Ремонт и диагностика HDD

Список аббревиатур

ЛВС — локально вычислительные системы.

АИС — автоматизированная информационная система ВС — вычислительная система ВЦ — вычислительный центр СВТ — средства вычислительной техники ТО — техническое обслуживание

• Введение
• 1. Основная часть

1.1 Назначение, устройство и принцип работы HDD

1.1.1 Назначение, основные параметры и характеристики HDD

• 1.1.2 Устройство и принцип работы HDD
• 1.2 Диагностика работоспособности HDD и определение неисправностей
• 1.2.1 Предварительная диагностика работоспособности HDD
• 1.2.2 Диагностика работы HDD
• 1.2.3 Основные признаки неисправностей и их возможных причин
• 2. Специальная часть
• 2.1 Отыскание дефектов и устранение неисправности в HDD
• 2.1.1 Программное восстановление данных
• 2.1.2 Отыскание дефектов связанных с аппаратным обеспечением
• 3. Расчетная часть
• 3.1 Постановка задачи
• 3.2 Расчет численности работников, занятых сервисным обслуживанием и текущим ремонтом СВТ

4. Требования по охране труда и технике безопасности

• 4.1 Требования по охране труда в организациях по ремонту и обслуживанию средств вычислительной техники
• 4.2 Техника безопасности при проведении ремонтных и профилактических работ со средствами вычислительной техники
• Заключение
• Список используемой литературы

Актуальность исследуемой темы заключается в том, что на сегодняшний момент развитие компьютерной техники привело к необходимости не только перевести большую нагрузку по оформлению документации и выполнению математических вычислений на компьютерную технику, но и провести разработку методик поддержания данной техники в работоспособном состоянии.

Довольно часто происходит ухудшение эксплуатационных характеристик жестких дисков в процессе использования. Это приводит к снижению производительности и появлению сбойных участков на поверхности винчестеров, а может стать причиной потери информации.

Согласно статистике сервисных центров, лишь малая часть возвращаемых покупателями HDD подлежит отправке производителю. В большинстве своем же имеют место случаи так называемых «ложных возвратов», когда проблемы нарушения функциональности винчестера можно решить прямо на месте, даже не вскрывая корпус ПК.

Цель проекта — исследовать технологию диагностики неисправностей и восстановления работоспособности HDD после отказа.

Объектом проекта являются методы проведения технического обслуживания периферийных устройств.

Предметом проекта является технология ремонта лазерного принтера.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

проанализировать устройство и принцип работы HDD;

исследовать технологию ремонта HDD;

осуществить расчетную часть;

рассмотреть требования по охране труда и технике безопасности.

1. Основная часть

1.1 Назначение, устройство и принцип работы HDD

1.1.1 Назначение, основные параметры и характеристики HDD

Принцип действия накопителя на жестких магнитных дисках не отличается от принципа действия накопителя на гибких магнитных дисках. Жесткий магнитный диск со снятым кожухом и накопитель на жестких магнитных дисках (НЖМД, HDD — hard disk drive) изображены на рис. 1. На жестких магнитных дисках ферромагнитный порошок нанесенный на алюминиевую или на стеклянную основу 1. На одном вращающемся шпинделе 2 крепится целый пакет дисков (до трех), к каждой стороне которых подходит магнитная головка 3. Таким образом, при фиксированном положении позиционера 4 все головки описывают в несколько концентрических окружностей, составляющих один цилиндр. Позиционер представляет собой шаговой электродвигатель, имеющий несколько сот (или даже тысяч) фиксированных положений. Количество этих положений и определяет количество цилиндр на НЖМД.

Рис. 1. Устройство НМЖД

Жесткий диск — основное устройство для долговременного хранения больших объемов данных и программ. На самом деле это не один диск, а группа соосных дисков, имеющих магнитное покрытие и вращающихся с высокой скоростью. Таким образом, этот «диск» имеет не две поверхности, как должно быть у обычного плоского диска, а 2n поверхностей, где n — число отдельных дисков в группе Управление работой жесткого диска выполняет специальное аппаратно-логическое устройство — контроллер жесткого диска. В прошлом оно представляло собой отдельную дочернюю плату, которую подключали к одному из свободных слотов материнской платы. В настоящее время функции контроллеров дисков выполняют микросхемы, входящие в микропроцессорный комплект (чипсет), хотя некоторые виды высокопроизводительных контроллеров жестких дисков по-прежнему поставляются на отдельной плате.

К основным параметрам жестких дисков относятся емкость и производительность. Емкость дисков зависит от технологии их изготовления. В настоящее время большинство производителей жестких дисков используют изобретенную компанией‚ БМ технологию с использованием гигантского магниторезистивного эффекта (GMR-Giant Magnetic Resistance). Теоретический предел емкости одной пластины, исполненной по этой технологии, составляет порядка 80 Гбайт. В настоящее время достигнут технологический уровень 160 Гбайт на пластину, но развитие продолжается.

Кроме скорости передачи данных с производительностью диска напрямую связан параметр среднего времени доступа. Он определяет интервал времени, необходимый для поиска нужных данных, и зависит от скорости вращения диска.

1.1.2 Устройство и принцип работы HDD

Жесткие диски становятся все более вместительными, создаются новые технологии и интерфейсы, благодаря которым увеличивается плотность записи и растет скорость передачи данных. Но у сверхскоростного прогресса есть и обратная сторона. Бывает, что производители выпускают на рынок винчестеры, изготовленные с применением недоработанных технологий. Этим объясняется массовый выход из строя некоторых моделей накопителей с похожими неисправностями.

Винчестер состоит из двух основных частей: платы электроники (контроллера) и герметичного блока, заполненного обеспыленным воздухом. Внутри гермоблока расположены диски, магнитные головки чтения-записи и все остальные движущиеся детали. Причиной неработоспособности диска может быть как плата, так и гермоблок. Разработчики HDD используют множество сложных технологий, поэтому иногда ремонт за пределами завода-изготовителя бывает невозможен. В связи с этим неисправности можно условно разделить на две группы: устранимые и неустранимые.

Гермозона включает в себя корпус из прочного сплава, собственно диски (пластины) с магнитным покрытием, блок головок с устройством позиционирования, электропривод шпинделя.

Блок головок — пакет рычагов из пружинистой стали (по паре на каждый диск). Одним концом они закреплены на оси рядом с краем диска. На других концах (над дисками) закреплены головки.

Диски (пластины), как правило, изготовлены из металлического сплава. Хотя были попытки делать их из пластика и даже стекла, но такие пластины оказались хрупкими и недолговечными. Обе плоскости пластин, подобно магнитофонной ленте, покрыты тончайшей пылью ферромагнетика — окислов железа, марганца и других металлов. Точный состав и технология нанесения составляют коммерческую тайну. Большинство бюджетных устройств содержит 1 или 2 пластины, но существуют модели с бомльшим числом пластин.

Диски жёстко закреплены на шпинделе. Во время работы шпиндель вращается со скоростью несколько тысяч оборотов в минуту (3600, 4200, 5000, 5400, 5900, 7200, 9600, 10 000, 12 000, 15 000). При такой скорости вблизи поверхности пластины создаётся мощный воздушный поток, который приподнимает головки и заставляет их парить над поверхностью пластины. Форма головок рассчитывается так, чтобы при работе обеспечить оптимальное расстояние от пластины. Пока диски не разогнались до скорости, необходимой для «взлёта» головок, парковочное устройство удерживает головки в зоне парковки. Это предотвращает повреждение головок и рабочей поверхности пластин. Шпиндельный двигатель жёсткого диска трёхфазный, что обеспечивает стабильность вращения магнитных дисков, смонтированных на оси (шпинделе) двигателя. Статор двигателя содержит три обмотки, включенных «звездой» с отводом посередине, а ротор — постоянный секционный магнит.

Устройство позиционирования головок состоит из неподвижной пары сильных неодимовых постоянных магнитов, а также катушки на подвижном блоке головок. Вопреки расхожему мнению, в подавляющем большинстве устройств внутри гермозоны нет вакуума. Одни производители делают её герметичной (отсюда и название) и заполняют очищенным и осушенным воздухом или нейтральными газами, в частности, азотом, а для выравнивания давления устанавливают тонкую металлическую или пластиковую мембрану. (В таком случае внутри корпуса жёсткого диска предусматривается маленький карман для пакетика силикагеля, который абсорбирует водяные пары, оставшиеся внутри корпуса после его герметизации). Другие производители выравнивают давление через небольшое отверстие с фильтром, способным задерживать очень мелкие (несколько микрометров) частицы. Однако в этом случае выравнивается и влажность, а также могут проникнуть вредные газы. Выравнивание давления необходимо, чтобы предотвратить деформацию корпуса гермозоны при перепадах атмосферного давления (например, в самолёте) и температуры, а также при прогреве устройства во время работы.

Пылинки, оказавшиеся при сборке в гермозоне и попавшие на поверхность диска, при вращении сносятся на ещё один фильтр — пылеуловитель.

В ранних жёстких дисках управляющая логика была вынесена на MFM или RLL контроллер компьютера, а плата электроники содержала только модули аналоговой обработки и управления шпиндельным двигателем, позиционером и коммутатором головок. Увеличение скоростей передачи данных вынудило разработчиков уменьшить до предела длину аналогового тракта, и в современных жёстких дисках блок электроники обычно содержит: управляющий блок, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), буферную память, интерфейсный блок и блок цифровой обработки сигнала.

Интерфейсный блок обеспечивает сопряжение электроники жёсткого диска с остальной системой.

Блок управления представляет собой систему управления, принимающую электрические сигналы позиционирования головок, и вырабатывающую управляющие воздействия приводом типа «звуковая катушка», коммутации информационных потоков с различных головок, управления работой всех остальных узлов (к примеру, управление скоростью вращения шпинделя), приёма и обработки сигналов с датчиков устройства (система датчиков может включать в себя одноосный акселерометр, используемый в качестве датчика удара, трёхосный акселерометр, используемый в качестве датчика свободного падения, датчик давления, датчик угловых ускорений, датчик температуры).

Блок ПЗУ хранит управляющие программы для блоков управления и цифровой обработки сигнала, а также служебную информацию винчестера.

Буферная память сглаживает разницу скоростей интерфейсной части и накопителя (используется быстродействующая статическая память). Увеличение размера буферной памяти в некоторых случаях позволяет увеличить скорость работы накопителя.

Блок цифровой обработки сигнала осуществляет очистку считанного аналогового сигнала и его декодирование (извлечение цифровой информации). Для цифровой обработки применяются различные методы, например, метод PRML (Partial Response Maximum Likelihood — максимальное правдоподобие при неполном отклике). Осуществляется сравнение принятого сигнала с образцами. При этом выбирается образец, наиболее похожий по форме и временным характеристикам с декодируемым сигналом.

1.2 Диагностика работоспособности HDD и определение неисправностей

1.2.1 Предварительная диагностика работоспособности HDD

Диагностику стоит начать с внешнего осмотра. Если на плате электроники есть сколотые или взорванные элементы, не стоит подключать диск к компьютеру. Нельзя также включать накопитель, когда нарушена его герметичность. В процессе ремонта винчестера большинство проблем, не связанных с платой электроники, решается программно, поэтому нет смысла вскрывать гермоблок и пытаться найти проблему там. Следует обратить внимание на разъем IDE: нередки случаи неправильного подключения шлейфа, в результате один или несколько контактов на разъеме отламываются или утапливаются внутрь.

Если визуально причину неисправности определить не удалось, нужно подключить жесткий диск к блоку питания. Исправный винчестер после подачи питания раскручивает шпиндель с дисками, при этом слышен звук набирающего обороты двигателя. HDD выводит магнитные головки из парковочной зоны и производит рекалибровку, при этом слышен один щелчок, а за ним — серия более тихих щелчков.

На этом этапе сразу же выявляются некоторые неисправности электроники. Если диск не издает никаких звуков, то, скорее всего, причина в неработоспособности контроллера. Обычно проблемы связаны с выходом из строя цепей питания, микросхемы управления позиционированием головок и шпиндельным двигателем, а также процессора и микросхемы ПЗУ.

жесткий диск ремонт диагностика

1.2.2 Диагностика работы HDD

Распространенный дефект винчестеров фирм Seagate и Samsung — пробой защитных стабилитронов в цепях питания 5 и 12 В. Из-за короткого замыкания срабатывает защита блока питания, и компьютер с подключенным жестким диском не включается. Как правило, в таких случаях достаточно выпаять сгоревшую деталь, и HDD сможет нормально работать. Но при очередном скачке напряжения возможны более серьезные последствия для диска, поэтому желательна замена сгоревших стабилитронов на исправные аналоги.

На картинке нужно выделить две детали черного цвета, которые стоят чуть выше середины фотографии перпендикулярно друг другу, рядом с каждой из них значком «>» обозначена полярность. Нужно сделать чтобы они были нормальные (в кружках, например), а вся остальная часть фотографии блеклая. Или по-другому их выделить, чтобы было понятно, что это они.

Если же при включении винчестера слышен привычный гул запустившегося двигателя, но диск не распарковывает головки или же в цикле издает щелчки, то проблема может быть как в плате электроники, так и внутри гермоблока. На IBM DTLA и более поздних моделях это нередко происходит из-за плохого контакта платы электроники и разъема на гермоблоке. Похожая неисправность у Seagate связана с обгоранием контактов с обратной стороны платы.

На HDD Quantum FireBall CX, LCT08, LCT10, LCT15 обычно выходит из строя микросхема позиционирования головок (Philips TDA5247 или ее аналог Panasonic AN8428), при этом винчестеры стучат блоком магнитных головок об упор ограничителя хода. Не стоит исключать случаи, когда на винчестер кем-либо была установлена неподходящая плата электроники. Это может привести к непредвиденным последствиям. Но чаще всего подозрительные звуки, издаваемые жестким диском, свидетельствуют о серьезных неисправностях гермоблока.

Если вышла из строя интерфейсная часть контроллера, то винчестер может некорректно определяться в BIOS или же не определяться совсем. Еще одной причиной некорректной работы жесткого диска может оказаться неправильная установка конфигурационных перемычек. Из-за этого некоторые винчестеры могут просто не запуститься. У продукции фирмы Western Digital есть одна особенность, из-за незнания которой диск может показаться неисправным. В отличие от других современных винчестеров здесь есть два различных положения перемычек для состояния Master. В одном случае подразумевается наличие второго устройства (Slave), а в другом — его отсутствие. Поэтому диск может быть неправильно сконфигурирован, хотя на первый взгляд положение перемычек не вызывает подозрений.

Также с неисправностью платы может быть связана нестабильная работа винчестера. Заводской дефект контроллера со временем проявляется на всех HDD Fujitsu MPF3xxxAH и MPG. Причина заключается в неисправности микросхем производства Cirrus Logic. Похожие проблемы часто возникают с IBM Deskstar 120GXP (IC35L0x0AVVA07−0), где выходит из строя микросхема канала чтения-записи.

Для ремонта платы электроники необходимы навыки работы с тестером и осциллографом, но более подробное рассмотрение этого вопроса выходит за рамки данного материала. Неисправную плату электроники несложно заменить, но могут возникнуть трудности с поиском подходящего аналога. Дело в том, что жесткие диски одной модели могут иметь различия, а в некоторых случаях представляют собой совершенно разные устройства. Это в большой степени относится к HDD производства Western Digital, у которых каждая модель имеет множество модификаций. Отсутствие визуальных отличий не гарантирует совместимость плат электроники, возможны различные версии встроенного ПО (firmware). В таких случаях приходится перепаивать микросхему ПЗУ или перепрограммировать ее содержимое.

Если плата полностью исправна, но винчестер не определяется в BIOS, то причина — в некорректной работе микропрограммы, записанной на дисках внутри гермоблока. К примеру, нестабильная работа микросхем производства Cirrus Logic приводит к ошибкам в служебной зоне вышеупомянутых моделей винчестеров Fujitsu. А у HDD Samsung стуки, издаваемые блоком магнитных головок, нередко бывают вызваны разрушением отдельных модулей микропрограммы. При серьезных ошибках в служебной информации дисков Maxtor вместо названия модели выдается заводской псевдоним, а параметры винчестера определяются неверно.

1.2.3 Основные признаки неисправностей и их возможных причин

Пластины, устанавливаемые на HDD, никогда не были полностью лишены дефектов. Сбойные области присутствуют на любом самом современном жестком диске. В прошлом адреса таких участков даже указывались на корпусе накопителя. Такие дефективные области блокировались еще на заводе по изготовлению винчестеров. С появлением технологии S. M. A. R. T. (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology) за обнаружением подобных участков, их локализацией и выделением дополнительного объема из скрытых областей диска стал следить автономный контроллер винчестера.

Тот же контроллер современных винчестеров способен анализировать информацию, полученную c помощью технологии S. M. A. R. T., и выполнять необходимые действия по предотвращению возможной потери данных.

Из-за того, что в случае использования 13-ого прерывание BIOS (как это имеет место в программах FDISK и FORMAT) для разметки и разбиения жесткого диска возможна некорректная разметка винчестера (из-за ограничений BIOS) и, как следствие, появление «квази-bad» -блоков, эти действия лучше производить, используя команды внутреннего процессора. В первую очередь это касается дисковых накопителей, объем которых больше 8,4 GB.

Исходя из вышесказанного, так и просится сделать вывод о том, что взаимодействовать с винчестером лучше всего через его внутренний контроллер. И вот тут мы как раз и подходим к теме статьи — программам диагностики и восстановления. Надо отметить, что подобные утилиты предлагают все ведущие

фирмы-производители жестких дисков. Так как утилиты восстановления данных и диагностики накопителя используют внутренние команды контроллера, зачастую характерные лишь для определенного вида винчестеров, работают эти утилиты только с устройствами данного производителя.

Обычно программы восстановления данных и диагностики винчестера позволяют следующее: произвести анализ работоспособности основных узлов устройства и выявить возможные проблемы в работе; корректно разбить и разметить жесткий диск; выбрать необходимый режим Ultra ATA (настоятельно рекомендуется использовать именно эту возможность, не надеясь на «интеллект» операционной системы. Особенно при работе с ОС Windows); получить доступ к служебной информации о жестких дисках, имеющихся в системе (серийный номер, рабочие установки, объем накопителя и т. п.). Одни производители предлагают утилиты в виде отдельных исполняемых модулей. Другие (например, IBM или WD) распространяют один полнофункциональный комплекс, где указанные программы запускаются из единой оболочки. В любом случае такие утилиты в полном составе имеются у каждого разработчика винчестеров и доступны для бесплатной загрузки.

Программы запускаются с загрузочной дискеты, что абсолютно логично, ведь иногда приходится подвергать диагностике диск с поврежденным загрузочным сектором. Некоторые производители предлагают свои программы диагностики и восстановления данных вместе с DOS-подобной операционной системой.

В рамках данной статьи рассматриваются только утилиты диагностики. В случае, если программы управления режимом Ultra ATA или разметки/форматирования жесткого диска распространяются в виде отдельных модулей, внимание на них акцентироваться не будет. Несмотря на подобные опущения, не следует забывать, что подобные средства есть в арсенале каждого производителя накопителей.

Как правило, с помощью утилит диагностики жесткого диска можно проводить следующие тесты: корректность подключения интерфейсного кабеля, поддержка системой винчестеров большого размера и т. п.; экспресс-тест, базирующийся на анализе информации, собранной в результате сканирования диска с помощью S. M. A. R. T. в фоновом режиме, и в некоторых случаях проверка нескольких первых и последних мегабайт поверхности как наиболее часто подвергающихся повреждениям; проверка всей поверхности жесткого диска на предмет наличия физических повреждений. В некоторых случаях также доступен тест, эмулирующий работу накопителя с высокой нагрузкой.

В результате проведения теста появится сообщение о том, что устройство работает корректно, или будет выведен код ошибки. В последнем случае автономный контроллер накопителя может попытаться сам выполнить операцию блокирования или восстановления сбойных участков.

Однако подобная операция может быть проведена лишь в том случае, если функциональные нарушения не слишком серьезные и не выходят за пределы резервных возможностей накопителя. Как правило, заводские установки предполагают доступность 100 запасных участков на поверхности жесткого диска. Механизм их использования состоит в том, что адрес неисправного блока будет заменен на адрес одного из запасных, а на уровне операционной системы доступ к диску останется без изменений. Естественно, при множественных рекартациях временные характеристики накопителя изменятся, и не в лучшую сторону.

В ряде случаев восстановить работоспособность винчестера можно путем обнуления boot-сектора или всего жесткого диска. При этом, естественно, будут безвозвратно утеряны данные, хранящиеся на нем.

Надо сказать, что этого окажется вполне достаточно для решения большинства проблем, из-за которых пользователи возвращают накопители в сервис-центры. Но даже если будет выдано сообщение о невозможности восстановления работоспособности жесткого диска, полученный код ошибки можно использовать в разговоре со службой технической поддержки. При этом вероятность скорейшего решения проблемы пользователя окажется гораздо выше.

2. Специальная часть

2.1 Отыскание дефектов и устранение неисправности в HDD

2.1.1 Программное восстановление данных

Компания предлагает владельцам накопителей Fujitsu две утилиты диагностики: SDIAG для SCSI-винчестеров и FJDT для HDD EIDE. В рамках данной статьи мы рассмотрим вторую из них, хотя их функциональность и приемы работы с ними практически одинаковы.

Утилита FJDT доступна для загрузки из секции Download Web-сайта www.fel. fujitsu.com. Она запускается с загрузочной дискеты DOS и работает исключительно с накопителями Fujitsu. После старта программы и выбора проверяемого винчестера пользователь имеет возможность запустить быстрый (Quick), а затем при необходимости и расширенный (Comprehensive) тесты.

Продолжительность первого испытания — от полутора до двух минут. В этом случае FJDT проверяет адекватность работы кэш-буфера при записи/чтении данных, сканирует внутреннюю (150 MB) и внешнюю (50 MB) области на предмет повреждения поверхности, выполняет операции случайного поиска/чтения и т. п.comprehensive Test продолжается дольше — до 20 минут, в зависимости от объема винчестера. При этом производится полная проверка рабочей поверхности диска.

После прохождения диском испытаний программой выдается резюме о пригодности использования диска. При нарушении функциональности индицируются код ошибки и рекомендация обратиться в службу поддержки Fujitsu или предложение сделать попытку устранить неисправность средствами FJDT (если нарушения не столь серьезны).

Для диагностики и устранения неисправностей жестких дисков компания предлагает программное решение под названием Drive Fitness Test (www.storage. ibm.com/hardsoft/diskdrdl/) которое работает как со SCSI-, так и с EIDE-винчестерами IBM. DFT состоит из микрокода, хранящегося в специальных областях жесткого диска и позволяющего вести учет его отказов, а также программной части, запускаемой с системной дискеты.

Утилита Drive Fitness Test состоит из следующих разделов: Utilities, Fitness Test и Help. В секции Utilities имеется возможность включить или отключить поддержку S. M. A. R. T. жесткого диска, обнулить boot-сектор или полностью очистить накопитель, а также получить информацию о подключенных к системе HDD (приводятся данные о модели, объеме диска, текущем режиме Ultra ATA, а также некоторых установках, например, Write Cashe, Read Look Ahead и т. п.).

В разделе Fitness Test можно запускать три типа тестов: Quick, Advanced (Media Scan) и Exerciser. Быстрый тест длится менее чем две минуты. При этом в основном анализируется журнал отказов, хранящийся на самом жестком диске, производится чтение и запись каждой головкой, а также сканируются первые полмегабайта поверхности. Несмотря на то что данный тест непродолжительный, он позволяет выявить и классифицировать до 90% отказов жесткого диска.

В режиме Media Scan, помимо быстрого теста, производится также проверка поверхности жесткого диска, что дает возможность определить проблемы, связанные с механическими повреждениями. Само испытание продолжается от 15 до 30 минут, в зависимости от емкости винчестера.

Exerciser подразумевает имитацию работы жесткого диска с обычной нагрузкой путем последовательного чтения/записи данных и анализом работоспособности винчестера в таком режиме. При этом продолжительность этого теста задается пользователем.

При обнаружении ошибок в функционировании диска в каком-либо из перечисленных тестов утилита Drive Fitness Test информирует пользователя о возможности исправления указанных неполадок средствами самой утилиты или необходимости обратиться в сервисный центр.

Утилита Powermax, предназначенная для диагностики винчестеров этой компании, доступна для свободной загрузки по адресу www.maxtor.com/en/support/downloads/. Несмотря на то что программа может запускаться в среде Windows, полностью адекватных результатов тестирования в данном случае ожидать не приходится. Для получения максимально достоверной информации Powermax необходимо стартовать с загрузочной дискеты или в DOS-режиме Windows (Command Prompt).

При запуске утилиты сначала проверяется подключение кабеля, установки перемычек master/slave, способность системы поддерживать винчестеры большого объема и т. п. После успешного прохождения данного теста (Installation Confirmation) имеется возможность выполнить быструю (Quick), расширенную (Advanced) диагностику или Burn In Test. Смысл каждого из трех последних тестов соответствует уже описанным режимам секции Fitness Test утилиты IBM Drive Fitness Test с той лишь разницей, что продолжительность экспресс-теста составляет 90 секунд. Результатом испытаний будет сообщение о том, что винчестер функционирует нормально, или код ошибки, который можно использовать для получения более детальных инструкций от службы технической поддержки.

Набор Data Protection System доступен для загрузки со страницы www.maxtor.com/quantum/support/csr/software/softmenu. htm в виде одного exe-файла. Он служит для создания загрузочной дискеты, содержащей DR-DOS и собственно служебные файлы программного комплекса DPS.

Программа от Quantum предназначена для диагностики как SCSI, так и IDE-винчестеров. Причем, учитывая то, что компания одной из первых начала предлагать подобные средства, Data Protection System совместима с моделями жестких дисков, выпущенных два с половиной года назад. Более того, это единственный из всех продуктов, описываемых в данной статье, который производит диагностику дисков не от того же производителя.

Интерфейс программы предельно упрощен. После выбора винчестера для последующей диагностики автоматически запускается быстрый (Quick) тест, который продолжается полторы минуты. В процессе его выполнения производится проверка подключения винчестера, тестирование работы кэш-буфера, головок чтения/записи, анализ информации, полученной с помощью S. M. A. R. T., а также сканирование первых 300 MB информации. После этого при необходимости можно запустить полный тест рабочей поверхности (Extended Test) продолжительностью до 20 минут.

Найти исчерпывающую документацию по утилите диагностики SHDIAG (www.samsungelectronics.com/hdd/support/downloads/utilities₀₂.html оказалось весьма нелегким делом. В то время как другие производители выкладывают на своих Web-сайтах подробное описание таких продуктов в виде pdf — и текстовых файлов, на странице Samsung Electronics доступно лишь краткое (правда, проиллюстрированное) руководство по запуску утилиты.

В плане интерфейса и функциональности программа напоминает DPS от Quantum. Все предельно просто: после выбора винчестера для диагностики производится быстрое (продолжительностью 90 секунд) тестирование важных узлов винчестера (кэш-буфер, головки чтения/записи и т. п.), а затем, если понадобится, — полный тест поверхности.

В отличие от остальных программ, которые в случае ошибки сообщают пользователю ее код, SHDIAG просто информирует о том, что «некоторая проблема имеет место», и предлагает произвести низкоуровневое форматирование диска. В случае повторения сообщения об ошибке следует рекомендация обратиться в сервисный центр или к продавцу винчестера.

Надо сказать, что загружать SHDIAG следует именно со страницы, указанной выше. По этому адресу выложена программа версии 1.23, имеющая большую функциональность, чем SHDIAG 1.21, доступная для загрузки на русском сайте www.samsungelectronics.ru.

Утилита Disk Diagnostic из состава комплекса SeaTools (www.seagate.com/support/seatools/index.html) обладает самым стильным интерфейсом (несмотря на то что программа запускается под управлением DOS, здесь имеются вкрапления графики) и содержит в себе наибольшее количество дополнительных возможностей.

Здесь доступны два режима диагностики — быстрый (Short) и расширенный (Extended) тесты, алгоритмы которых такие же, как и у остальных рассматриваемых утилит. Однако, в отличие от других программ, в Disk Diagnostic имеется возможность как запустить тесты для винчестеров Seagate (с учетом внутренних отличий этих дисков), так и провести аналогичную диагностику для всех остальных типов HDD.

Помимо того что из основного меню программы можно просмотреть файл readme с достаточно подробным ее описанием, каждое раскрываемое окно сопровождается детальным текстовым описанием текущего режима и смысла проводимых в настоящий момент тестов.

Результаты всех испытаний сохраняются на дискете в текстовом файле и доступны для просмотра из самойутилиты. В случае если не удается восстановить работоспособность винчестера средствами Disk Diagnostic, имеется возможность сформировать стандартный бланк возврата накопителя, который будет сохранен в текстовом файле на дискете. Этот файл затем можно распечатать и отослать по факсу, почте или e-mail.

Компания распространяет комплекс программ под названием Data Lifeguard (http://support. wdc.com/download/). В его состав входят следующие продукты: EZ-Install, Diagnostics, BIOS Check и Ultra ATA Manager. Запуск Data Lifeguard происходит с загрузочной дискеты, на которой, кроме собственно утилит, имеющих общую оболочку, находится DOS-подобная операционная система.

EZ-Install, наверняка, хорошо знакома тем пользователям, которые сталкивались с проблемой клонирования жестких дисков. Она позволяет быстро разбить новый винчестер на разделы, отформатировать их, а также скопировать на новый HDD целые разделы с другого винчестера «один-в-один» .

При установке EZ-Install на жесткий диск в boot-сектор последнего может записываться служебная информация. Это дает возможность использовать полный рабочий объем винчестера в системах, BIOS которых имеет ограничения по этому параметру (528 MB для BIOS, созданных до августа 1994 г., 2,1 GB — до февраля 1996 и 8,4 GB — до января 1998). В этом случае распознавание системой винчестера происходит «в обход» BIOS, и изменения настроек жесткого диска в BIOS Setup не будут иметь никакого эффекта.

Отметим, что EZ-Install функционирует только под DOS, Windows всех типов, а также OS/2 и не совместима с Unix, Linux, Mac OS и Nowell Netware.

Программа Data Lifeguard Diagnostics предназначена для нахождения, а также исправления ошибок, способных привести к потере данных. В ней доступны два режима: Quick Test и Enhanced Test. Первый служит для экспресс-проверки целостности данных на диске на основе предыдущих сканирований в фоновом режиме. Сама процедура длится полторы минуты, после чего выдаются отчет о результатах и рекомендации по проведению более тщательной проверки в случае обнаружения ошибок.

Продолжительность расширенного теста — от 10 до 40 минут. В этом режиме непосредственно проверяется вся рабочая область винчестера, после чего утилита информирует пользователя об отсутствии ошибок, необходимости обратиться в сервисный центр или возможности восстановления сбойных участков средствами Data Lifeguard (Repair Drive).

Следует отметить, что при обращении в сервисный центр полезно указать результирующий код завершения тестовых испытаний с тем, чтобы ускорить процедуру гарантийной замены. Код 000 является подтверждением исправности тестируемого накопителя.

Наиболее мощным средством диагностики служит деструктивный тест Write Zero To Drive. Если расширенный тест выполняет неразрушающее тестирование и в случае рекартирования неисправного участка, когда потеря информации неизбежна, сообщает об этом пользователю, то выполнение Write Zero приводит к полной потере информации на поверхности жесткого диска. По принципу действия этот тест очень напоминает некогда существовавшую в системной BIOS возможность низкоуровневого форматирования с помощью опции HDD Low Level Format. В обоих случаях работа с накопителем ведется через порты.

Известно достаточно много ситуаций, когда жесткий диск не определялся в системной BIOS и восстанавливалсвою работоспособность после «псевдонизкоуровневого форматирования» утилитой DLG. Методика состоит в том, что при таких неисправностях в Standard CMOS Setup следует указать отсутствие всех IDE/ATAPI-устройств. Если подключенные компоненты аппаратно исправны, утилита DLG обнаружит их, а тест не только проверит все участки на запись/чтение, но и удалит имеющуюся информацию, в том числе и ту, которая приводила к отказу накопителя на логическом уровне.

Утилита BIOS Check используется для получения информации о системной BIOS, а также применяемых HDD, что может понадобиться при обращении в службу технической поддержки, а с помощью Ultra ATA Management можно принудительно установить требуемый режим Ultra ATA винчестера.

2.1.2 Отыскание дефектов связанных с аппаратным обеспечением

Ремонт (извлечение информации) с неисправного жесткого диска, который «не видит» BIOS — это сложный технологический процесс. Точно определить объем работ только по внешним показателям невозможно. Причину неисправности диска можно установить только в лабораторных условиях во время диагностики. В некоторых случаях, когда причина неисправности жесткого диска кроется внутри гермозоны, ее можно установить только после вскрытия корпуса HDD. Сам процесс ремонта и восстановления данных может потребовать применения сложных программных и аппаратных методов, включающих в себя замену электронных и механических узлов жесткого диска. Также хотим заметить, что для работы с диском в технологическом режиме требуется специальное программное и аппаратное обеспечение. Специалисты по ремонту жестких дисков должен быть профессионалом в своей области, обладать специальными знаниями и методиками, которые являются приватной информацией и отсутствуют в открытом доступе. Поэтому не рекомендуется прибегать к услугам сервисов «широкого профиля», берущихся за починку любых устройств. Даже просто отдав диск на диагностику случайным специалистам, Вы рискуете остаться безо всех данных. Ущерб, нанесенный информации неумелыми действиями ремонтников, вполне может быть фатальным. Причем в большинстве случаев Пользователь остается в неведении относительно того, что информацию с винчестера можно было спасти. Рисунок ниже наглядно демонстрирует результат вскрытия гермоблока неопытным специалистом. А между тем для восстановления информации с этого диска его даже не надо было вскрывать. Проблема в данном случае заключалась в шлейфе, выходящем из гермоблока. Под микроскопом становится видно, что в шлейфе всего-навсего был перебит печатный переходник, и достаточно было припаять перемычку и спокойно извлечь информацию. А в результате неграмотных действий диск был просто выведен из строя.

Рис. 1. Результат вскрытия гермоблока неопытным «специалистом» .

Разрушение служебной информации является одной из самых распространенных неисправностей современных винчестеров. И, несмотря на то, чтовосстановление информации производится с помощью специальных программ, процесс может быть не менее сложным, чем при ремонтных работах с электроникой.

В случае этой неисправности перед работником могут стоять следующие задачи:

· Восстановление работоспособности жесткого диска

· Извлечение неисправного накопителя хранящейся на нем информации.

Случай, когда Пользователю нужны обе операции, нет смысла рассматривать отдельно, так как это просто будет являться комбинацией вышеописанных задач.

С точки зрения дилетанта в этой области, процесс извлечения информации обязательно должен включать в себя предварительное восстановление работоспособности жесткого диска. На самом же деле методики восстановления информации имеют различия для каждой отдельной задачи.

· при простом ремонте служебная информация просто переписывается заново. После этого возможен запуск программы самотестирования для выявления для калибровки накопителя и сокрытия сбойных или нестабильных секторов.

· В случае, когда требуется восстановить пользовательскую информацию, вышеописанную методику применять не рекомендуется, так как при этом будут утрачены дефект — листы, содержащие информацию о сбойных и нестабильных элементах. А пользовательское секторное пространство будет сдвинуто за счет секторов, ранее отмеченных как сбойные, и в результате процедура калибровки просто уничтожит всю пользовательскую информацию. В случае восстановления информации работать нужно конкретно с секторами, требующими восстановления. И делается это исключительно вручную, после каждого этапа проверяя результаты.

Восстановление некоторых модулей может быть очень трудоемким, как, например, в случае перезаписи адаптивных настроек. В случае их потери или несоответствия накопитель может просто не видеть опорную разметку диска. Применять автоматическую калибровку в данном случае нельзя, так как это приведет к утере пользовательских данных. В этом случае применяется ручной подбор, который занимает очень долгое время. Очень часто случается повреждение таблицы дефектов накопителя. Это происходит в результате нестабильной работы системы.

Если на плате контроллера жесткого диска при визуальном осмотре выявляются видимые повреждения (дыры, сколы), то дальнейшую диагностику можно приостановить до починки электроники.

Рис. 2. Изображение поврежденных микросхем на контроллерах жестких дисков Western Digital WD2000

В случае явного разрушения электронных элементов на контроллере, держать диск постоянно включенным категорически не рекомендуется, так как это может привести к выходу из строя остальных элементов или пожару при перегреве микросхем. И помимо всего прочего, данные в этом случае будут безвозвратно уничтожены. Если же видимых повреждений нет, можно проанализировать признаки неисправности.

1. Чаще всего случается следующая ситуация — при включении с диском вообще ничего не происходит. Диск или молчит и не включаетшпиндельный двигатель, или двигатель не может набрать нужных оборотов. Причин может быть множество — механические повреждения внутри гермоблока, заклинивание шпинделя, «прилипания» головок к поверхности «блинов» и т. д. Информация на диске необратимо уничтожена. Однако надо отметить, что такие случаи происходят довольно редко. Чаще всего головки просто выходят из парковочной зоны и прилипают к поверхности «блинов» .

Правда, тут могут быть свои тонкости — подобный случай может быть результатом заклинивания двигателя или частый для современных жестких дисков случай прилипания головок к «блинам». Некоторые специалисты в таких случаях рекомендуют сделать следующее: резко крутануть диск по ходу вращения шпинделя. Мы, в свою очередь, советовали бы пользоваться этим методом на практике с крайней осторожностью, так как это будет либо просто неосуществимо (в случае с заклинившим диском), или приведет к повреждению подвески головки, а это чревато потерей способности головки нормально читать информацию.

К тому же при отрыве головки от поверхности «блинов» не образуется воздушная подушка, и как результат — возникает очень сильное трение, ведущее к механическому повреждению поверхности, которое чревато в дальнейшем полным выходом головки из строя.

1. В случае, когда диск нормально раскручивается, но отсутствует характерный тихий щелчок, дело, как правило, в отсутствии распарковки головок. Правда, подобное возникает редко, так как сервосистема и генератор двигателя часто размещаются на одной микросхеме, а, следовательно, выходят из строя одновременно. Вдобавок бывают случаи, когда дело не в электронике, а распарковка не происходит по причине обрыва катушки позиционирования на блоке головок. Для устранения подобной неисправности обычно требуются высокотехнологичные операции. Бывает обратная ситуация — двигатель не раскручивается, а накопитель периодически издает резкий звук или тиканье. Это система пытается аварийно распаковать головки с помощью серий сильных импульсов тока в катушку позиционера. В данном случае это бесполезно, так как головки жесткого диска прилипают серьезно, да и причина в данном случае кроется не в этом. Неисправность проста — сгорела выходная цепь генератора для вращения двигателя. Такое может происходить и при исправной плате контроллера — из-за короткого замыкания витков в обмотке двигателя. Это легко определить по сильному нагреву управляющих микросхем и ключей.

2. Диск нормально раскручивается, не издает посторонних звуком, но все равно не определяется в BIOS. В этом случае причина неисправности кроется, как правило, в главном интерфейсном чипе на плате электроники. Производить запись на такой накопитель категорически не рекомендуется — это может привести к потере данных на жестком диске. Также следует внимательно оглядеть игольчатый разъем на предмет обнаружения продавленных или сломанных штырьков, являющихся сигнальными проводниками к интерфейсу.

3. Встречаются неисправности, связанные с дефектом микросхем, произошедшим в результате температурного градиента — то есть перегрева. Проявляется неисправность, как правило, с прогревом.

4. Иногда неисправность заключается в нарушении контакта игольчатого разъема с контактными площадками на внутренней стороне контроллера жесткого диска. В результате некоторые сектора не читаются до их перезаписи, после которой все приходит в норму. Подобные неисправности наиболее часто происходят с жесткими дисками IBM, теперь Hitachi.

3. Расчетная часть

3.1 Постановка задачи

Разработать методику проведения ТО СВТ при централизованном обслуживании для ВЦ, имеющего в распоряжении 93 единиц вычислительной техники и 39 единиц оргтехники. Рассчитать коэффициент использования и коэффициент технического использования СВТ при восьмичасовом рабочем дне. Составить годовой план на ТО СВТ данного ВЦ. Разработать эксплуатационную документацию для данного вида обслуживания.

3.2 Расчет численности работников, занятых сервисным обслуживанием и текущим ремонтом СВТ

Метод резервирования аппаратуры позволяет быстро нейтрализовать возникшую неисправность.

Нейтрализация неисправностей фактически служит лишь для того, чтобы отсрочить их проявление (при постоянном резервировании элементы, блоки или узлы машины работают в параллель и выход любого из них из строя не нарушает работы машины, пока не исчерпывается весь заложенный резерв). Однако с течением времени неисправностей может накопиться столько, что они уже не смогут быть нейтрализованы и в расчетах появятся ошибки.

Поэтому такой способ применяется в первую очередь в системах, где правильную работу машины необходимо гарантировать на определенный период времени, а ремонт затруднен или просто невозможен (например, управление космическими кораблями). Способ, основанный на обнаружении неисправности в сочетании с ремонтом, целесообразен тогда, когда остановки машины допустимы, а неисправности нельзя оставлять необнаруженными. Это соответствует случаю неоперативной работы машины в режиме последовательной обработки программы.

Прерванные работы в этом случае после обнаружения и устранения неисправности можно выполнить повторно, хотя это и неудобно для пользователя.

В условиях управления процессами в реальном времени и для обработки информации в оперативном режиме (например, в системах с разделением времени) очень важно предотвратить полный выход системы из строя в течение весьма длительного времени. Это обусловливает необходимость использования средств обнаружения и диагностики неисправности для облегчения ее быстрого удаления во время профилактики.

Система контроля вычислительной машины представляет собой совокупность программных и аппаратурных средств, предназначенных для определения ее технического состояния и поддержания необходимого уровня эффективности работы ПК.

Процессы определения технического состояния и поддержания заданного уровня эффективности работы ПК реализуются средствами проверок, поиска неисправности и рационального обслуживания. В процессе диагноза с помощью системы контроля машины решается ряд последовательно связанных задач:

§ контроля — обнаружение ошибки в работе ПК;

§ классификации — определение характера ошибки (сбой или отказ);

§ диагностики — поиск места отказавшего элемента;

§ коррекции — устранение ошибки, замена отказавшего элемента.

Перечисленные задачи могут решаться в машине в различных режимах: оперативном (одновременно с решением основной задачи машиной); профилактических проверок; автоматически либо с привлечением оператора.

В разных задачах контроля возможно использование различных технических средств. Ими являются: программные средства; аппаратурные средства; комбинации программных и аппаратурных средств. Коэффициент использования К_и — это отношение времени, в течение которого ПК находится во включенном состоянии t_вкл, к календарному времени за год (например, за квартал) t_кв.

(1)

В нашем случае, с учетом условий поставленной задачи компьютер включен в течении 8 часов в сутки в течение рабочей недели, т. е.5 дней в неделю. В году 48 недель, следовательно, коэффициент использования равен:

Коэффициент использования показывает степень загруженности ПК, т. е. только организационную сторону использования ПК па ВЦ.

Учитывая, что ВЦ содержит 93 единиц вычислительной техники и 39 единиц оргтехники можно определить, что коэффициент использования парка СВТ в данном ВЦ составит:

Для вычислительной техники:

Для орг. техники:

Коэффициент технического использования СВТ

где t_{п. р. -} время полезной работы ПК за выбранный период

где t_о, t_у — время обнаружения и устранения неисправностей

t_сб — время, потерянное на сбои (кратковременное нарушение работы ПК) и устранение их последствий

t_пот — время потерь исправной ПК по организационным причинам (ошибки оператора, неправильная программа, некачественные носители информации и т. п.)

t_проф — время, затраченное на профилактические работы.

Коэффициент технического использования К_{т. и -} это отношение времени полезной работы ПК за определенный период t_{п. р} ко времени нахождения машины во включенном состоянии t_вкл:

(2),

где t_о, t_у — время обнаружения и устранения неисправностей; t_сб — время, потерянное на сбои (кратковременное нарушение работы ПК) и устранение их последствий; t_пот — время потерь исправной ПК по организационным причинам (ошибки оператора, неправильная программа, некачественные носители информации и т. п.); t_проф — время, затраченное на профилактические работы.