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業內新聞

為什么硬盤能修好的只有陳老師?【硬盤損壞維修指南】

發布時間:2017-12-10     來源:華軍數據恢復中心     [打印]

 

圖:機械硬盤結構示意
 

       以前,我們覺得重要數據被泄露、個人隱私被竊取、聯網設備被入侵等安全事件很可怕,可最近一系列的“大新聞”卻讓人恍然意識到——原來更可怕的事情是關鍵時刻需要數據,卻發現數據沒了……

 

 

       未聯網的設備一般都會將數據儲存在硬盤中,基于小時候學電腦時老師諄諄教誨的“電腦不能強制關機”,很多朋友認為強制斷電會導致硬盤數據的丟失或是整個硬盤的損壞。

 

       那么,強制斷電真的會導致硬盤數據丟失么?讓我們從機械硬盤的原理說起(固態硬盤由于價格較高一般很少當作倉儲盤使用,所以只講機械硬盤)。

 

       1973年,IBM研制成功了一種新型的硬盤IBM334,這種硬盤擁有幾個同軸的金屬盤片,盤片上涂著磁性材料。它們和可以移動的磁頭共同密封在一個盒子里面,磁頭能從旋轉的盤片上讀出磁信號的變化——這就是我們今天使用的硬盤的祖先,IBM把它叫做溫徹斯特硬盤。

 

       目前市面上除了SSD,也就是我們俗稱的固態硬盤之外,大多數的存儲設備均為溫徹斯特機械硬盤結構。

 

 

 

這種結構的硬盤故障大體可以分為兩類:

 

  • 一類是可以通過軟件或者指令來進行修復的,我們稱之為硬盤固件級故障

  • 一類則是由于硬盤的物理構件發生物理損壞所造成的故障,我們稱為硬盤物理級故障

 

對于后面這類物理級的硬盤故障,在實際數據恢復案例中最常見到的就是由于硬盤磁頭與硬盤盤片在高速運轉過程中發生碰撞而造成的磁頭損壞以及盤片的大面積劃傷。這種故障的硬盤通常表現為硬盤不能正常識別,長時間不能進入就緒狀態,同時一個典型癥狀為硬盤通電后即發出磁頭往返運作的敲擊聲,甚至還帶有磁頭與盤片碰撞摩擦的刮擦聲。

 

如果讀寫磁頭在硬盤運轉時與盤片表明發生直接的接觸,那么尖銳的磁頭將會劃穿包含絕緣層與噴鍍碳層在內的保護層,造成一個圓形的劃傷地帶的同時也會損毀磁頭本身。這就是我們所謂的硬盤物理劃傷或者物理磁頭損壞。

 

磁頭損壞的元兇可以是落在盤片上的一顆極小的塵埃顆粒。因為磁盤運行時磁頭在盤片上的懸浮高度是極其微小的(10納米),加上盤片高速運轉產生的動量,一旦磁頭受到外力的碰撞就極有可能會破壞懸浮飛行的平衡,從而撞擊到盤片表面。而讀寫磁頭是由較為堅硬的材料制造的,可以在接觸時輕易的造成對保護層的穿透性劃傷。上述的磁頭與盤片之間的碰撞會損壞盤片儲存數據的磁性物質層。一旦磁頭在盤片上拽行,那么就會造成數據的永久性丟失。除此之外磁頭最終會因為摩擦過熱或者撞擊變形造成硬盤無法正常工作。并且損壞的磁頭和盤片劃傷后產生的細小顆粒會在磁盤繼續通電運轉的情況下對盤片原本完好的區域造成更多的劃傷。

 

斷電造成的損害一般也屬于這個類型,如果斷電時磁頭還未來得及移動到安全區域,就會對盤片造成損害,繼而造成數據丟失。

 

但為什么大家平時很少遇到強關電腦之后數據丟失硬盤損壞的情況呢?因為機械硬盤廠商經過幾十年的探索,已經有了一套相對比較成熟的斷電保護方案。

 

簡單來說,就是在硬盤里安裝了一塊極小的“電池”,在外部電源斷電的瞬間,機械硬盤會利用這塊電池的電量優先將磁頭挪動到安全區域,避免劃傷碟片。這樣首先保證了突然斷電不會損壞丟失大量數據,只會丟失斷電是尚未來得及寫入的少部分數據。

 

另外,據業內人士透露:國內的監控錄像機幾乎都是嵌入式硬盤錄像機,??低暫痛笕A是主要品牌,存儲時間要求長的一般會配備8塊1-2TB機械硬盤,這些硬盤專為監控設計,保證7X24小時高強度運行,且都設計有掉電保存功能,穩定性、可靠性更高于普通PC用的機械硬盤??梢哉f,嵌入式系統和監控級別硬盤的結合,很難因為人為斷電而損壞,除非遭雷擊,否則多塊硬盤同時壞的可能性相當小。

 

不過既然通告里說因為多次斷電導致損壞,那就真的壞了吧......誰讓人用的攝像機質量不行呢?反正關鍵時刻監控硬盤數據損壞的事件也不是一次兩次了:

 

  • 2016 年:吸毒男子收治中心身亡 調查組稱監控損壞引家屬質疑

  • 2015 年:黑龍江獄方回應在押犯騙女性發生關系,監控丟了

  • 2014 年:江西男子帶傷“病死”于監獄,獄方稱監控錄像無法完全恢復

  • 2009 年:九江猝死看守所男子家屬要求看監控錄像,看守所稱因電腦硬盤故障,部分錄像無法查看

 

那硬盤損壞了就意味著無法讀取數據嗎?也不一定。

 

第一時間首先要做的是停止繼續讀寫硬盤避免加重硬盤的傷情。然后,就需要專業的數據恢復機構進行“開盤修理”——即把密封的硬盤打開進行針對性的修理。

 

  • 第一步,在無塵工作環境蒼下打開硬盤,更換損壞的磁頭或者硬盤內的其它部件。

  • 第二步,將新更換的部件與原有部件重新組合成硬盤,并調試對應的固件。

  • 第三步,磁場克隆,將受損硬盤中的信息完整的復制到一個沒有受損的新硬盤中,這一部分是整個數據恢復中耗時最長的。根據碟片的受損程度不同,需要幾小時到一個月不等。

  • 第四步,在克隆完成的硬盤中對數據進行重新梳理,提取搶救數據。

 

這讓人不禁感慨——世界之大,為什么硬盤能修好的只有陳老師?

 

 

當然,在憤怒之余我們還得思考如何防止類似事件的發生,用智能聯網攝像機替代傳統攝像機或許是一個可行的選擇。智能攝像機能對幼兒園中發生的一切進行實時的監控和錄像,家長們可以即時通過手機實時查看孩子的情況,及時發現問題和處理,數據上云也避免了硬盤損壞造成的數據丟失。

 

另外,由于家長不可能始終盯著監控、幼兒園方面的監控人員不可信,也有人提議利用AI技術讓監控系統自己去判斷是否發生了虐童行為、孩子是否在規定時間里停留在監控范圍之內。很多科技公司都在進行類似的探索和嘗試......

 

雖然技術不是萬能的,但至少希望技術能作為助力,讓監管在陽光下運行!

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