第3章 磁盘工具软件

1、3.1 相关背景知识相关背景知识3.2 磁盘分区工具磁盘分区工具-PartitionMagic3.3 磁盘碎片整理工具磁盘碎片整理工具-Vopt 93.4 磁盘清洁工具磁盘清洁工具-CCleaner3.5 磁盘诊断和数据恢复工具磁盘诊断和数据恢复工具-EasyRecovery3.1 相关背景知识相关背景知识 。硬盘的容量有硬盘的容量有40GB、60GB、80GB、100GB、120GB、160GB、200GB、250GB、300GB、320GB、500GB、640GB、750GB、1000GB、1.5TB、2TB、3TB，硬盘技术还在继续向前发，硬盘技术还在继续向前发展，更大容量的硬盘还将不断

2、推出。展，更大容量的硬盘还将不断推出。3.1 相关背景知识相关背景知识 在购买硬盘之后会发现，在在购买硬盘之后会发现，在操作系统操作系统当中硬当中硬盘的容量与官方标称的容量不符，都要少于标盘的容量与官方标称的容量不符，都要少于标称容量，容量越大则这个差异越大。标称称容量，容量越大则这个差异越大。标称40GB40GB的硬盘，在操作系统中显示只有的硬盘，在操作系统中显示只有38GB38GB；80GB80GB的的硬盘只有硬盘只有75GB75GB；而；而120GB120GB的硬盘则只有的硬盘则只有114GB114GB。 这中差异是由硬盘厂商对容量的计算方法和这中差异是由硬盘厂商对容量的计算方法和操作系

3、统的计算方法有不同的单位转换关系而操作系统的计算方法有不同的单位转换关系而造成的。造成的。 在操作系统中对容量的计算是以每在操作系统中对容量的计算是以每10241024为一为一进制的，每进制的，每10241024字节为字节为1KB1KB，每，每1024KB1024KB为为1MB1MB，每每1024MB1024MB为为1GB1GB，每，每1024GB1024GB为为1TB1TB； 而硬盘厂商在计算容量方面是以每而硬盘厂商在计算容量方面是以每10001000为一为一进制的，每进制的，每10001000字节为字节为1KB1KB，每，每1000KB1000KB为为1MB1MB，每每1000MB1000

4、MB为为1GB1GB，每，每1000GB1000GB为为1TB1TB，这二者进制，这二者进制上的差异造成了硬盘容量上的差异造成了硬盘容量“缩水缩水”。 以以120GB120GB的硬盘为例：的硬盘为例： 厂商容量计算方法：厂商容量计算方法：120GB120GB120,000MB120,000MB120120，000000，000KB000KB120120，000000，000000，000000字节字节 换算成操作系统计算方法：换算成操作系统计算方法：120120，000000，000000，000000字节字节/1024/1024117,187,500KB/1024117,187,500KB/

5、1024114114，440.91796875MB440.91796875MB114GB114GB。 硬盘需要分区和格式化，操作系统之间存在硬盘需要分区和格式化，操作系统之间存在着差异，再加上安装操作系统时的复制文件的着差异，再加上安装操作系统时的复制文件的行为，硬盘会被占用更多空间，所以在操作系行为，硬盘会被占用更多空间，所以在操作系统中显示的硬盘容量和标称容量会存在差异，统中显示的硬盘容量和标称容量会存在差异，而硬盘的两类容量差值在而硬盘的两类容量差值在5%-10%5%-10%左右应该是正左右应该是正常的。常的。 3.1 相关背景知识相关背景知识2、硬盘的尺寸（盘片的大小）、硬盘的尺寸（盘

6、片的大小） 普遍使用的是普遍使用的是3.5英寸硬盘，用于台式英寸硬盘，用于台式机或服务器，机或服务器，1.8英寸、英寸、2.5英寸硬盘基本英寸硬盘基本上用于笔记本计算机中。上用于笔记本计算机中。3.1 相关背景知识相关背景知识3、硬盘的工作原理图解（温彻斯特（、硬盘的工作原理图解（温彻斯特（Winchester）技术技术 ）一般说来，无论哪种硬盘，都是由盘片、磁头、一般说来，无论哪种硬盘，都是由盘片、磁头、盘片主轴、控制电机、磁头控制器、数据转换器、盘片主轴、控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口、缓存等几个部份组成。接口、缓存等几个部份组成。 3.1 相关背景知识相关背景知识所有的盘片都固定

7、在一个旋转轴上，这个轴即所有的盘片都固定在一个旋转轴上，这个轴即盘片主轴。而所有盘片之间是绝对平行的，在盘片主轴。而所有盘片之间是绝对平行的，在每个盘片的存储面上都有一个磁头，磁头与盘每个盘片的存储面上都有一个磁头，磁头与盘片之间的距离比头发片之间的距离比头发 丝的直径还小。所有的磁丝的直径还小。所有的磁头连在一个磁头控制器上，由磁头控制器负责头连在一个磁头控制器上，由磁头控制器负责各个磁头的运动。磁头可沿盘片的半径方向动各个磁头的运动。磁头可沿盘片的半径方向动作，而盘片以每分钟数千转到上万转的速度在作，而盘片以每分钟数千转到上万转的速度在高高 速旋转，这样磁头就能对盘片上的指定位置速旋转，这

8、样磁头就能对盘片上的指定位置进行数据的读写操作。进行数据的读写操作。由于硬盘是高精密设备，尘埃是其大敌，所以由于硬盘是高精密设备，尘埃是其大敌，所以必须完全密封。必须完全密封。 3.1 相关背景知识相关背景知识3.1 相关背景知识相关背景知识硬盘在逻辑上被划分为磁道、柱面以及扇区。硬盘在逻辑上被划分为磁道、柱面以及扇区。 3.1 相关背景知识相关背景知识硬盘的每个盘片的每个面都有一个读写磁头，磁硬盘的每个盘片的每个面都有一个读写磁头，磁盘盘面区域的划分如图所示盘盘面区域的划分如图所示 3.1 相关背景知识相关背景知识磁头靠近主轴接触的表面，即线速度最小的地方，磁头靠近主轴接触的表面，即线速度最

9、小的地方，是一个特殊的区域，它不存放任何数据，称为启是一个特殊的区域，它不存放任何数据，称为启停区或着陆区（停区或着陆区（Landing ZoneLanding Zone），启停区外就是），启停区外就是数据区。数据区。在最外圈，离主轴最远的地方是在最外圈，离主轴最远的地方是“0”0”磁道，硬磁道，硬盘数据的存放就是从最外圈开始的。那么，磁头盘数据的存放就是从最外圈开始的。那么，磁头是如何找到是如何找到“0”0”磁道的位置的呢？在硬盘中还磁道的位置的呢？在硬盘中还有一个叫有一个叫“0”0”磁道检测器的构件，它是用来完磁道检测器的构件，它是用来完成硬盘的初始定位。成硬盘的初始定位。“0”0”磁道是

10、如此的重要，磁道是如此的重要，以致很多硬盘仅仅因为以致很多硬盘仅仅因为“0”0”磁道损坏就报废。磁道损坏就报废。 3.1 相关背景知识相关背景知识 硬盘的读写是和扇区有着紧密关系的。先说硬盘的读写是和扇区有着紧密关系的。先说一下和扇区相关的一下和扇区相关的”盘面盘面”、“磁道磁道”、和、和“柱柱面面”。 1.1.盘面盘面 硬盘的盘片一般用铝合金材料做基片，高速硬硬盘的盘片一般用铝合金材料做基片，高速硬盘也可能用玻璃做基片。硬盘的每一个盘片都有盘也可能用玻璃做基片。硬盘的每一个盘片都有两个盘面（两个盘面（SideSide），即上、下盘面，一般每个盘），即上、下盘面，一般每个盘面都会利面都会利 用

11、，都可以存储数据，成为有效盘片，用，都可以存储数据，成为有效盘片，也有极个别的硬盘盘面数为单数。每一个这样的也有极个别的硬盘盘面数为单数。每一个这样的有效盘面都有一个盘面号，按顺序从上至下从有效盘面都有一个盘面号，按顺序从上至下从“0”0”开始依次编号。开始依次编号。3.1 相关背景知识相关背景知识 在硬盘系统中，盘面号又叫磁头号，每一个有效盘面都在硬盘系统中，盘面号又叫磁头号，每一个有效盘面都有一个对应的读写磁头。硬盘的盘片组在有一个对应的读写磁头。硬盘的盘片组在2 21414片不等，通片不等，通常有常有2 23 3个盘片，故盘面号（磁头号）为个盘片，故盘面号（磁头号）为0 03 3或或 0

12、 05 5。2.2.磁道磁道磁盘在格式化时被划分成许多同心圆，这些同心磁盘在格式化时被划分成许多同心圆，这些同心圆轨迹叫做磁道（圆轨迹叫做磁道（TrackTrack）。磁道从外向内从）。磁道从外向内从0 0开始开始顺序编号。硬盘的每一个盘面有顺序编号。硬盘的每一个盘面有30030010241024个磁道，个磁道，新式大容量硬盘每面的磁道数更多。这些同心圆不新式大容量硬盘每面的磁道数更多。这些同心圆不是连续记录数据，而是被划分成一段段的圆弧，这是连续记录数据，而是被划分成一段段的圆弧，这些圆弧些圆弧 的角速度一样。由于径向长度不一样。的角速度一样。由于径向长度不一样。3.1 相关背景知识相关背景

13、知识 所以，线速度也不一样，外圈的线速度较内所以，线速度也不一样，外圈的线速度较内圈的线速度大，即同样的转速下，外圈在同样时圈的线速度大，即同样的转速下，外圈在同样时间段里，划过的圆弧长度要比内圈划过的圆弧长间段里，划过的圆弧长度要比内圈划过的圆弧长度大。每段圆弧叫做一个扇区，扇区从度大。每段圆弧叫做一个扇区，扇区从“1”1”开始开始编号，每个扇区中的数据作为一个单元同时读出编号，每个扇区中的数据作为一个单元同时读出或写入。一个标准的或写入。一个标准的3.53.5寸硬盘盘面通常有几百到寸硬盘盘面通常有几百到 几千条磁道。磁道是几千条磁道。磁道是“看看”不见的，只是盘面上不见的，只是盘面上以特殊

14、形式磁化了的一些磁化区，在磁盘格式化以特殊形式磁化了的一些磁化区，在磁盘格式化时就已规划完毕。时就已规划完毕。3.1 相关背景知识相关背景知识3.3.柱面柱面 所有盘面上的同一磁道构成一个圆柱，通常称所有盘面上的同一磁道构成一个圆柱，通常称做柱面（做柱面（CylinderCylinder），每个圆柱上的磁头由上而下），每个圆柱上的磁头由上而下从从“0”0”开始编号。数据的读开始编号。数据的读/ /写按柱面进行，即磁写按柱面进行，即磁 头读头读/ /写数据时首先在同一柱面内从写数据时首先在同一柱面内从“0”0”磁头开始磁头开始进行操作，依次向下在同一柱面的不同盘面即磁头进行操作，依次向下在同一柱

15、面的不同盘面即磁头上进行操作，只在同一柱面所有的磁头全部读上进行操作，只在同一柱面所有的磁头全部读/ /写写完毕后磁头才转移到下一柱面，因为选取磁头只需完毕后磁头才转移到下一柱面，因为选取磁头只需通过电子切换即可，而选取柱面则必须通过机械切通过电子切换即可，而选取柱面则必须通过机械切换。换。 3.1 相关背景知识相关背景知识 电子切换相当快，比在机械上磁头向邻近磁道移电子切换相当快，比在机械上磁头向邻近磁道移动快得多，所以，数据动快得多，所以，数据 的读的读/ /写按柱面进行，而不按写按柱面进行，而不按盘面进行。盘面进行。 也就是说，一个磁道写满数据后，就在同一柱面也就是说，一个磁道写满数据后

16、，就在同一柱面的下一个盘面来写，一个柱面写满后，才移到下一个的下一个盘面来写，一个柱面写满后，才移到下一个扇区开始写数据。读数扇区开始写数据。读数 据也按照这种方式进行，这据也按照这种方式进行，这样就提高了硬盘的读样就提高了硬盘的读/ /写效率。写效率。4.4.扇区扇区操作系统以扇区（操作系统以扇区（SectorSector）形式将信息存储在）形式将信息存储在硬盘上，每个扇区包括硬盘上，每个扇区包括512512个字节的数据和一些个字节的数据和一些其他信息。一个扇区有两个主要部分：存储数据其他信息。一个扇区有两个主要部分：存储数据地点的标识符和存储数据的数据段。地点的标识符和存储数据的数据段。

17、3.1 相关背景知识相关背景知识硬盘的读写原理硬盘的读写原理 系统将文件存储到磁盘上时，按柱面、磁头、系统将文件存储到磁盘上时，按柱面、磁头、扇区的方式进行，即最先是第扇区的方式进行，即最先是第1 1磁道的第一磁磁道的第一磁头下（也就是第头下（也就是第1 1盘面的第一磁道）的所有扇盘面的第一磁道）的所有扇区，然后，是同一柱面的下一磁头，区，然后，是同一柱面的下一磁头，一，一个柱面存储满后就推进到下一个柱面，直到把个柱面存储满后就推进到下一个柱面，直到把文件内容全部写入磁盘。文件内容全部写入磁盘。系统也以相同的顺序读出数据。读出数据时通系统也以相同的顺序读出数据。读出数据时通过告诉磁盘控制器要读

18、出扇区所在的柱面号、过告诉磁盘控制器要读出扇区所在的柱面号、磁头号和扇区号（物理地址的三个组成部分）磁头号和扇区号（物理地址的三个组成部分）进行。磁盘控制器则直接使磁头部件步进到相进行。磁盘控制器则直接使磁头部件步进到相应的柱面，选通相应的磁头，等待要求的扇区应的柱面，选通相应的磁头，等待要求的扇区移动到磁头下。移动到磁头下。扇区到来时，磁盘控制器读出每个扇区的头标，扇区到来时，磁盘控制器读出每个扇区的头标，把这些头标中的地址信息与期待检出的磁头和把这些头标中的地址信息与期待检出的磁头和柱面号做比较（即寻道），然后，寻找要求的柱面号做比较（即寻道），然后，寻找要求的扇区号。待磁盘控制器找到该扇

19、区头标时，根扇区号。待磁盘控制器找到该扇区头标时，根据其任务是写扇区还是读扇区，来决定是转换据其任务是写扇区还是读扇区，来决定是转换写电路，写电路， 还是读出数据和尾部记录。还是读出数据和尾部记录。找到扇区后，磁盘控制器必须在继续寻找下一找到扇区后，磁盘控制器必须在继续寻找下一个扇区之前对该扇区的信息进行后处理。如果个扇区之前对该扇区的信息进行后处理。如果是读数据，控制器计算此数据的是读数据，控制器计算此数据的ECCECC码，然后，码，然后，把把ECCECC码与已记录的码与已记录的ECCECC码相比较。如果是写数码相比较。如果是写数据，控制器计算出此数据的据，控制器计算出此数据的ECCECC码

20、，与数据一起码，与数据一起存储。在控制器对此扇区中的数据进行必要处存储。在控制器对此扇区中的数据进行必要处理期间，磁盘继续旋转。理期间，磁盘继续旋转。硬盘的读写原理硬盘的读写原理 温彻斯特硬盘温彻斯特硬盘 19731973年，年，IBMIBM研制成功了一种新型的硬盘研制成功了一种新型的硬盘IBM IBM 33403340。这种硬盘拥有几个同轴的金属盘片，盘。这种硬盘拥有几个同轴的金属盘片，盘片上涂着片上涂着磁性材料磁性材料。它们和可以移动的磁头共。它们和可以移动的磁头共同密封在一个盒子里面，磁头能从旋转的盘片同密封在一个盒子里面，磁头能从旋转的盘片上读出磁信号的变化上读出磁信号的变化-这就是我

21、们今天是用的这就是我们今天是用的硬盘的祖先，硬盘的祖先，IBMIBM把它叫做温彻斯特硬盘。把它叫做温彻斯特硬盘。“温彻斯特温彻斯特”这个名字还有个小小的来历。这个名字还有个小小的来历。IBM IBM 33403340拥有两个拥有两个30MB30MB的存储单元，而当时一种很的存储单元，而当时一种很有名的有名的“温彻斯特温彻斯特来复枪来复枪”的口径和装药也恰的口径和装药也恰好包含了两个数字好包含了两个数字“30”30”。于是这种硬盘的内。于是这种硬盘的内部代号就被定为部代号就被定为“温彻斯特温彻斯特”。温彻斯特硬盘采用了一个了不起的技术：它的磁温彻斯特硬盘采用了一个了不起的技术：它的磁头并不与盘片

22、接触。可以想象，如果要提高存取头并不与盘片接触。可以想象，如果要提高存取数据的速度，硬盘的盘片就应该越转越快。但是数据的速度，硬盘的盘片就应该越转越快。但是如果磁头与盘片接触，那么无论采用什么材料都如果磁头与盘片接触，那么无论采用什么材料都不可能胜任这种工作。技术人员想到让磁头在盘不可能胜任这种工作。技术人员想到让磁头在盘片上方片上方“飞行飞行”，与盘片保持一个非常近的距离。，与盘片保持一个非常近的距离。这个想法是可行的，因为盘片高速旋转会产生流这个想法是可行的，因为盘片高速旋转会产生流动的风，只要磁头的形状合适，它就能像飞机一动的风，只要磁头的形状合适，它就能像飞机一样飞行。这样，盘片就能旋

23、转的很快而不必担心样飞行。这样，盘片就能旋转的很快而不必担心摩擦造成的灾难。磁头被固定在一个能沿盘片摩擦造成的灾难。磁头被固定在一个能沿盘片径径向向运动的臂上。由于磁头相对盘片高速运动，并运动的臂上。由于磁头相对盘片高速运动，并且二者距离很近，哪怕是一丁点灰尘也会造成磁且二者距离很近，哪怕是一丁点灰尘也会造成磁盘的损坏。所以，盘片、磁头和驱动机构被密封盘的损坏。所以，盘片、磁头和驱动机构被密封在了一个盒子里。在了一个盒子里。温彻斯特硬盘温彻斯特硬盘 19801980年，希捷年，希捷( (SeagateSeagate) )公司制造出了个人电脑公司制造出了个人电脑上的第一块温彻斯特硬盘，这个硬盘与

24、当时的上的第一块温彻斯特硬盘，这个硬盘与当时的软驱体积相仿，容量软驱体积相仿，容量5MB5MB（可以想象，这种容量（可以想象，这种容量在今天什么也做不了，但是在当时对于个人电在今天什么也做不了，但是在当时对于个人电脑却是个天文数字）。脑却是个天文数字）。硬盘容量硬盘容量的提高依赖于磁头的灵敏度。如果磁的提高依赖于磁头的灵敏度。如果磁头越灵敏，就能在单位面积的区域上读出更多头越灵敏，就能在单位面积的区域上读出更多的信息。的信息。8080年代的硬盘使用所谓的薄膜磁头，年代的硬盘使用所谓的薄膜磁头，后来，研究人员找到了一种材料，这种材料的后来，研究人员找到了一种材料，这种材料的电阻能随磁场的变化而变

25、化，这就是现在通用电阻能随磁场的变化而变化，这就是现在通用的的“磁阻磁阻”磁头。高灵敏度的磁头为高密度的磁头。高灵敏度的磁头为高密度的存储提供了可能。存储提供了可能。温彻斯特硬盘温彻斯特硬盘 今天，尽管我们的硬盘能够储存数十甚至上百今天，尽管我们的硬盘能够储存数十甚至上百GBGB的的信息，它们的实质与信息，它们的实质与19731973年年IBMIBM发明的温彻斯特硬发明的温彻斯特硬盘没有区别。那个盛有高速旋转的碟子的方盒，仍盘没有区别。那个盛有高速旋转的碟子的方盒，仍然是快速大量存取数据的最好选择。然是快速大量存取数据的最好选择。温彻斯特硬盘温彻斯特硬盘 硬盘的品牌硬盘的品牌日立日立HITAC

26、HI HITACHI （长于笔记本硬盘）（长于笔记本硬盘） IBM IBM是硬盘的发明者也是创造者，拥有许多专是硬盘的发明者也是创造者，拥有许多专利技术。但后来的玻璃盘遭遇到极高的返修率，利技术。但后来的玻璃盘遭遇到极高的返修率，加之其他种种原因，迫使风靡一时加之其他种种原因，迫使风靡一时IBMIBM硬盘退出硬盘退出了市场。而了市场。而日立公司日立公司便收购了便收购了IBMIBM的存储事业部，的存储事业部，并在并在20032003年年1 1月正式推出全新的硬盘品牌，也就月正式推出全新的硬盘品牌，也就是今天的日立硬盘。日立目前主要有沿用是今天的日立硬盘。日立目前主要有沿用IBMIBM硬硬盘编号的

27、盘编号的180GXP180GXP系列和全新推出的系列和全新推出的7K2507K250系列。系列。两个系列均采用了铝合金盘片、两个系列均采用了铝合金盘片、GMRGMR磁头和磁头和液态液态轴承马达轴承马达，区别在于，区别在于180GXP180GXP采用单碟容量采用单碟容量60G60G的的盘片，而盘片，而7K2507K250系列采用了单碟容量系列采用了单碟容量80G80G的盘片。的盘片。 希捷希捷SeagateSeagate（长于台式机硬盘）（长于台式机硬盘） 希捷公司于希捷公司于19791979年创立，总部位于美国年创立，总部位于美国加州加州Scotts ValleyScotts Valley，2

28、0002000年希捷主动从股市退出，成年希捷主动从股市退出，成为私人公司，产品主要包括为私人公司，产品主要包括SCSISCSI与与IDEIDE硬盘、磁带硬盘、磁带机与网络存储设备。在今年第四财季报表中，收入机与网络存储设备。在今年第四财季报表中，收入高达到高达到27.427.4亿美元，是无可非议的硬盘业界老大。亿美元，是无可非议的硬盘业界老大。希捷公司对技术的开发相当看重，今年研发费用高希捷公司对技术的开发相当看重，今年研发费用高达达9 9亿美元。不过，与其他公司一样，其特有技术亿美元。不过，与其他公司一样，其特有技术主要针对于硬盘的保护与噪音的抑制。主要针对于硬盘的保护与噪音的抑制。 硬盘的

29、品牌硬盘的品牌西部数据西部数据(WD) (WD) （世界上最稳定最畅销的台（世界上最稳定最畅销的台式机式机/ /笔记本硬盘）笔记本硬盘） WD WD公司始创于公司始创于19701970年，总部在美国加州年，总部在美国加州Lake ForestLake Forest，是历史最悠久的硬盘厂商之，是历史最悠久的硬盘厂商之一，也是一，也是IDEIDE接口的创始者之一。接口的创始者之一。WDWD公司在公司在19991999年退出年退出SCSISCSI市场后主攻市场后主攻IDEIDE领域，领域，WDWD公公司是一个不擅于宣传的公司，让人能记得司是一个不擅于宣传的公司，让人能记得住的特有技术屈指可数，其实住

30、的特有技术屈指可数，其实WDWD的技术实的技术实力是不容小看的，其硬盘性能长期处于高力是不容小看的，其硬盘性能长期处于高水平肯定有先进技术的支持。水平肯定有先进技术的支持。 硬盘的品牌硬盘的品牌东芝（东芝（TOSHIBATOSHIBA）（世界上最小、最先进的）（世界上最小、最先进的硬盘）硬盘） 世界硬盘产业内，传统的希捷、迈拓。西世界硬盘产业内，传统的希捷、迈拓。西数、三星大家都耳熟能详了，但是专注于笔数、三星大家都耳熟能详了，但是专注于笔记本用途的记本用途的2.52.5英寸以下尺寸的硬盘厂商东英寸以下尺寸的硬盘厂商东芝来说，许多芝来说，许多DIYDIY玩家可能只听过名字而比玩家可能只听过名字

31、而比较少接触。其实，东芝在小尺寸硬盘方面无较少接触。其实，东芝在小尺寸硬盘方面无可争议的属于领导者的地位，从可争议的属于领导者的地位，从2.52.5英寸。英寸。1.81.8英寸到英寸到0.850.85英寸硬盘的推出，在小尺寸英寸硬盘的推出，在小尺寸硬盘在笔记本电脑与消费电子方面业绩非常硬盘在笔记本电脑与消费电子方面业绩非常不错。不错。 硬盘的品牌硬盘的品牌富士通富士通FUJITSU FUJITSU 作为全球几大硬盘制造厂商之一的富士通作为全球几大硬盘制造厂商之一的富士通（FujitsuFujitsu），其产品虽然不像希捷和迈拓那），其产品虽然不像希捷和迈拓那样为人所熟知，但它在硬盘领域的地位一

32、直以样为人所熟知，但它在硬盘领域的地位一直以来都十分稳固。来都十分稳固。 稍有资历的用户相信对富士稍有资历的用户相信对富士通硬盘并不会感到陌生，通硬盘并不会感到陌生， 因为直到富士通在因为直到富士通在几年前宣布退出桌面市场和零售市场，富士通几年前宣布退出桌面市场和零售市场，富士通硬盘才开始硬盘才开始“退居幕后退居幕后”，全力充当服务器和，全力充当服务器和笔记本厂商的笔记本厂商的OEMOEM。但对于使用笔记本电脑的。但对于使用笔记本电脑的用户而言，富士通的笔记本硬盘还是随处可见用户而言，富士通的笔记本硬盘还是随处可见的，就连和另一笔记本硬盘厂商日立有密切关的，就连和另一笔记本硬盘厂商日立有密切关

33、系的系的IBMIBM，在，在ThinkPadThinkPad上也会采用富士通的产上也会采用富士通的产品，其实力可见一斑。品，其实力可见一斑。 硬盘的品牌硬盘的品牌三星三星SAMSUNG SAMSUNG 1938 1938年年3 3月三星公司成立于月三星公司成立于韩国韩国大丘，起初是大丘，起初是一家糖业厂商后来逐步转型为一家电子公司。是一家糖业厂商后来逐步转型为一家电子公司。是韩国最大的电子厂商之一。三星的硬盘事业起步韩国最大的电子厂商之一。三星的硬盘事业起步于于19891989年，当时涉猎面很广，从笔记本年，当时涉猎面很广，从笔记本电脑硬盘电脑硬盘到到SCSISCSI硬盘应有尽有，但由于种种原

34、因，最后只硬盘应有尽有，但由于种种原因，最后只集中精力发展集中精力发展IDEIDE硬盘。三星硬盘在业界的地位硬盘。三星硬盘在业界的地位相对来说并不高，基本属于技术采用者的角色，相对来说并不高，基本属于技术采用者的角色，不过三星针对硬盘的噪音与可靠性也开发了自己不过三星针对硬盘的噪音与可靠性也开发了自己的专用技术。的专用技术。 硬盘的品牌硬盘的品牌迈拓迈拓Maxtor Corporation Maxtor Corporation 世界上信息存储方案供应商中佼佼者世界上信息存储方案供应商中佼佼者, ,成立于成立于19821982年年, ,总部位于加洲的总部位于加洲的MilpitasMilpitas

35、，全球员工大，全球员工大约约65006500人人MaxtorMaxtor在在NASDAQNASDAQ上市，代号上市，代号MXTRMXTR公公司的快速发展，主要归功于灵活的高声策略、优司的快速发展，主要归功于灵活的高声策略、优异产品质量、强大技术实力以及令人称心如意的异产品质量、强大技术实力以及令人称心如意的客户支持客户支持 MaxtorMaxtor提供一个最广泛的可靠存储产品产品提供一个最广泛的可靠存储产品产品线去存储这个数字化世界。线去存储这个数字化世界。MaxtorMaxtor产品无论在家产品无论在家庭、办公室还是大型企业都随处可见。庭、办公室还是大型企业都随处可见。 MaxtorMaxt

36、or公司是世界上最大的硬盘存储产品和解决公司是世界上最大的硬盘存储产品和解决方案的供应商之一。方案的供应商之一。 是业界磁介质产品的领导。是业界磁介质产品的领导。 硬盘的品牌硬盘的品牌1 1簇簇 我们知道磁盘是由一个一个扇区组成的，若干我们知道磁盘是由一个一个扇区组成的，若干个扇区合为一个簇，文件存取是以簇为单位的，哪个扇区合为一个簇，文件存取是以簇为单位的，哪怕这个文件只有怕这个文件只有1 1个字节。每个簇在文件分配表中个字节。每个簇在文件分配表中都有对应的表项，簇号即为表项号，每个表项占都有对应的表项，簇号即为表项号，每个表项占1.51.5个字节（磁盘空间在个字节（磁盘空间在10MB10M

37、B以下）或以下）或2 2个字节（磁个字节（磁盘空间在盘空间在10MB10MB以上）。以上）。 文件占用磁盘空间，基本单位不是字节而是簇。文件占用磁盘空间，基本单位不是字节而是簇。一般情况下，软盘每簇是一般情况下，软盘每簇是1 1个扇区，硬盘每簇的扇个扇区，硬盘每簇的扇区数与硬盘的总容量大小有关，可能是区数与硬盘的总容量大小有关，可能是4 4、8 8、1616、3232、6464同一个文件的数据并不一定完整地存放同一个文件的数据并不一定完整地存放在磁盘的一个连续的区域内，而往往会分成若干段，在磁盘的一个连续的区域内，而往往会分成若干段，像一条链子一样存放。这种存储方式称为文件的链像一条链子一样存

38、放。这种存储方式称为文件的链式存储。式存储。3.1 相关背景知识相关背景知识 由于硬盘上保存着段与段之间的连接信由于硬盘上保存着段与段之间的连接信息（即息（即FATFAT），操作系统在读取文件时，总），操作系统在读取文件时，总是能够准确地找到各段的位置并正确读出。是能够准确地找到各段的位置并正确读出。为了实现文件的链式存储，硬盘上必须准为了实现文件的链式存储，硬盘上必须准确地记录哪些簇已经被文件占用，还必须确地记录哪些簇已经被文件占用，还必须为每个已经占用的簇指明存储后继内容的为每个已经占用的簇指明存储后继内容的下一个簇的簇号。对一个文件的最后一簇，下一个簇的簇号。对一个文件的最后一簇，则要指

39、明本簇无后继簇。这些都是由则要指明本簇无后继簇。这些都是由FATFAT表表来保存的，表中有很多表项，每项记录一来保存的，表中有很多表项，每项记录一个簇的信息。个簇的信息。3.1 相关背景知识相关背景知识 由于由于FATFAT对于文件管理的重要性，所以为了安全起对于文件管理的重要性，所以为了安全起见，见，FATFAT有一个备份，即在原有一个备份，即在原FATFAT的后面再建一个同样的的后面再建一个同样的FATFAT。初形成的。初形成的FATFAT中所有项都标明为中所有项都标明为“未占用未占用”，但如，但如果磁盘有局部损坏，那么格式化程序会检测出损坏的簇，果磁盘有局部损坏，那么格式化程序会检测出损

40、坏的簇，在相应的项中标为在相应的项中标为“坏簇坏簇”，以后存文件时就不会再使，以后存文件时就不会再使用这个簇了。用这个簇了。FATFAT的项数与硬盘上的总簇数相当，每一的项数与硬盘上的总簇数相当，每一项占用的字节数也要与总簇数相适应，因为其中需要存项占用的字节数也要与总簇数相适应，因为其中需要存放簇号。放簇号。簇是操作系统所使用的逻辑概念，而非磁盘的物理特性，簇是操作系统所使用的逻辑概念，而非磁盘的物理特性，仅适用于数据区。仅适用于数据区。FATFAT规定当分区小于规定当分区小于8GB8GB时，一个簇是时，一个簇是4KB4KB，即，即8 8个扇区；个扇区；当分区大于当分区大于8GB8GB时，一

41、个簇是时，一个簇是8KB8KB，即，即1616个扇区。个扇区。NTFSNTFS文件格式无论分区是大于还是小于文件格式无论分区是大于还是小于8GB,8GB,一个簇都是一个簇都是4KB4KB，每个扇区都能够存放，每个扇区都能够存放512B512B的信息，这些信息都包的信息，这些信息都包含在簇中。含在簇中。 3.1 相关背景知识相关背景知识2 2文件分配表（文件分配表（FAT-File Allocation TableFAT-File Allocation Table） 用来记录文件所在位置的表格。用来记录文件所在位置的表格。它对于硬盘的使用是非常重要的，假若丢失文件它对于硬盘的使用是非常重要的，假

42、若丢失文件分配表，那么硬盘上的数据就会因无法定位而不分配表，那么硬盘上的数据就会因无法定位而不能使用了。能使用了。FATFAT不仅可以反应逻辑硬盘上所有簇的使用情况，不仅可以反应逻辑硬盘上所有簇的使用情况，通过查看文件分配表可以得知任一簇的使用情况。通过查看文件分配表可以得知任一簇的使用情况。在给一个文件分配空间时首先扫描在给一个文件分配空间时首先扫描FATFAT。它记录。它记录着硬盘的容量、文件配置的情况、哪些扇区已被着硬盘的容量、文件配置的情况、哪些扇区已被数据占用。数据占用。硬盘经格式化后，在硬盘的分区表中会建立文件硬盘经格式化后，在硬盘的分区表中会建立文件分配表。分配表。3.1 相关背

43、景知识相关背景知识3.磁盘格式化磁盘格式化格式化指对格式化指对磁盘磁盘或磁盘中的分区（或磁盘中的分区（partitionpartition）进）进行初始化的一种操作，这种操作通常会导致现有行初始化的一种操作，这种操作通常会导致现有的磁盘或分区中所有的文件被清除。的磁盘或分区中所有的文件被清除。格式化动作可分为高级格式化格式化动作可分为高级格式化(high-level (high-level format)format)和低级格式化和低级格式化(low-level format)(low-level format)两种。两种。软盘只有高级格式化；软盘只有高级格式化；而硬盘不仅有高级格式化，还有低

44、级格式化的动而硬盘不仅有高级格式化，还有低级格式化的动作。低级格式化都是针对作。低级格式化都是针对硬件硬件的磁道为单位来工的磁道为单位来工作，这个格式化动作是在作，这个格式化动作是在硬盘分区硬盘分区和高级格式化和高级格式化之前做的，通常一般的使用者并不会去做这个动之前做的，通常一般的使用者并不会去做这个动作。作。 磁盘低级格式化磁盘低级格式化-物理级的格式化物理级的格式化 就是将空白的磁盘划分出柱面和磁道，再将就是将空白的磁盘划分出柱面和磁道，再将磁道划分为若干个扇区，每个扇区又划分出标磁道划分为若干个扇区，每个扇区又划分出标识部分识部分IDID、间隔区、间隔区GAPGAP和数据区和数据区DA

45、TADATA等。低级格等。低级格式化是高级格式化之前的一件工作，它只能够式化是高级格式化之前的一件工作，它只能够在在DOSDOS环境来完成。而且低级格式化只能针对一环境来完成。而且低级格式化只能针对一块硬盘而不能支持单独的某一个分区。每块硬块硬盘而不能支持单独的某一个分区。每块硬盘在出厂时，已由硬盘生产商进行低级格式化，盘在出厂时，已由硬盘生产商进行低级格式化，因此通常使用者无需再进行低级格式化操作。因此通常使用者无需再进行低级格式化操作。其实，我们对一张软盘进行的全面格式化就是其实，我们对一张软盘进行的全面格式化就是一种低级格式化。一种低级格式化。 3.磁盘格式化磁盘格式化很多主板的很多主板

46、的CMOSCMOS中都提供了进行低级格式化中都提供了进行低级格式化的功能，一般在的功能，一般在HDD Low Level FormatHDD Low Level Format选项选项中，你的主板上如果有这个选项，你就可以中，你的主板上如果有这个选项，你就可以直接使用其中的直接使用其中的Hard Disk Low Level Hard Disk Low Level Format UtilityFormat Utility进行低级格式化。也有很多进行低级格式化。也有很多主板上没有低级格式化的功能，如果是这样主板上没有低级格式化的功能，如果是这样的话，那你最好使用该硬盘厂商提供的硬盘的话，那你最好使

47、用该硬盘厂商提供的硬盘管理、低级格式化程序。也有一般通用的低管理、低级格式化程序。也有一般通用的低级格式化程序，如级格式化程序，如DMDM（Disk ManagerDisk Manager），），PCPCToolsTools等，如果你的硬盘是比较标准的，等，如果你的硬盘是比较标准的，也可以使用这些工具进行低级格式化。也可以使用这些工具进行低级格式化。 3.磁盘格式化磁盘格式化需要指出的是，低级格式化是一种损耗性操作，需要指出的是，低级格式化是一种损耗性操作，其对硬盘寿命有一定的负面影响。因此，许多其对硬盘寿命有一定的负面影响。因此，许多硬盘厂商均建议用户不到万不得已，不可硬盘厂商均建议用户不到

48、万不得已，不可“妄妄”使此招。当硬盘受到外部强磁体、强磁场的影使此招。当硬盘受到外部强磁体、强磁场的影响，或因长期使用，硬盘盘片上由低级格式化响，或因长期使用，硬盘盘片上由低级格式化划分出来的扇区格式磁性记录部分丢失，从而划分出来的扇区格式磁性记录部分丢失，从而出现大量出现大量“坏扇区坏扇区”时，可以通过低级格式化时，可以通过低级格式化来重新划分来重新划分“扇区扇区”。但是前提是硬盘的盘片。但是前提是硬盘的盘片没有受到物理性划伤。没有受到物理性划伤。 3.磁盘格式化磁盘格式化磁盘的高级格式化磁盘的高级格式化逻辑磁盘格式化逻辑磁盘格式化 主要目的是将硬盘的分区、磁道格式化，主要目的是将硬盘的分区

49、、磁道格式化，进行逻辑结构的划分。一般我们重装系统时进行逻辑结构的划分。一般我们重装系统时都是高级格式化。都是高级格式化。对于高级格式化，不同的操作系统有不同的对于高级格式化，不同的操作系统有不同的格式化格式化程序程序、不同的格式化结果、不同的磁、不同的格式化结果、不同的磁道划分方法。道划分方法。 简单地说，高级格式化就是和操作系统有关简单地说，高级格式化就是和操作系统有关的格式化，低级格式化就是和操作系统无关的格式化，低级格式化就是和操作系统无关的格式化。的格式化。 3.磁盘格式化磁盘格式化3.1.2 磁盘分区磁盘分区分区从实质上说就是对分区从实质上说就是对硬盘硬盘的一种的一种格式化格式化。

50、当。当我们创建分区时，就已经设置好了硬盘的各项我们创建分区时，就已经设置好了硬盘的各项物理物理参数参数，指定了硬盘主，指定了硬盘主引导记录引导记录( (即即Master Master Boot RecordBoot Record，一般简称为，一般简称为MBR)MBR)和和引导引导记录记录备份备份的存放位置。的存放位置。 硬盘分区之后，会形成硬盘分区之后，会形成3 3种形式的分区状态；即种形式的分区状态；即主分区、扩展分区和逻辑分区主分区、扩展分区和逻辑分区 主分区：是一个比较单纯的分区，通常位于硬主分区：是一个比较单纯的分区，通常位于硬盘的最前面一块区域中，构成逻辑盘的最前面一块区域中，构成逻

51、辑C C磁盘磁盘。包含。包含操作系统启动所必需的文件和数据的硬盘分区。操作系统启动所必需的文件和数据的硬盘分区。要在硬盘上安装要在硬盘上安装OSOS，则该硬盘必须要有一个主，则该硬盘必须要有一个主分区。分区。扩展分区也就是除主分区外的分区，但它不能直扩展分区也就是除主分区外的分区，但它不能直接使用，必须再将它划分为若干个逻辑分区才行。接使用，必须再将它划分为若干个逻辑分区才行。逻辑分区也就是逻辑分区也就是D D、E E、F F等盘。等盘。新硬盘建立分区时都要遵循一下顺序：新硬盘建立分区时都要遵循一下顺序：建立主分区建立主分区建立扩展分区建立扩展分区建立逻辑分区建立逻辑分区激活主分区激活主分区格

52、式化分区格式化分区u一个硬盘允许分为四个主分区，而其中的一个主一个硬盘允许分为四个主分区，而其中的一个主分区可以分成若干逻辑分区，理论上一个硬盘最多分区可以分成若干逻辑分区，理论上一个硬盘最多可分可分2424个区（即从个区（即从C C区到区到Z Z区）区）3.1.2 磁盘分区磁盘分区硬盘分区计算公式硬盘分区计算公式（N-1）*4+1024*N式中的式中的N为想要分区的大小，单位为想要分区的大小，单位GB，计算结果位计算结果位MB。举例举例想要划分想要划分2GB的分区，则公式为的分区，则公式为：（2-1）*4+1024*2=2052MB2 2分区格式分区格式磁盘分区格式一般有：磁盘分区格式一般有

53、：（1 1）FAT16 FAT16 （2 2）FAT32 FAT32 （3 3）NTFSNTFS文件系统指操作系统用于明确磁盘或分区上的文文件系统指操作系统用于明确磁盘或分区上的文件的方法和数据结构；即在磁盘上组织文件的方件的方法和数据结构；即在磁盘上组织文件的方法。也指用于存储文件的磁盘或分区，或文件系法。也指用于存储文件的磁盘或分区，或文件系统种类。统种类。 分区是针对硬盘来说，而文件系统是针对所有磁分区是针对硬盘来说，而文件系统是针对所有磁盘及存储介质的。盘及存储介质的。磁盘格式和分区格式总体都是一个概念。磁盘格式和分区格式总体都是一个概念。3.1.2 磁盘分区磁盘分区FAT16FAT1

54、6 FAT FAT文件系统文件系统19821982年开始应用于年开始应用于MS-MS-DOSDOS中，采用中，采用1616位的文件分配表。位的文件分配表。FATFAT文文件系统主要的优点是它可以被多种操作件系统主要的优点是它可以被多种操作系统访问，如系统访问，如MS-DOSMS-DOS、WindowsWindows所有系所有系列和列和OS/2OS/2等。这一文件系统在使用时遵等。这一文件系统在使用时遵循循8.38.3命名规则（即文件名最多为命名规则（即文件名最多为8 8个字个字符，扩展名为符，扩展名为3 3个字符）。个字符）。3.1.2 磁盘分区磁盘分区FAT32FAT32 采用采用3232位

55、的文件分配表。位的文件分配表。FAT32FAT32是是FAT16FAT16文件文件系统的派生，比系统的派生，比 FAT16 FAT16 支持更小的簇和更大的支持更小的簇和更大的分区，这就使得分区，这就使得 FAT32 FAT32 分区的空间分配更有效分区的空间分配更有效率。率。FAT32FAT32主要应用于主要应用于Windows 98Windows 98及后续及后续WindowsWindows系统，它可以增强磁盘性能并增加可用系统，它可以增强磁盘性能并增加可用磁盘空间，同时也支持长文件名。磁盘空间，同时也支持长文件名。3.1.2 磁盘分区磁盘分区NTFS NTFS （New Technolo

56、gy File SystemNew Technology File System）是是Microsoft Windows NTMicrosoft Windows NT的标准文件系统，的标准文件系统，它也同时应用于它也同时应用于Windows 2000/XP/2003Windows 2000/XP/2003。它与。它与旧的旧的FATFAT文件系统的主要区别是文件系统的主要区别是NTFSNTFS支持元数支持元数据（据（metadatametadata），并且可以利用先进的数据结），并且可以利用先进的数据结构提供更好的性能、稳定性和磁盘的利用率。构提供更好的性能、稳定性和磁盘的利用率。在兼容性方面，

57、在兼容性方面，WindowsWindows的的95/98/98SE95/98/98SE和和MeMe版版都不能识别都不能识别NTFSNTFS文件系统。文件系统。3.1.2 磁盘分区磁盘分区Ext2Ext2：此为一非常老旧且不支持日志系统的：此为一非常老旧且不支持日志系统的LinuxLinux下下的文件系统格式，的文件系统格式， 在每次不正常关机后，重新开机在每次不正常关机后，重新开机时错误检查会需要很久，而且在不正常关机下，常常时错误检查会需要很久，而且在不正常关机下，常常会让你一次不见很多文件，现在已经很少人使用这类会让你一次不见很多文件，现在已经很少人使用这类文件系统了。文件系统了。 Ext

58、3Ext3：为：为Ext2Ext2个改良版，所以个改良版，所以Ext2Ext2可以直接升级成可以直接升级成为为Ext3Ext3而不必重新格式化，这也可以让旧的而不必重新格式化，这也可以让旧的Ext2Ext2系统系统更加稳定。而主要和更加稳定。而主要和Ext2Ext2的差的差別別是增加了日志系统是增加了日志系统(metadata)(metadata)，所以在不正常开关机后，可以迅速使系，所以在不正常开关机后，可以迅速使系统恢复。而因为它与旧有的文件系统兼容，因此很多统恢复。而因为它与旧有的文件系统兼容，因此很多发行版都缺省使用发行版都缺省使用Ext3Ext3。但是在实际测试上，它的硬。但是在实际

59、测试上，它的硬盘使用率其实不佳，大概只有真正空间的盘使用率其实不佳，大概只有真正空间的9393会被使会被使用到，至於其它性能测试表现则为中等。在格式化与用到，至於其它性能测试表现则为中等。在格式化与创建文件系统的时间也是其它文件系统的数十倍。创建文件系统的时间也是其它文件系统的数十倍。3 . 2 硬 盘 分 区 工 具硬 盘 分 区 工 具 魔 术 分 区 大 师魔 术 分 区 大 师PartitionMagic3.2.2 创建分区和调整分区创建分区和调整分区 1创建新的分区创建新的分区 2调整分区容量调整分区容量 3合并分区合并分区 1分区文件系统之间的转换分区文件系统之间的转换 2调整调整

60、/移动分区移动分区 3分割分区分割分区VoptVopt 9 9是一款以磁盘整理速度快而著称的硬盘是一款以磁盘整理速度快而著称的硬盘整理软件，可将分散在硬盘上不同扇区的文件整理软件，可将分散在硬盘上不同扇区的文件快速和安全的重整，帮助用户节省更多时间。快速和安全的重整，帮助用户节省更多时间。3.3 磁盘碎片整理工具磁盘碎片整理工具Vopt 9磁盘碎片的产生磁盘碎片的产生先用一张先用一张ACSII码图来解释为什么会产生磁盘碎码图来解释为什么会产生磁盘碎片。片。 前面的前面的ASCIIASCII图表示磁盘文件系统，由于目前图表示磁盘文件系统，由于目前上面没有任何数据文件，所以把他表示成上面没有任何数