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FAT32文件系统简介
 
 
信息来源:未知 发布时间:[2011-10-17]
 
 
FAT32文件系统简介
Windows95 OSR2Windows 98开始支持FAT32 文件系统,它是对早期DOSFAT16文件系统的增强,由于文件系统的核心--文件分配表FAT16位扩充为32位,所以称为FAT32文件系统。在一逻辑盘(硬盘的一分区)超过 512 兆字节时使用这种格式,会更高效地存储数据,减少硬盘空间的浪费,一般还会使程序运行加快,使用的计算机系统资源更少,因此是使用大容量硬盘存储文件的极有效的系统。本人对Windows 98下的FAT32 文件系统做了分析实验,总体上与FAT16文件系统变化不大,现将有关变化部分简介如下:

  (一)FAT32 文件系统将逻辑盘的空间划分为三部分,依次是引导区(BOOT区)、文件分配表区(FAT区)、数据区(DATA区)。引导区和文件分配表区又合称为系统区。

  (二)引导区从第一扇区开始,使用了三个扇区,保存了该逻辑盘每扇区字节数,每簇对应的扇区数等等重要参数和引导记录。之后还留有若干保留扇区。而FAT16文件系统的引导区只占用一个扇区,没有保留扇区。

  (三)文件分配表区共保存了两个相同的文件分配表,因为文件所占用的存储空间(簇链)及空闲空间的管理都是通过FAT实现的,FAT如此重要,保存两个以便第一个损坏时,还有第二个可用。文件系统对数据区的存储空间是按簇进行划分和管理的,簇是空间分配和回收的基本单位,即,一个文件总是占用若干个整簇,文件所使用的最后一簇剩余的空间就不再使用,而是浪费掉了。
  从统计学上讲,平均每个文件浪费0.5簇的空间,簇越大,存储文件时空间浪费越多,利用率越低。因此,簇的大小决定了该盘数据区的利用率。FAT16系统簇号用16位二进制数表示,从0002HFFEFH个可用簇号(FFF0HFFFFH另有定义,用来表示坏簇,文件结束簇等),允许每一逻辑盘的数据区最多不超过FFEDH(65518)个簇。FAT32系统簇号改用32位二进制数表示,大致从00000002HFFFFFEFFH个可用簇号。FAT表按顺序依次记录了该盘各簇的使用情况,是一种位示图法。
  每簇的使用情况用32位二进制填写,未被分配的簇相应位置写零;坏簇相应位置填入特定值;已分配的簇相应位置填入非零值,具体为:如果该簇是文件的最后一簇,填入的值为FFFFFF0FH,如果该簇不是文件的最后一簇,填入的值为该文件占用的下一个簇的簇号,这样,正好将文件占用的各簇构成一个簇链,保存在FAT表中。0000000H00000001H两簇号不使用,其对应的两个DWORD位置(FAT表开头的8个字节)用来存放该盘介质类型编号。FAT表的大小就由该逻辑盘数据区共有多少簇所决定,取整数个扇区。

  (四)FAT32系统一簇对应8个逻辑相邻的扇区,理论上,这种用法所能管理的逻辑盘容量上限为16TB(16384GB),容量大于16TB时,可以用一簇对应16个扇区,依此类推。FAT16系统在逻辑盘容量介于128MB256MB时,一簇对应8个扇区,容量介于256MB512MB时,一簇对应16个扇区,容量介于512MB1GB时,一簇对应32个扇区,容量介于1GB2GB时,一簇对应32个扇区,超出2GB的部分无法使用。显然,对于容量大于512MB的逻辑盘,采用FAT32的簇比采用FAT16的簇小很多,大大减少了空间的浪费。
  但是,对于容量小于512MB的盘,采用FAT32虽然一簇8个扇区,比使用FAT16一簇16个扇区,簇有所减小,但FAT32FAT表较大,占用空间较多,总数据区被减少,两者相抵,实际并不能增加有效存储空间,所以微软建议对小于512M的逻辑盘不使用FAT32
  另外,对于使用FAT16文件系统的用户提一建议,硬盘分区时,不要将分区(逻辑盘)容量正好设为某一区间的下限,例:将一逻辑盘容量设为1100M(稍大于1024M),则使用时其有效存储容量比分区为950M的一般还少,因其簇大一倍,浪费的空间较多。还有,使用FDISK等对分区指定容量时,由于对1MB的定义不一样(标准的二进制的1MB1048576B,有的系统将1MB理解为1000000B1000KB),及每个分区需从新磁道开始等因素,实际分配的容量可能稍大于指定的容量,亦需注意掌握。

  (五)根目录区(ROOT区)不再是固定区域、固定大小,可看作是数据区的一部分。因为根目录已改为根目录文件,采用与子目录文件相同的管理方式,一般情况下从第二簇开始使用,大小视需要增加,因此根目录下的文件数目不再受最多512的限制。FAT16文件系统的根目录区(ROOT区)是固定区域、固定大小的,是从FAT区之后紧接着的32个扇区,最多保存512个目录项,作为系统区的一部分。

  (六)目录区中的目录项变化较多,一个目录项仍占32字节,可以是文件目录项、子目录项、卷标项(仅跟目录有)、已删除目录项、长文件名目录项等。目录项中原来在DOS下保留未用的10个字节都有了新的定义,全部32字节的定义如下:
(1) 0-- 7
字节 文件正名。
(2) 8--10
字节 文件扩展名。
(3) 11
字节 文件属性,按二进制位定义,最高两位保留未用,05位分别是只读位、隐藏位、系统位、卷标位、子目录位、归档位。
(4) 11--13
字节 仅长文件名目录项用,用来存储其对应的短文件名目录项的文件名字节校验和等。
(5) 13--15
字节 24位二进制的文件建立时间,其中的高5位为小时,次6位为分钟。
(6) 16--17
字节 16位二进制的文件建立日期,其中的高7位为相对于1980年的年份值,次4位为月份,后5位为月内日期。
(7) 18--19
字节 16位二进制的文件最新访问日期,定义同(6)
(8) 20--21字节 起始簇号的高16位。
(9) 22--23字节 16位二进制的文件最新修改时间,其中的高5位为小时,次6位为分钟,后5位的二倍为秒数。
(10)24--25
字节 16位二进制的文件最新修改日期,定义同(6)
(11)26--27字节 起始簇号的低16位。
(12)28--31
字节 32位的文件字节长度。

  其中第(4)(8)项为以后陆续定义的。 对于子目录项,其(12)为零;已删除目录项的首字节值为E5H。在可以使用长文件名的FAT32系统中,文件目录项保存该文件的短文件名,长文件名用若干个长文件名目录项保存,长文件名目录项倒序排在文件短目录项前面,全部是采用双字节内码保存的,每一项最多保存十三个字符内码,首字节指明是长文件名的第几项,11字节一般为0FH12字节指明类型,13字节为校验和,26--27字节为零。

  (七)以前版本的 Windows DOS FAT32 不兼容,不能识别FAT32分区,有些程序也依赖于 FAT16 文件系统,不能和 FAT32 驱动器一道工作。将硬盘转换为 FAT32,就不能再用双引导运行以前版本的 WindowsWindows 95 [Version 4.00.950]Windows NT 3.x
 
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