FAT檔案系統

FAT檔案系統

File Allocation Table的簡稱 微軟在Dos/Windows系列作業系統中共使用的一種檔案系統的總稱,FAt12、FAT16、FAT32均是Fat檔案系統。 FAT檔案系統將硬碟分為MBR區、DBR區、FAT區、FDT區、DATA區等5個區域。

簡介

微軟在Dos/Windows系列作業系統總共使用了6種不同的檔案系統(包括即將在windows的下一個版本中使用的Winfs)。它們分別是:FAt12、FAT16、FAT32、NTFS、NTFS5.0和WINFS。下面我們一一來對它們的相關特點和規則做個介紹。其中FAt12、FAT16、FAT32均是Fat檔案系統。是File Allocation Table的簡稱。  最古老的檔案系統FAT12:

這是伴隨著Dos誕生的“老”檔案系統了。它採用12位檔案分配表,並因此而得名。而以後的FAT系統都按照這樣的方式在命名。在DOS3.0以前使用。但是在現在,我們都還能找得到這個檔案系統:用於軟碟驅動器。當然,其他地方的確基本上不使用這個檔案系統了。Fat12可以管理的磁碟容量是8M。這在當時,沒有硬碟的情況下,這個磁碟管理能力是非常大的。

Fat12檔案系統的限制:

1)檔案名稱:只能是8.3格式的檔案名稱。

2)磁碟容量:最多8M。(4096clusters×4sectors/clusters×512bytes/sectors)

3)檔案碎片嚴重。(只在磁碟上不存儲在不連續的簇內。)

使用時間最長檔案系統的Fat16:

在Dos2.0的使用過程中,對更大的磁碟的管理能力的需求已經出現了,所以在Dos3.0中,微軟推出了新的檔案系統Fat16。除了採用了16位字長的分區表之外,Fat16和Fat12在其他地方都非常的相似。實際上,隨著字長增加4位,可以使用的簇的總數增加到了65536。在總的簇數在4096之下的時候,套用的還是Fat12的分區表,當實際需要超過4096簇的時候,套用的是Fat16的分區表。剛推出的Fat16檔案系統管理磁碟的能力實際上是32M。這在當時是看來是足夠大的。1987年,硬碟的發展推動了檔案系統的發展,Dos4.0之後的Fat16可以管理128M的磁碟。然後這個數字不斷的發展,一直到2G。在整整的10年中,2G的磁碟管理能力都是大大的多於了實際的需要。需要指出的是,在windows95系統中,採用了一種比較獨特的技術,叫做VFat來解決長檔案名稱等問題。FAT16分區格式存在嚴重的缺點:大容量磁碟利用效率低。在微軟的DOS和Windows系列中,磁碟檔案的分配以簇為單位,一個簇只分配給一個檔案使用,不管這個檔案占用整個簇容量的多少。這樣,即使一個很小的檔案也要占用一個簇,剩餘的簇空間便全部閒置,造成磁碟空間的浪費。由於分區表容量的限制,FAT16分區創建的越大,磁碟上每個簇的容量也越大,從而造成的浪費也越大。所以,為了解決這個問題,微軟推出了一種全新的磁碟分區格式FAT32,並在Windows 95 OSR2及以後的Windows 版本中提供支持。

Volume size Cluster size
0 to 32 MB 512 bytes
33 to 64 MB 1 KB
65 to128 MB 2 KB
129 to 256 MB 4 KB
257 to 511 MB 8 KB
512 to 1023 MB 16 KB
1024 to 2047 MB 32 KB
2048 to 4095 MB 64 KB

最新的Fat32檔案系統:

Fat32檔案系統將是Fat系列檔案系統的最後一個產品。和它的前輩一樣,這種格式採用32位的檔案分配表,磁碟的管理能力大大增強,突破了FAT16 2GB的分區容量的限制。由於現在的硬碟生產成本下降,其容量越來越大,運用FAT32的分區格式後,我們可以將一個大硬碟定義成一個分區,這大大方便了對磁碟的管理。

FAT32推出時,主流硬碟空間並不大,所以微軟設計在一個不超過8GB的分區中,FAT32分區格式的每個簇都固定為4KB,與FAT16相比,大大減少了磁碟空間的浪費,這就提高了磁碟的利用率。在其他更大的分區中的簇大小的可以看下表:

Volume size Cluster size
less than 8GB 4 KB
less than 16GB 8 KB
less than 32GB 16 KB
more than 32gB 32 KB

目前,支持這種格式的作業系統有Windows 95、Windows 98、OSR2、Windows 98 SE、Windows Me、Windows 2000和Windows XP,Linux Redhat部分版本也對FAT32提供有限支持,然而,如果Linux安裝在FAT32分區下,必須使用軟碟進行引導。但是,這種分區格式也有它明顯的缺點,首先是由於檔案分配表的擴大,運行速度比FAT16格式要慢,特別是在DOS 7.0下,性能差別更明顯。

FAT32的限制:

1)最大的限制在於兼容性方面,Fat32不能保持向下兼容。

2)當分區小於512M時,Fat32不會發生作用。

4)單個檔案不能大於4G。(精確數據是4G-2bytes)。

FAT16檔案系統

FAT16使用了16位的空間來表示每個扇區(Sector)配置檔案的情形,故稱之為FAT16。

FAT16由於受到先天的限制,因此每超過一定容量的分區之後,它所使用的簇(Cluster)大小就必須擴增,以適應更大的磁碟空間。所謂簇就是磁碟空間的配置單位,就象圖書館內一格一格的書架一樣。每個要存到磁碟的檔案都必須配置足夠數量的簇,才能存放到磁碟中。FAT16各分區與簇大小的關係如下表:

分區大小 FAT16簇大小

16MB-127MB 2KB

128MB-255MB 4KB

256MB-511MB 8KB

512MB-1023MB 16KB

1024MB-2047MB 32KB

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