Сведения, необходимые для выполнения работы

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 10

Работа с программным обеспечением по обслуживанию жестких дисков. Обслуживание накопителей

 

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью работы является:

Формирование представления о назначении и возможностях программного обеспечения по обслуживанию накопителей информации;

Изучение программ обслуживания жесткого диска;

Приобретение практических навыков работы с программным обеспечением по обслуживанию жестких дисков.

 

В ходе работы студент должен

иметь представление:

о видах дефектов магнитного диска НЖМД;

о неисправностях аппаратной части НЖМД, их характере проявления и методики устранения

о правилах и алгоритме обслуживания HDD;

знать:

неисправности файловой системы НЖМД и методы устранения;

систему оперативного наблюдения за состоянием S.M.A.R.T.;

назначение и возможности программ по обслуживанию HDD.

уметь:

устанавливать на компьютер программы по обслуживанию НЖМД;

работать с программами по обслуживанию НЖМД.

 

СВЕДЕНИЯ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

 

Все данные подлежащие хранению размещаются на магнитном диске, который имеет следующую логическую организацию:

 

Служебная информация необходима для функционирования самого НЖМД и скрыта от пользователя. Служебную информацию можно разделить на типы:

• серво-информацию, или серворазметку (сервисная информация);

• формат нижнего уровня;

• резидентные микропрограммы (рабочие программы);

• таблицы конфигурации и настройки;

• таблицы дефектов (сбойных секторов).

Серворазметка необходима для работы сервосистемы привода магнитных головок НЖМД. Именно по серворазметке осуществляется их позиционирование и удержание на дорожке. На большинстве современных НЖМД сервисная информация используется для стабилизации скорости вращения шпиндельного двигателя. Сервисная разметка записывается на диск в процессе производства через специальные технологические окна в корпусе собранного гермоблока. Запись осуществляется собственными головками накопителя при помощи специального высокоточного прибора - серворайтера. Перемещение позиционера головок осуществляется специальным толкателем серворайтера по калиброванным шагам, которые намного меньше межтрековых интервалов.

Рабочие программы (микрокод) управляющего микроконтроллера представляют собой набор программ, необходимых для работы НЖМД. К ним относятся программы первоначальной диагностики, управления вращением двигателя, программы управления аппаратурой позиционирования головок, обмена информацией с дисковым контроллером и буферным ОЗУ и т.д.

Производители жестких дисков размещают часть микропрограмм на магнитном носителе не только для экономии объема ПЗУ, но и для возможной оперативной коррекции кода, если в процессе производства или эксплуатации обнаруживаются ошибки. Переписать микропрограмму на диске значительно проще, чем перепаивать «прошитые» микроконтроллеры.

Формат нижнего уровня показан на рисунке:

Начало дорожки определяется индексным импульсом. Количество секторов на дорожке зависит от используемого метода кодирования и скорости вращения шпиндельного двигателя. Формат каждого сектора содержит поле идентификации, поле данных, синхрозоны и пробелы. В начале дорожки расположена синхрозона, содержащая 14 байтов нулей, которая служит для фазирования и синхронизации строба выделения данных.

В основном различия касаются количества секторов на дорожке, количества байт в поле данных, значения байт контрольно- циклического кода. В последнее время появились накопители с постоянной плотностью записи или как их еще называют с зонно-секционной записью. У обычных НЖМД плотность записи к центру диска возрастает, у НЖМД с постоянной плотностью записи на внешних дорожках размещается большее количество секторов, чем на внутренних. Это приводит к значительному увеличению емкости по сравнению с обычными НЖМД.

Таблицы конфигурации и настройки накопителей содержат информацию о логической и физической организации дискового пространства. Они необходимы для самонастройки электронной части диска, которая одинакова для всех моделей семейства.

Паспорт диска накопителя IDE AT содержит справочную информацию о конфигурации и характеристиках НЖМД. Паспорт диска занимает один сектор (256 слов) и располагается в служебной зоне, он предназначен для автоматического конфигурирования системы или настройки программного обеспечения для работы с НЖМД. В некоторых накопителях паспорт диска хранится в ПЗУ с управляющей микропрограммой, а в служебной зоне на диске хранится только серийный номер. Для чтения паспорта диска необходимо подать команду идентификации (ECH), после чего считать информацию из буфера сектора для анализа. в паспорте современного HDD IDE AT содержится около 20 характеристик дающих полную информацию о накопителе.

Таблицы дефектов. (дефект-лист) содержит информацию о выявленных дефектных секторах.

В НЖМД имеется избыточность по емкости, но она скрыта от пользователя и доступна только управляющему микропроцессору и контроллеру самого накопителя. Часть этой избыточной емкости отводится для рабочих программ НЖМД (если они размещаются на поверхностях), паспорта диска и таблицы дефектных секторов. Остальная часть резервируется - для замены сбойных секторов. Заполнение таблицы дефектных секторов производится на заводе - изготовителе после форматирования НЖМД, номера всех выявленных BAD-секторов помещаются в таблицу. Такая процедура называется подгрузкой (скрытием) дефектов (UPDATE DEFECT). Теперь при работе НЖМД, если произойдет обращение к скрытому дефектному сектору, то сам накопитель переадресует обращение к резервному. Поэтому все IDE AT накопители, пришедшие с завода-изготовителя, не имеют ни одного дефектного сектора.

Современные винчестеры имеют как правило два основных дефект-листа:

• Первый P-list(«Primary»-первичный) заполняется на заводе при изготовлении накопителя;

• Второй G-list («Grown» - растущий), и пополняется в процессе эксплуатации винта, при появлении новых дефектов.

Кроме того, некоторые НЖМД имеют еще

• лист серво-дефектов (сервометки, наносимые на пластины винчестеров, тоже иногда имеют ошибки),

• список временных (pending) дефектов. В него контроллер заносит «подозрительные» с его точки зрения секторы, например те, что прочитались не с первого раза, или с ошибками.

Технология изготовления магнитных дисков очень сложная, контроль состояния поверхности диска осуществляется на всех этапах изготовления, но даже это не позволяет получить поверхность магнитного диска без дефектов. В ходе эксплуатации диска количество дефектов возрастает. Поэтому производители накопителей предусмотрели специальные методы скрытия дефектов, которые позволяют скрыть дефекты как при производстве так и при эксплуатации.

Изучить методы скрытия дефектов НЖМД, заполнить таблицу:

Методы скрытия дефектных секторов	Описание метода	Графическое изображение метода	Примечание
Метод резервного сектора
Метод резервной дорожки
Метод пропуска дефектной дорожки
Метод пропуска дефектного сектора

Сервисные программы предоставляют пользователям средства обслуживания компьютера и его программного обеспечения. Такие программы позволяют устанавливать аппаратное обеспечение, обслуживать жесткие диски, файлы, каталоги, предоставлять информацию о ресурсах компьютера, шифровать информацию, защищать данные от компьютерных вирусов, сжимать данные и многое другое.

Программы для диагностики компьютера позволяют проверить конфигурацию компьютера (количество памяти, ее использование, типы дисков и т. д.), проверить работоспособность устройств компьютера, оценить его производительность. Представители программ диагностики компьютеров – Sisoft Sandra, Norton System Information.

Программы которые работают с жестким диском делятся на следующие категории:

Программы для дефрагментации жесткого диска – позволяют оптимизировать расположение файлов на нём. В результате работы таких программ увеличивается быстродействие и долговечность вашего жесткого диска.

Программы для сервисного обслуживания HDD – разбивка вашего диска на разделы, настройка иных параметров.

Программы мониторинга – позволяют в реальном времени отслеживать состояние жесткого диска, его температуру, скорость записи/чтения. Производят анализ жесткого диска на наличие каких либо физических проблем, например нахождение плохих секторов на диске.

Программы для оптимизации дисков позволяют обеспечить более быстрый доступ к информации на диске за счет оптимизации размещения данных на диске. Эти программы перемещают все участки каждого файла друг к другу (устраняют фрагментацию), собирают все файлы в начале диска и т.д., за счет чего уменьшается число перемещений головок диска (т.е. ускоряется доступ к данным) и снижается износ диска. Представители программ для оптимизации дисков - Norton Disk Doctor, Microsoft Scandisk.