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硬盘损坏后的数据恢复技术全面解析


发布时间: 2011-10-24 14:09:36 来源:

硬盘损坏

  我们用计算机系统来作为例子。长久以来我们都已经非常习惯于使用电脑来完成我们的日常工作,以至于我们从来没有认真考虑过一旦计算机出错所造成的后果将是我们不能承受的。其中又以数据载体-硬盘损坏造成的后果最为严重。

  硬盘故障大体可以分为两类:一类是可以通过软件或者指令来进行修复的,我们称之为硬盘固件级故障;一类则是由于硬盘的物理构件发生物理损坏所造成的故障,我们称为硬盘物理级故障。对于后面这类物理级的硬盘故障,在实际数据恢复案例中最常见到的就是由于硬盘磁头与硬盘盘片在高速运转过程中发生碰撞而造成的磁头损坏以及盘片的大面积划伤。这种故障的硬盘通常表现为硬盘不能正常识别,长时间不能进入就绪状态,同时对一个典型症状为硬盘通电后即发出磁头往返运作的敲击声,甚至还带有磁头与盘片碰撞摩擦的刮擦声。为了更好地解释这种故障的形成,下面我们来简单了解一下硬盘的机械构造以及他们各自的功能。

  硬盘的主要物理构件

  

  读写磁头:读写磁头指的是那些正如其名字所描述的一样对盘片上的磁场进行读写操作的机械装置。

  硬盘盘片:硬盘盘片指的是在硬盘盘腔里面的圆形碟片。这些圆形的碟片上面储存了数据存储所需的磁性物质。通常来说会有多张盘片安装在硬盘电机上。

  

  

  (此图版权归西数公司所有)

  盘片的润滑绝缘层:这是处于盘片最外面的一个包裹涂层,组成这个涂层的是一种类似于聚四氟乙烯(一种塑料绝缘材料)的物质。

  盘片的喷镀碳层:该层物质为喷镀于绝缘层的一层碳。

  磁性层:位于喷镀碳层下方的一层磁性物质。

  各主要物理构件的功能

  硬盘盘片磁性层用于储存所有写入的数据。而喷镀碳和绝缘层则起着防止磁性层与读写磁头发生意外碰撞的作用,可以说它们是作为磁性层的保护层而存在的(当然绝缘层还有保持磁头悬浮运行的作用)。

  硬盘在运转时,硬盘盘片会由硬盘电机带动,以一个非常高的转速进行转动,同时数据将会通过悬浮在盘片上方的读写磁头通过磁场作用读取或者写入到盘片的磁性层。读写磁头悬浮运行于盘片上方时其悬浮高度是由一层盘片告诉运转时产生在盘片表面与读写磁头滑动臂表面之间的一层空气薄膜所控制的。这也是为什么之前我们说绝缘层有保持磁头悬浮运行的作用的原因,因为使得磁头可以悬浮的空气薄膜必须在光滑平整的盘片与磁头之间才能产生。

  

  如果读写磁头在硬盘运转时与盘片表明发生直接的接触,那么尖锐的磁头将会划穿包含绝缘层与喷镀碳层在内的保护层,造成一个圆形的划伤地带的同时也会损毁磁头本身。这就是我们所谓的硬盘物理划伤或者物理磁头损坏。

  造成磁头损坏的原因

  效率源科技(Salvationdata)硬件部开发工程师Mr.zhang解释:磁头损坏的元凶可以是落在盘片上的一颗极小的尘埃颗粒。因为磁盘运行时磁头在盘片上的悬浮高度是极其微小的,加上盘片高速运转产生的动量,一旦磁头受到外力的碰撞就极有可能会破坏悬浮飞行的平衡,从而撞击到盘片表面。而读写磁头是由较为坚硬的材料制造的,可以在接触时轻易的造成对保护层的穿透性划伤。上述的磁头与盘片之间的碰撞会损坏盘片储存数据的磁性物质层。一旦磁头在盘片上拽行,那么就会造成数据的永久性丢失。除此之外磁头最终会因为摩擦过热或者撞击变形造成硬盘无法正常工作。并且损坏的磁头和盘片划伤后产生的细小颗粒会在磁盘继续通电运转的情况下对盘片原本完好的区域造成更多的划伤。

  

  针对磁头盘片物理划伤的数据恢复

  关于磁头物理损坏情况下的数据恢复,效率源科技(Salvationdata)数据恢复工程师Mr.zhang表示:“现在最好也是可能唯一的解决办法就是在一个适当的环境(例如无尘室)中打开硬盘盘腔更换损坏的硬盘物理磁头,同时清理盘片上附着的细小颗粒后进行数据读取。但是这一方法也不是万能的,除了更换磁头的技术之外,普遍存在的一个难题就是在盘片上有严重的物理划伤的情况下,更换硬盘磁头也无济于事,磁头会立即报废,使得该划伤区域之后的完好区域也无法进行读取。原因在于磁头在经过划伤区域时(无论但是硬盘是否正在尝试读取该区域),由于盘片的保护层缺失,磁头将无法在该区域保持悬浮状态,从而会再次在与盘片直接接触的时候由于过热,变形或者短路等原因损坏。如何保证磁头安全通过划伤区域成为了是否能够成功获取硬盘数据的关键。”

  盘片划伤修复技术

  什么是盘片划伤修复技术

  盘片划伤修复技术是效率源科技(Salvationdata)斥资数十万美元历时两年合作研发的一套集化学,计算机应用以及物理学等各领域成果的跨学科的针对硬盘盘片划伤的解决方案。其完美解决了目前硬盘盘片划伤后数据恢复难的困境,使得拥有硬件级数据恢复能力的数据恢复从业者拥有更加深层以及全面的数据恢复能力。

  基本工作原理

  效率源盘片划伤修复系统包含以下主要部分:

  1. 高精度定位仪

  2. 高压清洁喷头

  3. 纳米填充涂料喷射臂

  4. 主控制程序

  首先系统会使用高压空气清洁喷头对目标盘片进行清洁;再通过高精度定位仪扫描盘片,找到并标记划伤区域的大小以及深度;最后通过主控制程序控制装有纳米填充涂料的喷涂装置在标记区域进行经过主控程序计算修正的喷涂作业,达到修补划伤区域的目的,使得划伤区域回复原本与完好区域一样的水平高度,从而保证磁头可以以平稳正常的悬浮状态通过划伤区域,达成最终回复所有可获得数据的目的。

  定位仪通过影像学分析定位微小的划伤,并通过向主控程序反馈来确定修复作业的执行;纳米填充涂料可以保证基本无误差的喷涂效果,同时喷涂材料经过反复试验改进,不会与硬盘盘片原有涂层发生化学反应。对于多盘片的硬盘,在开始作业之前系统会通过光学影像定位标记好盘片之间的相对位置,从而确保在作业完成以后对多盘片对齐方式的恢复。整个修补过程完全通过主控程序以及由之控制的全角度机械臂完成,无需用户手工进行干预,是目前最快速,最安全的针对盘片划伤修复的解决方案;该套设备预计售价仅在5000-12000美元左右,同时也会成为最易于采用和普及的专业设备。

  支持硬盘类型

  该套设备配备支持3.5英寸,2.5英寸以及1.8英寸标准规格硬盘盘片的盘片抓取器及固定台,可以完全满足所述型号硬盘的标准工艺盘片修复需求。(采用特种技术,如IBM玻璃盘片技术的盘片修补技术正在研发当中,预计效率源科技会在第一版产品推出的半年内完全支持)。

  结束语

  由于该项盘片修复技术是使用替代涂料对盘片的划伤进行填补性修复,故此即便是在修补以后盘片划伤区域的数据也是不可能进行恢复的。这项技术的意义在于可以使得磁头在经过划伤区域时可以平稳的跳过,而不会造成对磁头的二次损坏,从而可以将其他完好区域的数据尽可能的恢复出来。

 
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