Сборник методических указаний для студентов по выполнению практических работ (стр. 5 )

Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практической работы

Программы диагностики жестких дисков предназначены для проверки состояния жёсткого диска, его температуры и здоровья. Кроме того, они может показать возможные проблемы и сбои в работе, и предсказать отказы жёсткого диска. Используя программы диагностики, можно избежать серьёзных проблем, связанных с потерей данных.

К программам диагностики жестких дисков относятся HDD Scan, HDD Health, Victoria, MHDD, HD Tune, Hard Disk Sentinel и др.

Программы диагностики жестких дисков в основном проводят следующие тесты:

- проверка S. M.A. R.T. параметров жесткого диска, температуры и оценка здоровья;

- тест подвода головок;

- тест поверхности жесткого диска.

S. M.A. R.T. (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology – технология самоконтроля, анализа и отчётности) – технология оценки состояния жёсткого диска встроенной аппаратурой самодиагностики, а также механизм предсказания времени выхода его из строя.

S. M.A. R.T. производит наблюдение за основными характеристиками накопителя, каждая из которых получает оценку. Характеристики можно разбить на две группы:

- параметры, отражающие процесс естественного старения жёсткого диска (число оборотов шпинделя, число перемещений головок, количество циклов включения-выключения);

- текущие параметры накопителя (высота головок над поверхностью диска, число переназначенных секторов, время поиска дорожки и количество ошибок поиска).

Данные хранятся в шестнадцатеричном виде, называемом raw value, а затем пересчитываются в value – значение, символизирующее надёжность относительно некоторого эталонного значения. Обычно value располагается в диапазоне от 0 до 100 (некоторые атрибуты имеют значения от 0 до 200 и от 0 до 253). Высокая оценка говорит об отсутствии изменений данного параметра или медленном его ухудшении. Низкая – о возможном сбое в скором времени. Значение, меньшее, чем минимальное, при котором производителем гарантируется безотказная работа накопителя, означает выход узла из строя.

Технология S. M.A. R.T. позволяет предсказывать выход устройства из строя в результате механических неисправностей, что составляет около 60% причин поломки жесткого диска. Предсказать последствия скачка напряжения или механического удара S. M.A. R.T. не способна.

Критическими параметрами здоровья диска считаются: Raw Read Error Rate, Spin-Up Time, Reallocated Sectors Count, Seek Error Rate, Spin-Up Retry Count, Reallocation Event Count, Current Pending Sector Count, Uncorrectable Sector Count. Ухудшение атрибутов Raw Read Error Rate и Seek Error Rate говорит об износе магнитной поверхности или головок БМГ; Spin-Up Time и Spin-Up Retry Count говорят о проблемах в механике диска; Reallocated Sectors Count, Reallocation Event Count и Current Pending Sector Count, Uncorrectable Sector Count – о наличии bad-секторов – уже перемещенных bad-секторов и готовых к перемещению.

Тест подвода головок позволяет проверить уровень шума, время перехода с дорожки на дорожку и температурные уровни жёсткого диска, особенно при интенсивном его использовании.

Тест поверхности жестких дисков позволяет проверить способность поверхности запоминать информацию. Обычно доступны следующие виды тестов поверхности:

- тест чтения – чтение поверхности диска для проверки доступности и корректности всех секторов. Тест является безопасным, он не влияет сохранённые данные.

- тест записи – записывает данные на поверхность диска согласно настроенному шаблону. Принудительно анализирует любые слабые сектора, проверяет скрытые проблемы и устраняет их путём перераспределения сбойных секторов (регенерация диска). Является разрушающим тестом, вся записанная информация стирается.

- тест запись + чтение – записывает данные на поверхность диска согласно настроенному шаблону, а затем обратно считывает содержимое сектора, чтобы проверить их доступность и согласованность. Принудительно анализирует любые слабые сектора, проверяет скрытые проблемы и устраняет их путём перераспределения сбойных секторов (регенерация диска). Является разрушающим.

Тест чтение + запись + чтение (обновление области данных) – считывает сохранённую информацию из каждого блока, записывает обратно данные и, наконец, считывает их, сравнивая с оригинальным содержанием. В расширенном тесте, для повышения эффективности исправления ошибок, используется дополнительный цикл записи перед обратной записью содержания (регенерация диска). Операция обычно безопасна для сохранённой информации, но данные можно потерять, если система нестабильна, при сбое питания, разгоне, проблем с памятью/блоком питания/кабелем или других факторов.

Задание для практической работы

1 Провести тестирование S. M.A. R.T. параметров жесткого диска любой программой диагностики, оценить его состояние.

2 Провести тестирование подвода головок, оценить работоспособность устройства позиционирования.

3 Провести тест поверхности жесткого диска, оценить состояние поверхности.

Контрольные вопросы

1 Для чего нужны S. M.A. R.T. параметры жесткого диска?

2 Какие S. M.A. R.T. параметры являются критическими для оценки здоровья жесткого диска? Что означают отклонения этих параметров?

3 Какие тесты способны проводить программы диагностики?

4 Какие виды тестов являются разрушительными для записанной информации?

Практическое занятие № 7, 8

«Изучение способов диагностики и устранения неисправностей твердотельных накопителей»

Цель работы: изучить виды неисправностей накопителей, их симптомы и способы устранения.

Студент должен

уметь:

выявлять причины неисправностей и сбоев, принимать меры по их устранению;

знать:

причины неисправностей и возможных сбоев.

Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практической работы

Все неисправности накопителей можно подразделить на программные и аппаратные. Аппаратные неисправности требуют ремонта диска для того, чтобы скопировать с него данные. Чаще всего жесткие диски выходят из строя из-за падений, ударов и других механических повреждений. При этом повреждаются или сами головки, или царапается поверхность дисков или и то и другое.

Программные неисправности чаще всего связаны с повреждением секторов дисков (появление bad-секторов), что приводит, в свою очередь, к нарушению файловой системы. Данные пользователя оказываются недоступными. Процент успешного восстановления в каждом случае индивидуален и зависит от количества поврежденных блоков.

Рассмотрим типовые поломки жесткого диска по возрастанию сложности восстановления данных.

Логическая неисправность – это повреждение файловой системы жесткого диска. Как правило, в этом случае, жесткий диск корректно определяется в BIOS, проверка поверхности проходит нормально, параметры SMART (аппаратная самодиагностика жесткого диска) в норме, но операционная система не видит файловой системы на этом диске, считает его пустым и предлагает отформатировать жесткий диск. Для восстановления данных при такой неисправности необходимо либо сканировать жесткий диск на специальном оборудовании с помощью специального программного обеспечения и таким образом считать данные, либо восстановить файловую систему, тем самым восстанавливая и данные на жестком диске.

Неисправности электроники жесткого диска. Данный тип неисправности возникает при плохом электропитании жесткого диска или из-за статического электричества. При этом типе неисправности жесткий диск при включении не раскручивается и не издает никаких звуков. Также характерны электротермические повреждения на плате управления жесткого диска, можно заметить поврежденные элементы. Ремонт и восстановление данных в этом случае возможны, но сложность варьируется. Можно заменить поврежденные элементы на плате, либо установить на жесткий диск плату управления от такого же диска. Но во втором случае ремонт и восстановление данных могут занять длительный срок, либо вообще не смогут быть осуществлены. Это связано с тем, что плата управления для каждого жесткого диска уникальна и содержит адаптивы для доступа к служебной информации каждого конкретного диска. Таким образом, если на плате управления выгорел контроллер или ПЗУ, то подбор платы становится очень непростой задачей.

Нарушение служебной информации жесткого диска. Служебная информация находится в ПЗУ или на пластинах в недоступной пользователю области. У разных производителей структура служебной информации схожа, но в зависимости от модели и производителя, имеются отличия. Служебная информация состоит из модулей, которые отвечают за работу определенных частей жесткого диска. Эти модули можно условно поделить на несколько категорий:

- адаптивы – модуль, содержащий настройки блока магнитных головок и уникальный для каждого жесткого диска. Несовпадение адаптивов приводит к ухудшению качества чтения/записи на жесткий диск и даже может привести к невозможности чтения данных одной или несколькими головками.

- дефект-листы – модуль, содержащий список неисправных секторов и дорожек, куда запись данных осуществляться не должна. Утрата дефект-листов является критической для жесткого диска и вызывает невозможность доступа к пользовательским данным.

- транслятор – модуль, отвечающий за соответствие секторов пользовательской области и физической поверхностью пластин жесткого диска с учетом занесенных в дефект-лист неисправных дорожек и секторов. Разрушение транслятора приводит к нарушению доступа к пользовательским данным.

- модули оверлеев – модули, необходимые для функционирования самой операционной системы жесткого диска. Повреждение этих модулей ведет к неработоспособности жесткого диска и, соответственно, к невозможности доступа к пользовательским данным.

- модули S. M.A. R.T. – модули, содержащие информацию о состоянии жесткого диска. При выходе из строя модулей S. M.A. R.T. доступ к пользовательским данным может блокироваться.

- модули и логи selfscan – модули, которые содержат комплексы для проведения заводского тестирования. Эти модули не критичны для работы в пользовательском режиме, но могут применятся для восстановления вышеописанных модулей служебной информации жесткого диска.

Обычно, при нарушении какого-либо модуля служебной информации диска, диск раскручивается и рекалибруется нормально, в BIOS определяется заводским семейством, но в паспорте жесткого диска выводится серийный номер, отличный от нанесенного на корпус и попытка проверки поверхности заканчивается сразу неудачно. Необходимо подключить жесткий диск к специализированному программно-аппаратному комплексу и провести выявление вышедших из строя моду-лей, а также процедуры их восстановления. Выход из строя модулей служебной информации зачастую происходит вследствие деградации блока магнитных головок или влечет за собой таковое.