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FAT16FAT32文件系统介绍

时间:2013年05月23日信息来源:不详 点击: 【字体:

本文摘自电子工程专辑,原作者是HGST(日立环球存储技术公司)的高级应用工程师William F. Heybruck,旨在给通用PC或数码相机用户介绍文件分配表(FAT)和簇的概念和意义,并介绍12位、16位和32位FAT的特点和不同应用以及未来的发展趋势。

 

在开发最初的个人计算机时,人们用180KB的软磁盘,不久便采用360KB的双面磁盘。为了组织这些存储设备上数据,最初的DOS系统开发者设计一个表来指示哪个扇区属于哪些文件,以及哪些扇区空闲,这样操作系统可以最大限度地利用这些磁盘空间,使文件可以存储在不连续的扇区上。文件数据可以分散有组织地存储在磁盘的不同扇区,这称为文件分割。

 

由于在360KB磁盘上有720个扇区,因此,表要做得足够大以能标识每个扇区,并预留一些空间以备未来采用更大存储空间的磁盘。表中的每个记录只用一个字节,这样只能有256个可能值,不能满足这么多扇区的需要。如果采用两个字节则最多可以有65,536个记录,但这样将浪费磁盘空间。因此,综合这两种情况,决定采用12位作为表记录的长度来跟踪磁盘上扇区的利用情况。采用12位长度可以有4,096个可能值,如果每个表记录对应一个512字节扇区,那么这个FAT表可以处理高达2MB存储容量的存储设备。

 

但要从这么长的表中得到需要的信息将花太长时间,因此,人们引入了簇(cluster)的概念。这使设备的最小存储单元从单个扇区增加到固定数量扇区,这些固定数量扇区称为簇。对于180KB磁盘,簇的大小为两个扇区(1,024字节)。因此,如果要保存一个500字节的文件,将占用磁盘上1,024个字节。这看上去会浪费,但实际上簇的概念在存储大文件时效果很好,而实际上多数系统和用户文件都是较大的。表1列出FAT所能代表簇的最大数字。

 

簇的概念

 

磁盘上最小可寻址存储单元称为扇区,通常每个扇区为512个字节(或字符)。由于多数文件比扇区大得多,因此如果对一个文件分配最小的存储空间,将使存储器能存储更多数据,这个最小存储空间即称为簇。根据存储设备(磁盘、闪卡和硬盘)的容量,簇的大小可以不同以使存储空间得到最有效的应用。在早期的360KB磁盘上,簇大小为2个扇区(1,024字节);第一批的10MB硬盘的簇大小增加到8个扇区(4,096字节);现在的小型闪存设备上的典型簇大小是8KB或16KB。2GB以上的硬盘驱动器有32KB的簇。表2列出在给定簇大小和FAT类型的最大分区。

                    表1:FAT位数与簇数量对应表

FAT位数

簇数量

12

4096

16

65536

32

4294967296

 

为什么采用簇呢?通常,存储设备上的空间分配是随机的。在一个新存储设备上,文件连续存储,并知道开始和结束扇区和长度,在读取时可以根据这些信息重新得到所存储的文件。但是,过一段时间后,有些文件将会被擦掉,同时可能有些文件增大,这时不能保证同一个文件存储在连续的一系列扇区里。因此,需要一种方法来辨别哪个扇区被分配到某些文件,以及还有哪些扇区可用。这时可以采用一种表结构来实现这种功能,使每个扇区对应一个表记录。然而,由于大多数文件存储在多个扇区,一个记录对应一个扇区的作法将造成一些浪费。因此,采用每个记录代表一个固定数量扇区将更有意义,这个固定扇区被称为簇。

 

给文件分配扇区

 

如果给一个文件(簇)分配的最小存储空间大小取决于保存该文件的介质类型,我们必须有一种方法来标明某个簇是否可用或者已分配给一个文件。如果已将一个簇分配给一个文件,我们必须知道这个簇分配给文件的哪部分了,这就是通过一个链接列表来实现,即文件分配表(FAT)。FAT仅仅是一个包含

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(作者:佚名 编辑:admin)
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