14.3.1通过寻道测试来发现问题257

14.3.2何时可跳过本测试257

14.4驱动器内主要参数的检查258

14.4.1编码的破译259

14.4.2交叉因子检查259

14.4.3其他计算260

14.5 SpinRite的盘面分析260

14.5.1交叉因子值多大最好260

14.5.2交叉因子值的设置261

14.5.3在什么情况下SpinRite不能对驱动器格式化261

14.6数据完好性测试及数据恢复261

14.6.1读数据261

14.6.2低级格式化262

14.6.3花码测试263

14.6.4出错记录263

14.6.4.A屏幕显示及测试报告263

14.6.4.B详细技术记录（DTL）264

14.6.4.C扇区头标记录264

14.6.5数据回存264

14.6.6将数据移放至安全区265

14.6.6.A数据应被移至何处？266

14.6.6.B DOS怎样找到被其移动过的数据？266

14.6.6.C让用户知道数据的去处266

14.6.7坏区何时变成好区266

14.7 SpinRite的中断266

14.7.1存储什么信息及存在何处267

14.7.2中断的恢复268

第十五章 SpinRite的评估270

15.1 SpinRite历史的简短回顾270

15.1.1各种不同版本270

15.1.1.A SpinRite版本1.0270

15.1.1.B SpinRite版本1.1271

15.1.1.C SpinRite版本1.2、1.2A及1.2B273

15.1.1.D SpinRite Ⅱ版本1.0274

15.1.1.E SpinRite Ⅱ版本1.1276

15.1.1.F SpinRite Ⅱ版本2.0277

15.1.2什么情况下需要版本更新278

15.2未来的SpinRite 3278

15.3 SpinRite 3的主要特点279

15.4上市前的趣事281

第十六章 SpinRite高级用户指南282

16.1成为SpiinRite的强力用户282

16.2运行SpinRite的有关问题282

16.3运行SpinRite的纯诤引导软盘法284

16.4首先用DOS的CHKDSK287

16.4.1为什么需要CHKDSK287

16.4.2 CHKDSK的信息报告功能288

16.4.3 CHKDSK对丢失空间的恢复功能288

16.4.4 CHKDSK判定磁盘文件结构问题的功能289

16.4.5如何安全地使用CHKDSK289

16.5当CHKDSK不能解决问题时290

16.6 SpinRite的交互使用290

16.6.1是否重做低级格式化291

16.6.2是否应让坏簇变好291

16.6.3何时进行寻道测试291

16.6.4花样编码测试深度的选择291

16.6.5报告的建立292

16.6.6某些不能用SpinRite交互方式的情况293

16.7批处理方式操作294

16.7.1可选项的选择及其缺省值294

16.7.2基本命令行可选项294

16.7.3功能性命令行可选项294

16.7.4装饰性命令行可选项295

16.7.5批处理文件的使用方法实例295

16.8某些限制298

16.9什么是磁头卸停299

16.9.1某些“可怕的故事”303

16.9.2自卸停式驱动器303

16.9.3磁头卸停程序304

16.9.3.A安全的卸停程序304

16.9.3.B讨厌的卸停程序304

16.9.3.C破坏性的卸停程序305

16.9.4驻留卸停程序306

16.10告诫及提示306

16.10.1必须牢记的事项306

16.10.2一种使用SpinRite的特殊方法307

16.10.3磁盘以外的问题307

第三篇 附录311

附录A：产品的起源——SpinRite是怎样诞生的311

附录B：装有“Hard Disk SECRETS”程序的软盘311

B1 “Hard Disk SECRETS”，软盘上的内容311

B1.1免费程序（Freeware）312

B1.2.共享程序（Shareware）312

B2程序312

B2.1 DAZZLE使您眼花缭乱313

B2.2 LIST——更强的TYPE命令313

B2.2.1基本的LIST程序314

B2.2.2使LIST程序更完美314

B2.2.3 LIST的附带文件315

B2.3 Micro House的实用程序315

B2.3.1 MH—ESDI和MH—IDE316

B2.3.2 MH—SAVE和MH—RESTR316

B2.3.3 MH—SYS程序317

B2.4 MOVEHDD.SYS程序的用途318

B2.5 Steve Gibson的磁头卸停程序——park.com318

B2.6 TIMEPARK.COM程序可及时卸停磁头318

B3真正伟大的信息文件——HDINFO318

B4共享程序文件319

B5 DAZZLE程序319

B5.1 DAZZLE概述319

B5.1.1系统要求319

B5.1.2改进319

B5.2引言320

B5.3共享软件321

B5.4版本管理321

B5.4.1现行的注册费和折扣322

B5.4.2场地许可证（Site Licenses）322

B5.4.3未来的产品322

B5.4.4特许323

B5.4.5否认323

B5.4.6销售限制323

B5.4.7 ASP监督机构323

B5.5命令行可选项323

B5.5.1主要可选项323

B5.5.2附加的可选项324

B5.5.3特定的可选项324

B5.5.4兼容性可选项325

B5.5.5艺术的可选项326

B5.5.6其它可选项327

B5.5.7指定输入文件329

B5.6在线帮助（on—line HELP）329

B5.6.1 HELP内的光标键329

B5.6.2退出HELP330

B5.7在DAZZLE运行时LED的指示330

B5.7.1 Scroll Lock指示灯（LED）330

B5.7.2 Num Lock指示灯（LED）330

B5.7.3 Cap Lock指示灯（LED）330

B5.8 DAZZLE的主要方式330

B5.9在所有方式中都是有效的键331

B5.9.1 ESCAPE：程序结束331

B5.9.2 TAB：冻结图象331

B5.9.3 F5：把屏幕图象送到硬盘文件中331

B5.9.4“■”：无声与有声方式转换332

B5.9.5“+”和“-”：色彩循环时钟调整332

B5.9.6 “PgUP”和“PgDn”：VGA彩色循环级的调整332

B5.9.7 Shf—F10：调色板重新初始化332

B5.9.8 CTL—F10：选择新的背景颜色332

B5.9.9渐变控制键332

B5.9.10特殊的渐变控制键333

B5.9.11鼠标键入333

B5.10“半自动”方式的有效键333

B5.10.1 F8：开关连续作画方式334

B5.10.2 F9：选择随机图象334

B5.10.3 F10：画出当前的图像334

B5.10.4 Alt—F10：对当前算法重新初始化334

B5.10.5特定图象选择键334

B5.11配置（Configuration）菜单335

B5.11.1配置菜单内的光标键335

B5.11.2退出配置菜单335

B5.11.3图象尺寸控制335

B5.11.4允许渐变控制335

B5.11.5自动化方式显示的客户化336

B5.11.6文件存取菜单336

B5.12在Windows内的用法337

B5.13配置文件的格式337

B5.13.1转移键标志337

B5.13.2特殊键标志338

B5.13.3键的索引（Key ID）338

B5.13.4配置值338

B5.13.5注释行338

B5.13.6版本标志338

B5.14程序的完整性338

B5.15程序员的说明339

B6 LIST程序339

B6.1引言340

B6.2安装340

B6.3打印手册340

B6.4 LIST.COM的种类341

B6.4.1小型版本的LISTS.COM341

B6.4.2正常版本的LISTR.COM341

B6.4.3 LIST.COM PLUS版本341

B6.4.4 LIST的商品版本——增强型LIST341

B6.5 DOS术语的定义342

B6.5.1 DOS重新定向342

B6.5.2 DOS筛选器（Filters）343

B6.5.3 DOS输送管343

B6.6命令行344

B6.6.1命令行结构344

B6.6.2命令行开关（Switchs）344

B6.7如何使用LIST345

B6.7.1启动LIST345

B6.7.2退出LIST346

B6.7.3命令输入346

B6.7.4显示格式346

B6.7.5状态行格式346

B6.7.6命令行格式347

B6.7.7滚动348

B6.7.8滚动命令小结348

B6.7.9行定位349

B6.7.10定位命令小结349

B6.7.11筛选349

B6.7.11.A色容筛选器（Wrap filter）350

B6.7.11.B高位筛选器（Hi—bit filter）350

B6.7.11.C星号筛选器（Star filter）350

B6.7.11.D“残余”筛选器（Junk filter）350

B6.7.11.E十六进制格式筛选器（Hex format filter）350

B6.7.11 F Tab扩展筛选器（Tab…expansion filter）351

B6.7.12筛选命令小结351

B6.7.13字句搜索351

B6.7.14搜索命令小结352

B6.7.15标记和取出某一行352

B6.7.16打印353

B6.7.17多个文件的显示353

B6.7.18文件检查命令小结354

B6.7.19窗口354

B6.7.20电话拨号354

B6.8有关DOS的考虑355

B6.8.1文件共享355

B6.8.2请求DOS命令355

B6.8.3屏幕存储355

B6.9文件选择菜单355

B6.9.1 LIST PLUS显示355

B6.9.2移动键356

B6.9.3改变目录357

B6.9.4列出文件357

B6.9.5拷贝文件357

B6.9.6删除文件357

B6.9.7编辑文件357

B6.9.8请求文件357

B6.9.9转移文件357

B6.9.10改变路径358

B6.9.11重新命名358

B6.9.12文件名分类358

B6.9.12.A属性显示／改变358

B6.9.12.B 1—9个文件名显示358

B6.9.13档案查阅（ViewArc）359

B6.10命令键小结359

B6.10.1光标键（Cursor key）359

B6.10.2 F—功能键（F—function key）359

B6.10.3字母键（Letter key）360

B6.10.4 Ctrl—键361

B6.10.5 Alt—键361

B6.11 LIST配置362

B6.11.1屏幕色彩362

B6.11.2兼容363

B6.12限制363

B6.13 Buerg实用程序364