Контактная
информация:
Беларусь, Гомель,
Интернациональная, 5

+375 (29) 677-70-68
+375 (29) 838-70-68
info@hdd-recovery.org
Проблемы и технологии восстановления доступа к информации, хранимой на НЖМД
Восстановление информации, восстановление данных, ремонт жестких дисков
Сергей Коженевский

Технологический процесс восстановления доступа к информации всегда начинается с диагностики технического состояния накопителя, включающей в себя: диагностику рабочих поверхностей, тестирование контроллера, выполнения тестов чтения данных. После определения причины утраты доступа к данным выбирается соответствующий способ его восстановления.

Если по результатам диагностики техническое состояние жесткого диска соответствует нормам (накопитель исправен), а потеря информации произошла вследствие программного сбоя (воздействие вирусов, неквалифицированные действия пользователей, сбои операционной системы), то для восстановления доступа к информации используется специализированное программное обеспечение, позволяющее получить доступ к данным на диске на уровне команд интерфейса. В этом случае говорят о восстановлении доступа к данным на логическом уровне.

При наличии достаточного опыта во многих случаях восстановить доступ к информации на исправном жестком диске можно и без применения специальных утилит, пользуясь только DiskEdit. Справедливости ради необходимо заметить, что опыт необходим и при применении специальных утилит. В автоматическом режиме даже широко известная утилита "Tiramisu" не в состоянии правильно восстановить последовательность кластеров, содержащих тот или иной файл. Тем не менее, в случае полной исправности жесткого диска доступ к данным можно восстановить и самостоятельно. Важно только понимать, что с первой попытки угадать правильную последовательность кластеров не удается. Поэтому, чтобы не потерять информацию окончательно, все работы по восстановлению информации можно проводить только с копией жесткого диска.

Стертый рабочий слой в зоне 3000 - 10000 дорожек

Рис.1. Стертый рабочий слой в зоне 3000 - 10000 дорожек

Именно поэтому следующим шагом после диагностики накопителя является создание точной копии (образа) жесткого диска. Создание копии жесткого диска необходимо не только с целью обезопасить свою работу. Поверхность диска может иметь отдельные повреждения. Эти повреждения опасны тем, что сопровождаются появлением внутри герметической камеры жесткого диска мельчайших твердых частиц. Эти частицы приводят к новым повреждениям поверхности, причем этот процесс носит лавинообразный характер. В результате после нескольких часов работы накопителя на значительной площади поверхности дисков рабочий слой стирается полностью (рис. 1).

Технология восстановления доступа к информации с неисправного жесткого диска существенно отличается от восстановления данных на логическом уровне. Во многих случаях восстановить работоспособность накопителя удается лишь на непродолжительное время. Например, в результате "шлепка" головки повреждается как сама головка, так и поверхность диска. Чаще всего именно это и является причиной рассмотренной выше неисправности. Выбитые из поверхности диска осколки, находясь внутри герметичной камеры, продолжают разрушать рабочий слой, что очень быстро приводит к полному отказу накопителя.

Если при первых признаках неисправности жесткий диск приносят в сервисный центр, то, как правило, удается спасти большую часть информации. Более того, удается восстановить некоторую часть информации даже с поврежденных участков пластин жесткого диска. Для этого при создании копии жесткого диска используется технология адаптивного копирования.

Суть ее заключается в быстром копировании информации с неповрежденных участков и последующем многократном (до 100 раз) считывании информации с поврежденных участков. Затем проводится статистическая обработка результатов считывания сбойных секторов с помощью метода максимального правдоподобия. Критерием успешного восстановления информации является достижение заданного порогового значения коэффициента правдоподобия. В некоторых случаях после процедуры адаптивного копирования требуется проведение работ по восстановлению данных на логическом уровне.

Повреждение поверхности пластин жесткого диска является, наверное, самой распространенной и опасной неисправностью, но далеко не единственной. Жесткие диски могут выходить из строя по множеству причин. Это и нарушение теплового режима, и повышенная влажность, и производственные дефекты, и "шлепки" головки из-за внешних ударных воздействий, и износ вследствие интенсивной работы.

Далее в таблице приведены некоторые типичные неисправности жестких дисков и способы восстановления доступа к информации:

 НеисправностиОсновные признакиОсобенности восстановления
1.Частичное повреждение головок (без обрыва)Накопитель не инициализируется или инициализируется неустойчиво, при этом накопитель периодически теряет готовность, а данные не читаются или читаются неустойчиво.Замена блока головок на аналогичный. Требуется вскрытие камеры
2.Обрыв головокНакопитель не инициализируется. Возможно прослушивание посторонних звуков при раскрутке шпиндельного двигателя.Замена блока головок на аналогичный. Требуется вскрытие камеры
3.Выход из строя ИМС усилителя коммутатора.Накопитель не инициализируется. Шпиндельный двигатель раскручивается нормально.Замена ИМС усилителя коммутатора. Замена блока головок на аналогичный. Требуется вскрытие камеры
4.Повреждение рабочих поверхностейНакопитель не инициализируется или инициализируется неустойчиво. Данные читаются неустойчиво. Шпиндельный двигатель раскручивается нормально.Адаптивное копирование информации. Требуется вскрытие камеры
5.Выход из строя ИМС управления шпиндельным двигателемШпиндельный двигатель не раскручиваетсяЗамена ИМС управления шпиндельным двигателем. Без вскрытия камеры
6.Выход из строя ИМС поддержки внешнего интерфейсаНакопитель не инициализируется, или инициализируется, но не выдает признака готовности к работе и не выполняет командыЗамена ИМС поддержки внешнего интерфейса. Без вскрытия камеры
7.Выход из строя ПЗУ контроллераНакопитель не инициализируется. Шпиндельный двигатель не раскручивается.Замена ПЗУ контроллера с записью кода точного аналога. Без вскрытия камеры
8.Полный выход из строя контроллера накопителяНакопитель не инициализируется, шпиндельный двигатель не раскручиваетсяЗамена контроллера целиком на точный аналог. Без вскрытия камеры

Таким образом, все случаи восстановления доступа к информации на отказавших жестких дисках можно разделить на две большие группы: требующие вскрытия герметичной камеры и не требующие ее вскрытия.

В случае, когда вскрытие герметичной камеры не требуется, проблема восстановления информации решается заменой контроллера или чипа управления двигателем на аналогичный. Ни в коем случае не стоит делать это самостоятельно! Не всегда можно безболезненно переставить контроллер с одного жесткого диска на другой, даже если они одной модели. Здесь есть определенные нюансы, несоблюдение которых приведет к более серьезному выходу из строя как гермоблока, так и платы электроники от исправного накопителя.

Восстановление информации с повреждениями в камере (обрыв или повреждение головок, отказ коммутатора, дефекты и износ рабочей поверхности) требует вскрытия гермоблока, что, в свою очередь, требует применения специального оборудования , как для произведения этих работ, так и для последующего вычитывания информации с накопителя.


Замена головок и блока головок

В нерабочем состоянии головки прижимаются к пластинам в специальной зоне, называемой зоной парковки. Выход головок в зону парковки выполняется автоматически при снижении скорости вращения двигателя ниже номинальной или пропадании напряжения питания. Поскольку поверхности дисков и головки изготавливаются очень гладкими (шероховатость порядка 5A), то иногда наблюдается эффект "прилипания" головки к диску. В этом случае, при подаче напряжения на накопитель головки не успевают оторваться от поверхности начинающих вращение дисков и происходит их перекос или обрыв. Повреждения головок могут возникать и в результате "шлепка" головки, вызванного внешним ударным воздействием на рабочий жесткий диск. В обоих случаях головка начинает царапать поверхность диска, повреждая его поверхность (рис. 2). Чтобы восстановить информацию с такого накопителя, необходимо заменить поврежденную головку или блок головок полностью.

Перекос головки и вызываемые им повреждения поверхности диска

Перекос головки и вызываемые им повреждения поверхности диска

Рис. 2. Перекос головки и вызываемые им повреждения поверхности диска

Замена микросхемы предварительного усилителя-коммутатора

Распространенной причиной отказов жестких дисков является выход из строя предварительного усилителя-коммутатора в результате бросков напряжения или неправильного подключения напряжения питания. В старых моделях накопителей микросхема коммутатора находилась внутри камеры возле разъема для подключения к контроллеру. Это позволяло выполнять ее замену без снятия блока головок.

Чтобы обеспечить минимальное затухание сигнала считывания, в современных жестких дисках усилитель-коммутатор размещают непосредственно на блоке головок (рис. 4). В этом случае перед заменой микросхемы необходимо снять весь блок головок, чтобы избежать перегрева дисков при пайке и потери информации. Некоторые производители используют бескорпусные микросхемы коммутаторов, которые не подлежат замене - в этом случае заменяют весь блок головок.

Блок головок с корпусным усилителем-коммутатором

Блок головок с бескорпусным усилителем-коммутатором

Рис. 3. Варианты исполнения блоков головок:
а) с корпусным усилителем-коммутатором;
б) с бескорпусным усилителем-коммутатором.

Адаптивное копирование информации

Замена любого элемента жесткого диска негативно сказывается на его характеристиках. Из-за невозможности точно откалибровать блок головок увеличивается количество ошибок чтения. После замены усилителя-коммутатора обычно снижается отношение сигнал/шум, что тоже приводит к росту ошибок. Поэтому при копировании данных с отремонтированного жесткого диска на технологический целесообразно применять алгоритм адаптивного копирования. Но даже при применении алгоритма адаптивного копирования головка часто "зацикливается" на некоторых дорожках, многократно пытаясь считать один и тот же сектор. Это приводит к тому, что на считывание информации с такого жесткого диска уходит очень много времени - в среднем сутки, а иногда и до месяца непрерывной работы. Если выполнять такое копирование в обычном помещении, головка достаточно быстро сотрет рабочий слой до основы.

Герметизация камер некоторых жестких дисков обеспечивается с помощью специальной липкой ленты, наклеиваемой по периметру корпуса накопителя. При повреждении этой ленты (при неосторожном обращении при транспортировке или установке в узкие карманы некоторых корпусов компьютера) возможна непреднамеренная разгерметизация камеры (рис. 5).

Повреждения герметизирующей липкой ленты

Рис. 5. Повреждения герметизирующей липкой ленты, приводящие к разгерметизации камеры жесткого диска

Нарушение герметизации может приводить к попаданию внутрь камеры пыли, разрушающей головки и рабочие поверхности дисков. Такой накопитель может еще работать некоторое время, однако обычно очень скоро начинается лавинообразный процесс возникновения сбойных секторов и он выходит из строя. Тем не менее, если своевременно обратиться в центр восстановления информации, информацию еще можно будет спасти. Жесткий диск вскроют в чистой комнате, аккуратно вычистят попавшую внутрь камеры пыль. Затем данные будут переписаны на технологический жесткий диск.

Следует отметить, что любое вскрытие камеры жесткого диска, даже без замены его узлов, приводит к ухудшению его работы и в последствии к выходу его из строя. Средний срок службы накопителя, камера которого вскрывалась, не превышает двух-трех месяцев. Затем начинается быстрый рост количества сбойных секторов, увеличивается вероятность ошибок чтения и жесткий диск выходит из строя окончательно. Именно поэтому вскрытие камеры жесткого диска и ремонт элементов, расположенных в камере, производится только с целью восстановления информации, а не с целью восстановления его работоспособности.

В последнее время участились случаи, когда пользователи пытаются самостоятельно восстановить информацию или отремонтировать жесткий диск, вскрывая при этом его камеру. Это всегда приводит к окончательному нарушению его работоспособности и очень затрудняет восстановление данных. Например, отпечатки пальцев с зеркальной поверхности пластины удалить уже практически невозможно (рис. 6). И если информацию в начале диска, где обычно хранится операционная система, еще можно будет восстановить, то пользовательские данные в середине и конце диска могут быть утеряны безвозвратно.

Отпечатки пальцев на рабочей поверхности жесткого диска

Рис. 6. Отпечатки пальцев на рабочей поверхности жесткого диска

Подавать напряжение питания на накопитель с открытой камерой вне чистой комнаты недопустимо. Воздушный поток захватывает частицы пыли, которые начинают разрушать рабочий слой. В зависимости от скорости вращения дисков частицы пыли уничтожат рабочий слой за один-два часа, стирая его до основы, из которой изготовлены диски (рис. 7). Информацию в этом случае восстановить невозможно.

Вскрытие камеры накопителя вне чистой комнаты приводит к полному уничтожению рабочего слоя

Рис. 7. Вскрытие камеры накопителя вне чистой комнаты приводит к полному уничтожению рабочего слоя

 
< Пред.   След. >