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恢复不能恢复的数据-不依赖硬盘的数据恢复 - 5.为什么数据不可恢复

作者：香农青岛数据恢复中心 2007-12-11 00:58

5.为什么数据不可恢复？

从前面的论述可以看到，用代换部件的方法来恢复数据现在变的困难，在将来会更困难。代换部件失败有许多原因，大部分是由于生产商为了取得最高的数据密度而采用超级调谐（hyper-tuning）的缘故。

硬盘根据特定的磁头/介质/电子部件来优化参数，并对读部件、写部件、主轴和磁头组之间的相对位置进行校准。由于采用了超级调谐（hyper-tuning）的方法，硬盘可以容许的参数误差非常小，而且会变的越来越小。部件代换的方法更易在参数范围较宽的硬盘上取得成功。http://www.shannon.net.cn

• 5.1 当固件代换失败时

驱动器和固件都要经过优化，以保证数据的可靠和完整而不是为了提供恢复数据的可能。硬盘在进行超级调谐时（hyper-tuned）针对特定的磁头/介质/电子部件进行优化的参数
产生的参数使得硬盘可以在非常窄的动态范围内工作的非常完美。

因此，固件代换会由于许多原因而失败。

◎用于检测伺服信号的信道设置偏离正常值很多
◎虽然可以与伺服同步，但是磁头偏移偏离正常值而不能正确寻道
◎用于标识硬盘的校准格式化信息，如bpi和tpi的区表（zone table）与实际不符，使得数据无法读取。
◎关键的文件所在的扇区被添加到了缺陷表中（G表或P表），或缺陷扇区被从缺陷表中释放出来
◎信道设置不正确，使得读误码性能严重劣化

• 5.2 当代换磁头失败时

在一个数据密度为100ktpi的硬盘中，每个磁道的宽度小于10微英寸。而规定要求伺服磁道应在磁道中心10％（1微英寸）的范围内。对于3.5英寸的硬盘来说，内圈（ID）和外圈（OD）之间的距离约为1英寸。这意味着伺服的控制要跨越6个数量级。

要达到这一要求，需要在工厂中测量或校准硬盘的某些物理参数。例如，磁头的读、写元件之间的偏移，和由于偏移角（skew angle）效应造成的磁道与磁道之间的相关变化。还有因磁道不是精确的圆而必须加以修正的参数。这被称为偏心，会造成周期性的脱离（RRO，Repeatable Runout）。可以测量RRO并采用一定的伺服算法，在磁碟每旋转一圈时进行补偿。下图直观的显示了由于磁头代换引起的磁碟中心偏离，从而导致的RRO。

从前置放大器回读的信号取决于介质和磁头。因此硬盘也针对前置放大器和读信道进行了参数优化。

磁头代换会由于下面的原因导致失败：

◎磁头的飞行高度显著不同，导致脉冲变形，信号衰减或信号饱和。
◎磁头的灵敏度与介质的磁强度（medium's magnetic strength，Mst）相比显著不同，导致脉冲变形，信号衰减或信号饱和。
◎磁头没有对正原来的位置，导致额外的偏心率，使得不能跟踪伺服（或者不能达到参数的要求）。
◎磁头之间的距离不同，导致磁头重载（reloading）困难，有可能会损坏磁碟。

• 5.3 当磁碟搬移失败时

将磁碟从损坏的硬盘搬移到另一个硬盘上，会存在与磁头代换相同的问题。除此之外，它还存在另外两个问题：

用户的文件可能分布在多个面上。这就要求每个磁头的伺服要无差别的传输。要达到这一要求，

• 5.4 当数据损坏时

在墙上画的画，在石头上刻的图像，或者在皮革上涂的颜料可以保存数千年的时间。但是记录在磁体上的数据就不会这样持久了。通常，我们将数据记录在磁碟上或磁带上。过去，人们可能期望磁记录的数据可以在日常情况下保存50年到100年。但是，数字数据有存在两个特有的问题：http://www.shannon.net.cn

首先，数字信息或是可以全部恢复，或是完全不能恢复。例如，书写，绘画或者雕刻会随着时间逐渐消磨。但是当数字数据减弱到ECC不能纠正，那么数据就算丢失了。其次，磁数据并不是人可以直接阅读的。也就是说，需要借助于机器的帮助来读取磁数据。很明显这与可以用裸眼阅读的绘画、雕刻和书写截然不同。如果用来读取特定介质的部件损坏了，那么即使磁性图样仍然完好，数据也完全丢失了。即使硬盘是完好的，用来读取数据的程序很支持硬盘运转的程序也必须是完好的。

磁性逐渐减弱通常是由于热效应。简单的说，某一数据位可能由数百万计的原子来维持磁性的方向；经过许多年，热能会使得某些原子忘记它们的磁性方向。这时，用来保持数据的原子减少了，意味着只需更少的热能就可使得其它的原子忘记它们的磁性方向。经过一定时间后就会达到雪崩点导致磁性消失、数据丢失。这被称作超顺磁效应。

数据位的热稳定性随着数据密度的增长而迅速下降用来保持磁性方向的原子比原来减少了。高温环境会加剧热衰退。另外向某一磁道写入数据会导致邻近磁道的数据位的磁性衰退。虽然不广为人知，但是在现代驱动器中用来检查热衰退的程序会重写发生衰退的扇区。

不幸的是，未来有许多的家庭录像会由于放置在闷热的阁楼里，导致影像由于热效应衰退或丢失，从而使人们失去许多的回忆。