低格格式化过程及与高级格式化的区别

一、认识硬盘格式化

“格式化”这个词对于一个电脑用户而言绝对不应该陌生。当我们在进行一个全新的WINDOWS安装时，或是对一个硬盘上的所有数据进行“干净”的处理时，往往都会祭出“格式化”这招“杀手锏”，来彻底清除硬盘各个分区上的数据。“硬盘格式化目前可以在WINDOWS和DOS两种不同环境下进行。一般我们在进行全新安装操作系统时会使用DOS下的“FORMAT”命令来完成系统盘的格式化，而单独对除系统盘以外的其它分区进行格式化时，我们一般会在WINDOWS下来完成，而在Windows下的操作会更加简单，只需要在对需要格式化的硬盘上右击鼠标，选择“格式化”选项即可，选择快速格式化，所需耗费的时间则更短。

虽然两者的操作方式和格式化所需的时间都有所不同。但它们实际上都是对硬盘进行同一种操作，那就是清除硬盘上的数据、生成引导区信息、初始化FAT表、标注逻辑坏道等。我们将这些操作统称为“高级格式化”。

认识了硬盘的“高级格式化”，那么我们再来看一下硬盘的低级化过程。所谓低级格式化，就是将空白的磁盘划分出柱面和磁道，再将磁道划分为若干个扇区，每个扇区又划分出标识部分ID、间隔区GAP和数据区DATA等。硬盘的低级格式化是高级格式化之前的一件工作，目前所有硬盘厂商在产品出厂前，已经对硬盘进行了低格化的处理，因此我们新购买的硬盘在装系统时只需要进行高级格化的过程，来初始化FAT表，进行分区操作。

与高级格式化操作不同的是，硬盘的低级格式化过程只能够在DOS环境来完成。我们在DOS下对一张软盘进行全面格式化操作的过程便可以看作是对软盘的低级格式化。需要说明的是，硬盘的低级格式化过程是一种损耗性操作，对硬盘的使用寿命会产生一定的负面作用。因此，除非是硬盘出现了较大的错误，如硬盘坏道等，否则一定要慎重低级格式化操作。当硬盘受到外部强磁体、强磁场的影响，或因长期使用，硬盘盘片上由低级格式化划分出来的扇区格式磁性记录部分丢失，从而出现大量“坏扇区”时，可以通过低级格式化来重新划分“扇区”。但是前提是硬盘的盘片没有受到物理性划伤。

在硬盘多次分区均告失败或在高级格式化中发现大量“坏道”时，方可通过低级格式化来进行修复。而硬盘的硬性损伤，如硬盘出现物理坏道时，则是无法通过低级格式化来修复的。可以想象当一张软盘的盘片表面被划伤之后，还能修复吗？

补充：当机房的数据安全性要求较高时，要求所有数据不得带出机房，硬盘带出时需要做低格操作。

二、低级格式化对硬盘所做的操作

有不少朋友会问，硬盘的低级化过程到底对硬盘做了那些操作呢？因为硬盘的低级格式化过程是借助第三方软件来实现的，因此不同的软件对硬盘所做操作也会不尽相同，总结归纳一下，硬盘的低级格式化过程主要是对硬盘做了以下几项工作。

1、对扇区清零和重写校验值。低格过程中将每个扇区的所有字节全部置零，并将每个扇区的校验值也写回初始值，这样可以将部分缺陷纠正过来。譬如，由于扇区数据与该扇区的校验值不对应，通常就被报告为校验错误（ECC Error）。如果并非由于磁介质损伤，清零后就很有可能将扇区数据与该扇区的校验值重新对应起来，而达到“修复”该扇区的功效。这是每种低格工具和每种硬盘的低格过程最基本的操作内容，同时这也是为什么通过低格能“修复大量坏道”的基本原因。另外，DM中的Zero Fill（清零）操作与IBM DFT工具中的Erase操作，也有同样的功效。

2、对扇区进行读写检查，并尝试替换缺陷扇区。有些低格工具会对每个扇区进行读写检查，如果发现在读过程或写过程出错，就认为该扇区为缺陷扇区。然后，调用通用的自动替换扇区（Automatic reallocation sector）指令，尝试对该扇区进行替换，也可以达到“修复”的功效。

3、对扇区的标识信息重写。在多年以前使用的老式硬盘（如采用ST506接口的硬盘），需要在低格过程中重写每个扇区的标识（ID）信息和某些保留磁道的其他一些信息，当时低格工具都必须有这样的功能。但现在的硬盘结构已经大不一样，如果再使用多年前的工具来做低格会导致许多令人痛苦的意外。难怪经常有人在痛苦地高呼：“危险！切勿低格硬盘！我的硬盘已经毁于低格！”

4、对所有物理扇区进行重新编号。编号的依据是P-list中的记录及区段分配参数（该参数决定各个磁道划分的扇区数），经过编号后，每个扇区都分配到一个特定的标识信息（ID）。编号时，会自动跳过P-list中所记录的缺陷扇区，使用户无法访问到那些缺陷扇区（用户不必在乎永远用不到的地方的好坏）。如果这个过程半途而废，有可能导致部分甚至所有扇区被报告为标识不对（Sector ID not found, IDNF）。要特别注意的是，这个编号过程是根据真正的物理参数来进行的，如果某些低格工具按逻辑参数（以 16heads 63sector为最典型）来进行低格，是不可能进行这样的操作。

5、写磁道伺服信息，对所有磁道进行重新编号。有些硬盘允许将每个磁道的伺服信息重写，并给磁道重新赋予一个编号。编号依据P-list或TS记录来跳过缺陷磁道（defect track）,使用户无法访问（即永远不必使用）这些缺陷磁道。这个操作也是根据真正的物理参数来进行。

6、写状态参数，并修改特定参数。有些硬盘会有一个状态参数，记录着低格过程是否正常结束，如果不是正常结束低格，会导致整个硬盘拒绝读写操作，这个参数以富士通IDE硬盘和希捷SCSI硬盘为典型。有些硬盘还可能根据低格过程的记录改写某些参数。

我们经常使用的DM中的Low level format命令进行的低级格式化操作，主要进行了第1条和第3条的操作。速度较快，极少损坏硬盘，但修复效果不明显。另外在Lformat工具中，进行了前三项的操作。由于同时进行了读写检查，操作速度较慢，可以替换部分缺陷扇区。