تعمیر و نگهداری از هارد دیسک

مشکلات دیسک
اشکالاتی که در تجهیزات پیش می اید مکانیکی یا الکترونیکی است . بیشتر ما اشکال دیسک را به عنوان صدمه ای تصور می کنیم که از برخورد هد های خواندن و نوشتن با سطح دیسک پدید می اید در واقع صدمات هد در یک درصد موارد باعث فرستادن دیسک به تعمیرگاه میشود. تشویش واقعی باید برای زمانی باشد که کپی پشتیبان از اطلاعات تهیه نشده باشد .

MTBF
MTBF دیسک گردان مخفف ( Mean Time Between Failure ) تعداد ساعت هایی را نشان می دهد که دیسک گردان بدون مواجه شدن با اولین اشکال به کار خود ادامه می دهد . این مقدار آماری فقط به دیسک گردان و بخش های الکترونیکی ان مربوط می شود. بسیاری از مردم به MTBF به عنوان نوعی شمارش معکوس برای اسیب دیدگی می نگرند . این درک واقعا درست نیست . در هر موقعیتی ، با ضعیف شدن حوزه مغناطیسی یا انتقال جریان ناگهانی در سیستم ممکن است داده هایی از بین بروند. بدون تعمیر فیزیکی دیسک گردان میتوان این اشکالات را مثلا با فرمت مجدد آن برطرف نمود .امروزه سازندگان روی MBTF های 50000 ساعت به بالا ( شش سال کار مداوم ) تبلیغ می کنند. اما این ساعت یعنی چه ؟ برخی سازندگان می گویند این عدد معرف « استفاده معمول » است که در طول ان دیسک گردان به تعداد دفعات زیادی روشن و خاموش نشود .

*ممکن است تصور کنید با خاموش کردن کامپیوتر در مدت زمانی که چند ساعت مورد استفاده قرار نمی گیرد ، می توانید عمر دیسک گردان خود را افزایش دهید. اما سازندگان دیسک گردان همگی بر این عقیده اند که اگر دیسک گردان ها هرگز خاموش نشوند بیشتر دوام آورده و کار می کنند . تغییرات دمایی ( چرخش حرارتی ) که درطول روشن و خاموش کردن بوجود می اید ، اصطحکاک و فشار زیادی بر سیستم تحمیل می کند. اما با وجود این حرف M در MTBF مخفف "Mean " و به معنای حد متوسط بوده و هر دیسک گردانی ممکن است در اولین روز کاری خود تسلیم روحی خبیث شود.

اشکالات مکانیکی
اشکالات مکانیکی عموما روی موتوری که صفحات یا محرک جلو عقب هد های خواندن و نوشتن را به حرکت می آورد متمرکز م شود. محرک هد بسیار پیچیده تر بوده ، اما تا کنون اشکالات زیادی در موتور های دیسک گردان نیز دیده شده است.گاهی اوقات موتور می سوزد ، یا میله محوری صفحات فرسوده میشود.

اشکالات الکترونیکی
این اشکالات در مدار دیسک گردان یا برد کنترل کننده پیش می ایند .اجزائ ساده ممکن است بسوزند و اجزا پیچیده ممکن است به دلیل نقایص طراحی یا اشکال مواجه شوند . اشکالات الکترونیکی فقط زمانی باعث وارد امدن صدمه به داده ها میشوند که دیسک گردان در حال نوشتن داده ها باشد این اسیب دیدگی احتمالا منطقه ای بوده اما تا کشف یکی از این موارد ممکن است زمانی طولانی سپری شود و تا ان زمان اجزا دارای اشکال ممکن است به کار ناقص خود ادامه دهند . بدترین نتیجه وقتی حاصل می گردد که یک دایرکتوری یا جدول تخصیص فایل ، قربانی عملیات معیوب نوشتن باشد .این خطای بی سروصدا می تواند تواند تمام داده های شما را از بین ببرد.

ضعف مغناطیسی : علامات مغناطیسی روی سطح دیسک کم کم ضعیف می شوند فایل ها هر چند وقت دوباره نوشته میشود تا سالم باقی بماند اما علامت هایی که قطاع ها را تعریف م کند فقط به هنگام فرمت سطح پایین دیسک نوشته م شود به همین ترتیب رکورد های بوت و برخی از اطلاعات دایرکتوری فقط یک بار نوشته میشود پس از چند سال کنترل کننده دیسک ممکن است قادر به خواندن بعضی از این علامت ها نباشد . یا اینکه خطاهای سبک به سطح غیر قابل پذیرفتنی افزایش پیدا کند .

تحلیل رسانه : پوشش مغناطیسی صفحات دیسک خیلی آهسته تحلیل میرود به خاطر بیاورید حتی وقتی دیسکی نو است نقاطی روی صفحات آن دارای قدرت حفظ مغناطیسی به نسبت ضعیفی بوده و به ندرت می تواند به عنوان حوزه های مغناطیسی عمل کنند با مستهلک شدن رسانه این نقاط نیز بی اثر شده و خطاهای سبک افزایش یافته و قطاع های خراب جدیدی شکل می گیرند .

موج الکتریکی : یک جریان ولتاژ قوی ممکن است از محافظ موج و مدار و محافظ توکار کامپیوتر بگذرد .این امکان وجود دارد اما احتمال اینکه این موج به هد خواندن و نوشتن نفوذ پیدا کند بسیار کم است با وجود این می تواند به بخش های الکترونیکی آسیب وارد ساخته و باعث توقف کار دیسک گردان شود .

صدمات هد : هد با سطح دیسک تماس پیدا می کند در بهترین حالت فقط محدوده کوچکی متاثر شده و با فرمت مجدد دیسک و کنار گذاشته شدن ناحیه آسیب دیده دیسک ممکن است قابل استفاده گردد .در بدترین حالت هد خواندن و نوشتن با سکتور صفر که سیستم عامل جدول بخش بندی دایرکتوری ریشه و جداول تخصیص فایل ها را در آن نگه می دارد برخورد می کند در این حالت رسانه ممکن است تا حدی آسیب ببیند که دیسک پس از فرمت مجدد نتواند از ناحیه خاصی از سیستم عامل پشتیبانی کند حتی وقتی آسیب دیدگی جزیی هم باشد ذراتی از رسانه ممکن است از سطح صفحه جدا شده و در محفظه دیسک گردان معلق شده و آماده ایجاد صدمه دیگری گردد .

خطای کاربر : یک کاربر بی تجربه علاوه بر پاک کردن اتفاقی فایل ها یا فرمت تصادفی دیسک می تواند با بوت کردن کامپیوتر حین عملیات دیسکی به داده ها آسیب برساند تا فایلی کاملا روی دیسک نوشته نشود ورودی دایرکتوری آن نو سازی نمی شود .

*صدمه دیسک سخت باعث ابراز خشم و بد گویی در بیشتر مردم ، بجز افراد متدین می گردد : « سازنده بی لیاقت » « فروشنده متقلب » ، « مشاور قلابی » و... علت اصلی عصبانیت روشن است : کاربر در تهیه کپی پشتیبان کوتاهی کرده است. *

چرا هد به دیسکت ها صدمه نمی زند ؟

ممکن است تعجب کرده باشید که چرا هد به دیسکت ها صدمه نمی زند. در واقع چون به هنگام چرخ دیسک ها همیشه هد های خواندن و نوشتن روی سطح انها قرار دارند به نظر می رسد که دائما با در معرض خطر آسیب دیدگی هستند . اما صدمه مستلزم وارد امدن فشار زیاد به یک نقطه کوچک از سطح دیسک می باشد و دیسک گردان فلاپی نیز بدین شکل طراحی نشده است . دیسک به ارامی می چرخد ، هدها بزرگند و خود دیسک نیز انعطاف پذیر می باشد . وقتی فشاری به دیسک گردان فلاپی وارد میاید انرژی خود دیسک تشدید نشده و روی سطح وسیع تری پخش می می گردد . نتیجه ، فرسودگی خفیفی خواهد بود . اما گرچه صدمه انچنانی به دیسک وارد نمی اید اما در اثر ساییدگی مداوم با هد ها و پاکت نگهداری ان کم کم فرسوده می شود. به همین دلیل است که سیستم عامل دائما دیسکت ها را نمی چرخاند.

احیای دیسک
احیای فایل پاک شده

از انجا فایل پاک شده دست نخورده باقی می ماند احیای ان باید ساده باشد ، و اغلب هم همین طور هم است . اما گاهی اوقات هم مشکلاتی پیش می اید ، از دست دادن اطلاعات فایل در fat تا حدی مصیبت بار است . گذشته از این ها هزاران کلاستر در دیسک وجود دارد که فقط fat پیوند انها را نشان می دهد .کلاستر آغازین فایل در ورودی دایرکتوری ان ثبت شده ، بنابراین همیشه می توانیم از موقعیت ان مطلع شویم . اما کلاستر های بعدی ان ممکن است در هر جایی از دیسک قرار گرفته باشند . برای احیای یک فایل ، نه تنها باید کلاستر های آن را بیابیم ، بلکه باید انها را با نظم صحیح اولیه مرتب کنیم.

روش عکس فوری ( Disk Snap Shot )

برای احیای دیسک سختی که به طور اتفاقی فرمت شده دو روش وجود دارد روش اول مستلزم نگه داشتن یک یوتیلیتی ویژه روی دیسک است که از دایرکتوری ریشه جدول تخصیص فایل و اطلاعات دیگر سیستم عامل یک عکس فوری می گیرد این یوتیلیتی را در هر زمانی می توان اجرا کرد اما معمولا از طریق فایل Autoexec.Bat فراخوانده می شود تاا عکس فوری حداقل روزی یک بار که کامپیوتر بوت می شود به طور اتوماتیک گرفته شود. این روش اطلاعات را در فایلی ذخیره ساخته و یک رشته کاراکترهای منحصر به فردی مانند یک امضا را به ابتدای فایل می افزاید این فایل نیز مانند هر فایل دیگری در لیست دایرکتوری گنجانده می شود تا یافتن و نوسازی آن به سرعت صورت گیرد علاوه بر این یوتیلیتی که این فایل را ایجاد و نوسازی می کند می خواهد که تمام کلاستر های اشغالی این فایل مجاور باشند .

اگر دیسک به طور اتفاقی فرمت شود این برنامه را باید از طریق دیسکت به اجرا در آورد ورودی دایرکتوری که نقطه شروع فایل داده ای را مشخص می کند از بین رفته است بنابراین یوتیلیتی باید دیسک را مورد پویش قرار دهد تا امضای منحصر به فرد ابتدای فایل را بیابد. چون کلاستر های این فایل مجاور هم هستند این یوتیلیتی به تمام داده های ان دستیابی داشته و به جایگزین کردن دایرکتوری ریشه ، fat و ساختار های دیگر می پردازد. در اصل دیسک فرمت شده احیا میشود اما هنوز هم ممکن است مشکلاتی وجود داشته باشد . احتمالا بین زمان تهیه عکس فوری و زمان فرمت شدن دیسک تغییراتی در دیسک روی داده است . بخش هایی از فایل ها ممکن است از دست رفته باشد . ساب دایرکتوری ها و تمام فایل های انها بدون ردپایی ناپدید می شوند. با وجود این در مقایسه با تمام مواد دیگر این مشکلات کوچک بوده و ممکن است بتوان بعدا توسط یوتیلیتی احیای فایل های پاک شده ترمیم نمود. اگر نوسازی فایل image بیش از یک بار در هر روز انجام شود خطر ناقص شدن فایل های پاک شده یا ساب دایرکتوری ها کم می شود.

عملکرد عکس فوری

وقتی فایل image برای نگهداری کپی هایی از دایرکتوری ریشه و جدول تخصیص فایل ایجاد نشده باشد برنامه احیای دیسک فرمت شده باید به تنهایی دست به کار شود. در واقع این برنامه نقش یک یوتیلیتی عظیم الجثه احیای فایل های پاک شده را بازی کند و دلیرانه وارد میدان شود اما نمی توان از ان انتظار احیای کامل داده ها را داشت . این یوتیلیتی کارش را با جستجوی قطاع های حاوی ورودی های تک نقطه ( . ) و دو نقطه ( .. ) برای یافتن ساب دایرکتوری های قبلی شروع می کند. اگر ساب دایرکتوری پیوسته باشند برنامه میتواند راه خودش را تا انتهای ان یافته و سپس در ان به دنبال کلاسترهای اغازین ساب دایرکتوری های دیگر بگردد . اگر بخت یاری کند ساختار درختی دایرکتوری کاملا سر از خاک بر می اورد . با وجود این مشکل دیگر این است که نام ساب دایرکتوری های دایرکتوری ریشه با پاک شدن دایرکتوری ریشه کاملا از بین رفته است. برای حل این مشکل یوتیلیتی احیا نام های را از خودش برای این دایرکتوری ها تعیین میکند که بعدا می توانید انها را تغییر دهید.

پس از بازسازی ساختار درختی دایرکتوری ، یوتیلیتی احیای دیسک فرمت شده کلاستر اغازین فایل های این ساب دایرکتوریها را یافته و روند احیا ی فایلهای پاک شده را برای هر یک از انها پیش می گیرد.

طول فایلها از لیست دایرکتوری مشخص شده بنابراین یوتیلیتی می تواند تعداد قطاع های مورد نیاز انها را تعیین نماید. با وجود این فایلهای واقع در دایرکتوری ریشه احیا نمیشوند زیرا نام و اشاره گر کلاستر های آغازین انها در طول عملیات فرمت ناپدید شده اند . معمولا این موضوع هیچ مشکلی را ایجاد نمی کند. زیرا فایل های داده ای نباید در دایرکتوری ریشه قرار داه شوند. فایل هایconfig.sys و autoexec.bat را به سادگی میتوان به وسیله یوتیلیتی احیای فایلهای پاک شده بازیابی نمود.

اگر اخیرا عملیات پیوسته سازی ( Disk Defrag ) روی دیسک انجام شده باشد. همه چیز را میتوان احیا نمود و بر عکس تکه تکه بودن فایل ها احیای موثر فایل ها را برای یوتیلیتی غیر ممکن می سازد . بدون جدول تخصیص فایل که به برنامه بگوید کدام قطاع ها اشتراکا فایلها را تشکیل می دهند ، هزاران قطاع وجود دارد که ممکن است هر یک بخشی از فایل خاصی باشند. این مسئله می تواند وحشتناک ترین کابوسی باشد که کامپیوتر به خود دیده است. به جای تحمل و دست و پنجه نرم کردن با این همه مشکلات ارزش این را دارد که زحمت نصب یوتیلیتی را بکشید که اطلاعات مهم مربوط به دیسک در فایلی ثبت می کند .

نگهداری و محافظت از دیسک سخت

محافظت جریان برق

اختلالات جریان برق به هنگام نوشتن دیسک در ناحیه سیستمی سیستم عامل در سکتور صفر ، بزرگترین صدمات خود را به دستگاه وارد می سازد . سیستم عامل نمی تواند با دایرکتوری ریشه اسیب دیده کار کند و این بدان معناست که تمام داده ها از دست می روند . موج هایی از ولتاژ که از طریق مدار محافظت دیسک گردان می گذرند ممکن است باعث فروپاشی مغناطیس روی سطح دیسک شده و به علامت های فرمت و داده ها صدمه برسانند .

سطوح محافظت از اختلالات جریان برق

· استفاده از محافظ های نوسان برق

· استفاده از منبع تغذیه اماده به خدمت( Stanby Power Supply ) SPS

· استفاده از منبع تغذیه بدون وقفه (Uninterrupted Power Supply ) UPS

در پائین ترین سطح از محافظت می توانید فیلتر جریان برقی به کامپیوتر اضافه کنید که ناپایداری های ولتاژ و سرعت بالا را میگیرد. برخلاف انچه که خیلی ها به شما خواهند گفت همه انها مشابه و یکسان نیستند. محافظ های نوسان برق دو وظیفه دارند : جذب موج یا جرقه و پراکندن ان. بهترین طراحی ها در ابزار هایی به نام وریستور های اکسید فلزی (metal – oxide varistors ) و دیود های ریزشی ( avalanche diodes ) برای پاسخگویی به این امواج در عرض چند میلیاردیم ثانیه و لامپ های تخلیه گازی ( gas discharge tube ) برای پراکندن برق اضافی گرد اوری شده اند .

استفاده از منبع تغذیه اماده به خدمت ( sps ) یا منبع تغذیه بدون وقفه ( ups ) دیگر سطوح محافظت است .این دستگاه ها علاوه بر تنظیم ولتاژ از باطری های پشتیبانی استفاده می کنند که به هنگام قطع جریان برق بلافاصله وارد مدار می شوند . دستگاه های sps سریعا جریان برق باطری را وصل می کنند ( با تاخیری کمتر از 15 میلی ثانیه ) در حالیکه دستگاه های ups گران قیمت همیشه جریان برق را از باطری ها ارائه می دهند که دائما شارژ می شوند . جریان برق پشتیبان بسته به نیاز سیستم شما از پنج دقیقه تا چند ساعت برق سیستم را تامین می کند. پنج دقیقه ممکن است زمان کوتاهی به نظر بیاید ولی برای ذخیره کارتان و خاموش کردن کامپیوتر خیلی زیاد هم است.

تعمیر دیسک
این کار دو نوع تعمیر نرم افزاری و سخت افزاری را شامل می شود
تعمیر نرم افزاری شامل فرمت سطح پائین و سطح بالا است . فرمت سطح پائین توسط یک برنامه یوتیلیتی صورت می گیرد که قطاع هایی را هر شیار به انها تقسیم می شود ، تعریف کرده و بر چسپ می زند . سپس رسانه هر قطاع را آزمایش می کند تا ببیند ایا می تواند به خوبی داده ها را نگهدارد ( بسیاری از دیسک گردان های IDE نیازی به فرمت سطح پائین ندارند و در داخل کارخانه سازنده این عمل روی ان صورت می گیرد.) برنامه فرمت سطح پائین به دنبال قطاع های خراب گشته و در جدول تخصص فایل ( fat ) جای ان را از درجه اعتبار ساقط می کند .این برنامه یک کد ویژه ای باقی می گذارد که برای کنترل خطا های تک تک شیار ها مورد می گیرد . وقتی مشخص کرده باشید که شیار خاصی خراب است ا. این برنامه عمدا شماره غیر معتبری در این مکان می نویسد . بعدا برنامه فرمت سطح بالا به این شماره برخورد و می فهمد که شیار قابل استفاده نیست . بدین ترتیب تمام قطاع های غیر قابل استفاده علامت گذاری می شود . در دیسک گردان های جدید نیازی به مشخص کردن شیار خراب از سوی کاربر نمی باشد و تنها کاری که کاربر انجام می دهد تائید صحت اطلاعاتی است که خوانده می شود .

تعمیر سخت افزاری
گذشته از تمام صحبت ها در مورد هدهای معلق و قطاع های اسیب دیده از شنیدن اینکه بیشتر اشکالات دیسک های سخت، الکترونیکی است ممکن است متعجب شوید ! این بدان معناست که تعمیر دیسک گردان بدون باز کردن ان امکان پذیر است .اگر بخش های مکانیکی دیسک سخت خراب شوند ، تعمیر آن مشکلتر خواهد بود. برای این منظور تعمیر گاه باید مجهز به اطاق بسیار تمیزی باشد . قبل از اینکه دیسک گردان به این اطاق برده شود باید دقیقا تمیز شده و کارمندان نیز باید ماسک و کلاه استفاده کنند. برای انها حفظ داده ها بدین معناست که دیسک را فرمت نکنند ، که در این صورت نیز قادر نخواهند بود دیسک را مورد ازمایش درستی قرار دهند . اگر علامات اطلاعاتی صفحات دیسک گردان های حلقه صوتی آسیب ببینند ، ترمیم ان فقط از عهده سازنده دیسک گردان بر می اید.