что такое fat в информатике
Обзор файловой системы FAT, HPFS и NTFS
В этой статье объясняются различия между таблицей распределения файлов (FAT), Высокопрофилковой файловой системой (HPFS) и файловой системой NT (NTFS) в Windows NT и их преимуществами и недостатками.
Применяется к: Windows 10 — все выпуски, Windows Server 2012 R2
Исходный номер КБ: 100108
HPFS поддерживается только в Windows NT версиях 3.1, 3.5 и 3.51. Windows NT 4.0 не поддерживает и не может получить доступ к разделам HPFS. Кроме того, поддержка файловой системы FAT32 стала доступна в Windows 98/Windows OSR2 и Windows 2000.
Обзор FAT
FAT является наиболее упрощенным из файловых систем, поддерживаемых Windows NT. Файловая система FAT характеризуется таблицей распределения файлов (FAT), которая на самом деле является таблицей, которая находится в самом «верху» тома. Чтобы защитить том, в случае повреждения одной из них хранятся две копии FAT. Кроме того, таблицы FAT и корневой каталог должны храниться в фиксированном расположении, чтобы правильно располагать файлы загрузки системы.
Диск, отформатированный с помощью FAT, выделяется в кластерах, размер которых определяется размером тома. Когда создается файл, в каталоге создается запись и устанавливается первый номер кластера, содержащий данные. Эта запись в таблице FAT указывает на то, что это последний кластер файла, или указывает на следующий кластер.
Обновление таблицы FAT очень важно, а также отнимает много времени. Если таблица FAT регулярно не обновляется, это может привести к потере данных. Это отнимает много времени, так как при каждом обновлении таблицы FAT необходимо переместить головки чтения диска в логическую нулевую дорожку диска.
В структуре каталогов FAT нет организации, и файлам предоставляется первое открытое расположение на диске. Кроме того, FAT поддерживает только атрибуты файлов для чтения, скрытых, системных и архивных файлов.
Конвенция о наименовании FAT
FAT использует традиционную конвенцию именования файлов 8.3, и все имена файлов должны быть созданы с набором символов ASCII. Имя файла или каталога может быть длиной до восьми символов, затем период (.) сепаратором и до трех символов. Имя должно начинаться с буквы или номера и может содержать любые символы, за исключением следующих:
Если какой-либо из этих символов используется, могут возникать неожиданные результаты. Имя не может содержать пробелы.
Зарезервированы следующие имена:
CON, AUX, COM1, COM2, COM3, COM4, LPT1, LPT2, LPT3, PRN, NUL
Все символы будут преобразованы в верхний шкаф.
Преимущества FAT
Невозможно выполнить недоделку под Windows NT в любой из поддерживаемых файловых систем. Undelete utilities try to directly access the hardware, which cannot be done under Windows NT. Однако, если файл находился на разделе FAT и система перезапущена в MS-DOS, файл может быть незаверяем. Файловая система FAT лучше всего работает для дисков и/или разделов примерно в 200 МБ, так как FAT начинается с очень мало накладных расходов. Дополнительные вопросы о преимуществах FAT см. в следующих ниже.
Windows NT Server «Concepts and Planning Guide», Chapter 5, section titled «Choosing a File System»
Windows NT Набор ресурсов workstation 4.0, глава 18, «Выбор файловой системы»
Windows NT Набор ресурсов server 4.0 «Руководство по ресурсам», глава 3, раздел под названием «Какая файловая система будет использовать в каких томах»
Недостатки FAT
Желательно, чтобы при использовании дисков или разделов более 200 МБ файловая система FAT не должна использоваться. Это потому, что по мере увеличения размера тома производительность с FAT быстро снижается. Невозможно установить разрешения на файлы, которые являются разделами FAT.
Разделы FAT ограничены размером не более 4 гигабайт (ГБ) под Windows NT и 2 ГБ в MS-DOS.
Дополнительные обсуждения других недостатков FAT см. в следующем примере:
Windows NT Server «Concepts and Planning Guide», Chapter 5, section titled «Choosing a File System»
Windows NT Набор ресурсов workstation 4.0, глава 18, «Выбор файловой системы»
Microsoft Windows NT Server 4.0 Набор ресурсов «Руководство по ресурсам», глава 3, раздел под названием «Какая файловая система для использования в каких томах»
Обзор HPFS
Сначала файловая система HPFS была представлена с ОС/2 1.2, чтобы обеспечить больший доступ к более крупным жестким дискам, которые затем появились на рынке. Кроме того, новая файловая система должна была расширить систему именования, организации и безопасности для растущих требований рынка сетевых серверов. HPFS поддерживает организацию каталогов FAT, но добавляет автоматическую сортировку каталога на основе имен файлов. Имена файлов расширяются до 254 символов двойного byte. HpFS также позволяет файлу быть составленным из «данных» и специальных атрибутов, чтобы обеспечить повышенную гибкость с точки зрения поддержки других соглашений имен и безопасности. Кроме того, единица распределения меняется из кластеров в физические сектора (512 bytes), что уменьшает потерянное пространство диска.
В hpFS записи каталогов занимают больше информации, чем в fat. Как и файл атрибутов, это включает сведения об изменении, создании и дате и времени доступа. Вместо того, чтобы указать на первый кластер файла, записи каталога в HPFS указывают на FNODE. FNODE может содержать данные файла или указатели, которые могут указать на данные файла или другие структуры, которые в конечном итоге указывают на данные файла.
HPFS пытается выделить как можно больше файла в дополнительных секторах. Это делается для повышения скорости при последовательной обработке файла.
HPFS организует диск в серию полос 8-MB, и по возможности файл содержится в одной из этих полос. Между каждой из этих полос имеются битовые карты распределения 2K, которые отслеживают, какие сектора в диапазоне были выделены и не выделены. Перевязка повышает производительность, так как головка диска не должна возвращаться к логической вершине (как правило, цилиндру 0) диска, а к ближайшей битовой карте распределения полос, чтобы определить, где должен храниться файл.
Кроме того, HPFS включает несколько уникальных объектов специальных данных:
Суперблок
Суперблок расположен в логическом секторе 16 и содержит указатель на FNODE корневого каталога. Одна из самых больших опасностей при использовании HPFS заключается в том, что если Суперблок потерян или поврежден из-за плохого сектора, содержимое раздела также не повреждено, даже если остальной диск в порядке. Можно восстановить данные на диске, скопив все на другой диск с хорошим сектором 16 и перестроив Super Block. Однако это очень сложная задача.
Запасной блок
Запасной блок расположен в логическом секторе 17 и содержит таблицу «горячие исправления» и блок запасных каталогов. В HPFS при обнаружении плохого сектора запись «горячие исправления» используется для логического указать на существующий хороший сектор на месте плохого сектора. Этот метод для обработки ошибок записи известен как горячее исправление.
Горячее исправление — это метод, при котором если ошибка возникает из-за плохого сектора, файловая система перемещает информацию в другой сектор и отмечает исходный сектор как плохой. Все это делается прозрачно для любых приложений, которые выполняют диск I/O (то есть приложение никогда не знает, что возникли проблемы с жестким диском). Использование файловой системы, которая поддерживает горячее исправление, устраняет сообщения об ошибках, такие как FAT «Отмена, повторное исправление или сбой?» сообщение об ошибке, которое возникает при столкновении с плохим сектором.
Версия HPFS, включенная в Windows NT, не поддерживает горячее исправление.
Преимущества HPFS
HPFS лучше всего для дисков в диапазоне 200-400 МБ. Дополнительные вопросы о преимуществах HPFS см. в следующих ниже.
Windows NT Server «Concepts and Planning Guide», Chapter 5, section titled «Choosing a File System»
Windows NT Набор ресурсов workstation 4.0, глава 18, «Выбор файловой системы»
Windows NT Набор ресурсов server 4.0 «Руководство по ресурсам», глава 3, раздел под названием «Какая файловая система будет использовать в каких томах»
Недостатки HPFS
Из-за накладных расходов, задействованных в HPFS, это не очень эффективный выбор для объема менее 200 МБ. Кроме того, с объемами более 400 МБ, будет некоторое ухудшение производительности. Невозможно установить безопасность в HPFS в соответствии с Windows NT.
HPFS поддерживается только в Windows NT версиях 3.1, 3.5 и 3.51. Windows NT 4.0 не может получить доступ к разделам HPFS.
Дополнительные недостатки HPFS см. в следующих ниже.
Windows NT Server «Concepts and Planning Guide», Chapter 5, section titled «Choosing a File System»
Windows NT Набор ресурсов workstation 4.0, глава 18, «Выбор файловой системы»
Windows NT Набор ресурсов server 4.0 «Руководство по ресурсам», глава 3, раздел под названием «Какая файловая система будет использовать в каких томах»
Обзор NTFS
С точки зрения пользователя NTFS продолжает организовывать файлы в каталоги, которые, как и HPFS, сортироваться. Однако, в отличие от FAT или HPFS, на диске нет «специальных» объектов и нет зависимости от оборудования, такого как сектора 512-byte. Кроме того, на диске нет специальных местоположений, таких как таблицы FAT или суперблоки HPFS.
Надежность, что особенно желательно для высококлассных систем и файловых серверов
Платформа для добавленных функциональных возможностей
Поддержка требований POSIX
Удаление ограничений файловой системы FAT и HPFS
Надежность
Для обеспечения надежности NTFS были рассмотрены три основные области: возможность восстановления, устранение сбоев в одном секторе со смертельным исходом и горячее исправление.
NTFS — это восстанавливаемая файловая система, так как отслеживает транзакции в файловой системе. При выполнении CHKDSK в FAT или HPFS проверяется согласованность указателей в каталоге, распределении и таблицах файлов. В NTFS ведется журнал транзакций с этими компонентами, чтобы CHKDSK возвращал транзакции только до последней точки фиксации, чтобы восстановить согласованность в файловой системе.
В fat или HPFS, если сектор, на который расположен один из специальных объектов файловой системы, не удается, произойдет сбой в одном секторе. NTFS избегает этого двумя способами: во-первых, не используя специальные объекты на диске и отслеживая и защищая все объекты, которые находятся на диске. Во-вторых, в NTFS хранятся несколько копий (число зависит от размера тома) таблицы master File Table.
Как и версии HPFS для ОС/2, NTFS поддерживает горячее исправление.
Добавлены функциональные возможности
Одной из главных задач разработки Windows NT на каждом уровне является предоставление платформы, которая может быть добавлена и построена, и NTFS не является исключением. NTFS предоставляет богатую и гибкую платформу для использования других файловой системы. Кроме того, NTFS полностью поддерживает Windows NT безопасности и поддерживает несколько потоков данных. Файл данных больше не является единым потоком данных. Наконец, в соответствии с NTFS пользователь может добавить в файл свои собственные атрибуты, определенные пользователем.
Поддержка POSIX
NTFS является наиболее совместимым с POSIX.1 поддерживаемых файловых систем, так как поддерживает следующие требования POSIX.1:
Имя, чувствительное к делу:
В POSIX README.TXT, Readme.txt и readme.txt все файлы.
Дополнительный штамп времени:
Дополнительный штамп времени обеспечивает время последнего доступа к файлу.
Твердая ссылка — это когда два разных файла, которые могут располагаться в разных каталогах, указывают на одинаковые данные.
Удаление ограничений
Во-первых, NTFS значительно увеличил размер файлов и томов, так что теперь они могут быть до 2^64 bytes (16 exabytes или 18,446,744,073,709,551,616 bytes). NTFS также возвращается к концепции кластеров FAT, чтобы избежать проблемы HPFS фиксированного размера сектора. Это было сделано, Windows NT является портативной операционной системой, и в какой-то момент может возникнуть другая технология диска. Таким образом, 512 bytes в секторе рассматривается как имеющие большую возможность не всегда хорошо подходят для выделения. Это было сделано путем определения кластера как нескольких размеров естественного распределения оборудования. Наконец, в NTFS все имена файлов основаны на Юникоде, а имена 8.3 хранятся вместе с длинными именами файлов.
Преимущества NTFS
NTFS лучше всего использовать для объемов около 400 МБ или более. Это происходит потому, что производительность не снижается в соответствии с NTFS, как это делается в fat, с большими размерами тома.
Возможность восстановления, разработанная в NTFS, такова, что пользователю никогда не нужно запускать какую-либо утилиту восстановления диска на разделе NTFS. Дополнительные преимущества NTFS см. в следующих ниже.
Windows NT Server «Concepts and Planning Guide», Chapter 5, section titled «Choosing a File System»
Windows NT Набор ресурсов workstation 4.0, глава 18, «Выбор файловой системы»
Windows NT Набор ресурсов server 4.0 «Руководство по ресурсам», глава 3, раздел под названием «Какая файловая система будет использовать в каких томах»
Недостатки NTFS
Не рекомендуется использовать NTFS в томе, который меньше 400 МБ, из-за количества накладных расходов на NTFS. Это пространство в виде системных файлов NTFS, которые обычно используют не менее 4 МБ дискового пространства на разделе 100-МБ.
В настоящее время шифрование файлов не встроено в NTFS. Таким образом, кто-то может загрузиться в MS-DOS или другую операционную систему и использовать утилиту редактирования дисков низкого уровня для просмотра данных, хранимых в томе NTFS.
Невозможно форматирование дискетного диска с файловой системой NTFS; Windows NT форматы всех дискетных дисков с файловой системой FAT, так как накладные расходы, связанные с NTFS, не будут соответствовать дискетным дискам.
Дополнительные обсуждения недостатков NTFS см. в следующих ниже.
Windows NT Server «Concepts and Planning Guide», Chapter 5, section titled «Choosing a File System»
Windows NT Набор ресурсов workstation 4.0, глава 18, «Выбор файловой системы»
Windows NT Набор ресурсов server 4.0 «Руководство по ресурсам», глава 3, раздел под названием «Какая файловая система будет использовать в каких томах»
Конвенции о переименовании NTFS
Имена файлов и каталогов могут быть длиной до 255 символов, включая все расширения. Имена сохраняют случай, но не являются чувствительными к делу. NTFS не проводит различий между именами файлов в зависимости от случая. Имена могут содержать любые символы, за исключением следующих:
В настоящее время из командной строки можно создавать только имена файлов до 253 символов.
В зависимости от оборудования ограничения могут накладывать дополнительные ограничения размера разделов в любой файловой системе. В частности, раздел загрузки может быть размером всего 7,8 ГБ, а в таблице разделов имеется ограничение в 2 терабайта.
Дополнительные сведения о поддерживаемых файловых системах для Windows NT см. в Windows NT Набор ресурсов.
Национальная библиотека им. Н. Э. Баумана
Bauman National Library
Персональные инструменты
FAT (File Allocation Table)
Созданная в 1977 и изначально предназначенная для дискет, FAT вскоре адаптировали и широко использовали почти повсеместно на жестких дисках в эры DOS и Windows 9x на протяжении двадцати лет. По мере развития жёстких дисков возможности файловых систем соответствующим образом расширялись, что привело в результате к различным вариантам файловых систем: FAT12, FAT16 и FAT32. Стандарт FAT был также расширен по другим направлениям, сохраняя совместимость с ПО.
С появлением более мощных компьютеров и ОС FAT перестала быть стандартной файловой системой для Microsoft Windows.
В настоящее время файловую систему FAT можно обычно найти на дискетах, флешках, других картах и модулях с твердотельной памятью, а также в портативных и встроенных устройствах. DCF реализует FAT как стандарт для цифровых камер. FAT также используется на стадии загрузки EFI-совместимых компьютеров.
Содержание
Версии системы FAT
| Полное название | 8-битная File Allocation Table |
|---|---|
| Limits | |
| Макс. размер файла | ограничен размером тома |
| Степень детализации размера файла | гранулированность по записям (128 bytes) |
| Макс. длина имени файла | 6.3 filename (двоичные файлы), 9 characters (ASCII файлы) |
| Макс. глубина директории | без поддиректорий |
| Разрешенные символы в именах файлов | ASCII (0x00 и 0xFF запрещены в первом символе) |
| Features | |
| Даты зарегистрирован | Нет |
| Признаки | Защищённая запись, EBCDIC конвертирование, Чтение после записи |
Оригинальная 8-битная FAT
Оригинальная файловая система FAT (или структура FAT, как она называлась изначально) была разработана и запрограммирована Marc McDonald, который основывался на серии обсуждений между ним и Bill Gates. Она была представлена на 8-битных элементах (и возможным числом кластеров данных до 0xBF) в Microsoft’s Standalone Disk BASIC-80 и более поздней модели NCR 7200 VI (терминал ввода данных, основанный на 8080, оборудованный 200мм входом для дискет) в 1977/1978. В 1978 Standalone Disk BASIC-80 был портирован на 8086 с использованием эмулятора DEC PDP-10, потому что реальные системы на 8086 уже стали доступны. FAT также использовалась в Microsoft’s MDOS/MIDAS, операционной системе для платформ 8080/Z80, написанных McDonald с 1979. Сообщается, что MIDAS был подготовлен для того, чтобы поддерживать 10-битную, 12-битную и 16-битную FAT. В то время как размер объектов директории был 16 байт в Standalone Disk BASIC, MIDAS занимал 32 байта на объект.
FAT12
| Полное название | 12-bit File Allocation Table |
|---|---|
| Limits | |
| Макс. размер тома | 16 MB (with 4 KB кластерами) 32 MB (с 8 KB кластерами) |
| Макс. размер файла | ограничен размером тома |
| Степень детализации размера файла | 1 байт |
| Макс. количество файлов | 4,068 for 8 KB кластерами |
| Макс. длина имени файла | 8.3 имя файла с OEM символами,255 UCS-2 символы с использованием LFN |
| Макс. глубина директории | 32 уровня или 66 |
| Features | |
| Даты зарегистрирован | Дата модификации (86-DOS после 0.42), время модификации (исключая PC DOS 1.0 и 86-DOS), дата/время создания (DOS 7.0 и позже), дата доступа |
| Диапазон дат | 1980-01-01 до 2099-12-31 |
| Дата резолюции | 2 секунд со времени модификации, 10 ms от времени создания, 1 день даты доступа 2 секунд на удаление |
| Признаки | Read-only (с DOS 2.0), Hidden, System, Volume (с MS-DOS 1.28 and PC DOS 2.0), Directory (с MS-DOS 1.40 and PC DOS 2.0), Archive (с DOS 2.0) |
| Прозрачное сжатие | Per-volume, SuperStor, Stacker, DoubleSpace, DriveSpace |
| Транспорантное шифрование | по томное (только в DR-DOS) |
Изначально созданная для дискет, FAT12 использовала 12-битные записи для кластерных адресов в FAT, которые не только ограничивали максимальное число кластеров до 4078 (для кластеров данных 0x002 до 0xFEF) но также делали манипуляции с FAT сложными из-за наличия в ПК 8-битных и 16-битных регистров. (MS-DOS и PC DOS поддерживали до 4084 кластеров в разделах FAT12, значение кластера 0xFF0 выполняло роль завершающего маркера в любом разделе FAT12, начиная с MS-DOS/PC DOS 3.3.)
Размер диска хранился и вычислялся как 16-битный счетчик секторов, который ограничивал размер памяти до 32 MB при размере логического сектора в 512 байт. FAT12 использовался несколькими производителями с различными физическими форматами, но обычная дискета была размером 5.25 дюймов (130 мм), односторонняя, 40 дорожек, с восемью секторами на дорожке, что приводит к вместимости 160 KB как для системных областей, так и для файлов.
Согласно соглашению, все структуры были организованы таким образом, чтобы помещаться на первой дорожке, избегая таким образом продвижения вперед во время операций чтения и записи, хотя это зависит от производителя и физического формата диска. Любой повреждённый сектор в области структуры управления на нулевой дорожке мог привести диск в негодность. Утилита форматирования из DOS полностью отвергала такие диски. Повреждённые секторы были разрешены только в области файлов (начиная с DOS 2.0) и отмечались зарезервированным значением 0xFF7 в FAT. Это делало весь остальной кластер пригодным к использованию.
Когда 86-DOS поддерживала три дисковых формата (250.25 KB, 616 KB и 1232 KB с FAT IDs 0xFF и 0xFE) на 8-дюймовых дискетах, IBM PC DOS 1.0, выпущенная с IBM Personal Computer в 1981, поддерживала только 8-секторный формат дискет с вместимостью 160 KB (FAT ID 0xFE) для односторонних 5.25-дюймовых входов для дискеты, а PC DOS 1.1 добавил поддержку двухстороннего формата 320 KB (FAT ID 0xFF). PC DOS 2.0 предоставил поддержку 9-секторных дискет 180 KB (FAT ID 0xFC) и 360 KB (FAT ID 0xFD).
86-DOS 1.00 и PC DOS 1.0 записи директорий включали только одну дату, дату последней модификации. PC DOS 1.1 добавил поддержку времени последней модификации. PC DOS 1.x файловые атрибуты включали скрытый бит и системный бит, оставшиеся биты не определены. В то время DOS не поддерживал иерархическую файловую систему, что было до сих пор приемлемо, т. к. число файлов на диске редко превышало несколько дюжин.
BIOS Parameter Block (BPB) был введён в PC DOS 2.0, в этой версии также добавлены метки только для чтения, архив, том; биты атрибутов директорий для иерархии поддиректорий.
MS-DOS 3.0 предоставил поддержку плотно записываемых 1.2 MB 5.25-дюймовых дискет, у которых было 15 секторов на дорожке. FAT12 используется на дискетах, включая 1.44 MB и более поздние 2.88 MB диски.
FAT16
Начальная реализация FAT16 не предоставляла больший размер раздела, чем FAT12, начальное преимущество FAT16 было использование меньших кластеров, что делало использование диска более эффективным, особенно для большого числа файлов размером в несколько сотен байт.
Когда жесткие диски стали больше, и FAT12 и FAT16 в MS-DOS / PC DOS не обеспечивали преимущества по использованию дополнительного пространства памяти, несколько производителей создали свои варианты FAT.
Некоторые вендоры (AST и NEC) поддерживали восемь вместо стандартных четырёх главных записей в их расширенной Master Boot Record (MBR). Другие вендоры работали с размерами томов, которые задавались 16-битными записями секторов и соответствующей арифметикой, повышая размер секторов, с которыми работает ОС. Эти, так называемые, логические секторы были больше (до 8192 байт), чем размер физического сектора (в основном, 512 байт), который диктовал ROM-BIOS INT 13H или аппаратным обеспечением. DOS-BIOS или System BIOS комбинировали несколько физических секторов в логические секторы, с которыми затем работала файловая система. Недостатком этого подхода была менее эффективная буферизация секторов, а также повышенное потребление памяти структурами данных в DOS.
В ноябре 1987 вместе с Compaq Personal Computer DOS 3.31 было представлено то, что сегодня просто известно, как формат FAT16, с расширением 16-битного счётчика секторов диска до 32-битного в BPB. Хотя изменения диска были минимальны, драйвер диска в DOS пришлось переписать для работы с 32-битными номерами секторов, эта задача была трудна, т. к. этот драйвер был написан на 16-битном ассемблере. Изначально результат был назван DOS 3.31 Large File System. Microsoft’s DSKPROBE упоминает название BigFAT. Технически данная версия известна как FAT16B.
В 1988 улучшение FAT16B стало доступно в DR DOS 3.31, PC DOS 4.0, OS/2 1.1, и MS-DOS 4.0. Ограничение на размеры разделов диктовались 8-битным счетчиком со знаком для числа секторов в кластере (всего 64). Учитывая стандартный размер сектора на жёстком диске в 512 байт, присутствует ограничение на размер кластера в 32 KB, что ограничивало размер раздела в FAT16 до 2 GB для размера сектора в 512. Намного позже в Windows NT максимальный размер кластера был повышен до 64 KB, используя рассмотрение счетчика секторов в кластере как беззнакового. Однако получившийся формат был не совместим с другими реализациями FAT и приводил к большей фрагментации.
FAT32
FAT32 — последняя версия файловой системы FAT и улучшение предыдущей версии, известной как FAT16. Она была создана, чтобы преодолеть ограничения на размер тома в FAT16, позволяя при этом использовать старый код программ MS-DOS и сохранив формат. FAT32 использует 32-разрядную адресацию кластеров. FAT32 появилась вместе с Windows 95 OSR2.
Максимально возможное число кластеров в FAT32 равно 268 435 445, что позволяет использовать тома (логические диски) объёмом до 8 ТБ. Размер кластера по умолчанию для файловой системы FAT32 составляет от 512 байт до 32 КБ в зависимости от размера тома и конкретной версии ОС. При использовании размера кластера, равного 32768 байт, максимальный размер тома составит чуть менее 8 ТБ. Хотя размер сектора может быть любым, традиционно он считается равным 1 сектору диска и равен 512 байт и т.к. эта величина не менялась с момента создания — она может считаться некоторым ПО как константа. Это может вызвать некоторые проблемы совместимости. Средство ScanDisk, входящее в состав Microsoft Windows 95 и Microsoft Windows 98, является 16-разрядной программой. Для таких программ максимальный размер кластера отдельного фрагмента памяти составляет 16 МБ минус 64 КБ. Следовательно, ScanDisk в Windows 95 или Windows 98 не может работать с томами FAT32, у которых размер таблицы FAT превышает 16 МБ минус 64 КБ. Запись в таблице FAT на томе с файловой системой FAT32 имеет размер 4 байта, поэтому ScanDisk не может работать с таблицей FAT на диске FAT32, описывающей более 4 177 920 кластеров (включая два резервных). С учётом самих таблиц FAT и при максимальном размере кластера 32 КБ размер тома может быть до 127,53 ГБ.
Максимально возможный размер файла для тома FAT32 —
Производные от FAT системы
Turbo FAT
В своей NetWare File System (NWFS) Novell реализовала сильно модифицированный вариант FAT для операционной системы theNetWare. Для больших файлов она использовала метод повышения производительности, названный Turbo FAT.
Используя те же идем, что и в FAT16 и FAT32, дисковые структуры FATX16 и FATX32 были упрощены, но стали фундаментально несовместимыми с обычными FAT16 и FAT32, что сделало невозможным для обычных драйверов FAT монтировать тома таких файловых систем.
exFAT
exFAT, иногда называется FAT64 — проприетарная файловая система, предназначенная главным образом для флэш-накопителей. Впервые представлена фирмой Microsoft для встроенных устройств в Windows Embedded CE 6.0. Размер кластера по умолчанию для файловой системы exFAT составляет от 4 КБ до 128 КБ в зависимости от размера тома.
Основными преимуществами exFAT перед предыдущими версиями FAT являются:
Краткий обзор разметки
В файловой системе FAT смежные секторы диска объединяются в единицы, называемые кластерами. Количество секторов в кластере равно степени двойки (см. далее). Для хранения данных файла отводится целое число кластеров (минимум один), так что, например, если размер файла составляет 40 байт, а размер кластера 4 кбайт, реально занят информацией файла будет лишь 1 % отведенного для него места. Для избежания подобных ситуаций целесообразно уменьшать размер кластеров, а для сокращения объёма адресной информации и повышения скорости файловых операций — наоборот. На практике выбирают некоторый компромисс. Так как ёмкость диска вполне может и не выражаться целым числом кластеров, обычно в конце тома присутствуют т. н. surplus sectors — «остаток» размером менее кластера, который не может отводиться ОС для хранения информации.
Пространство тома FAT32 логически разделено на три смежные области:
В FAT12 и FAT16 также специально выделяется область корневого каталога. Она имеет фиксированное положение (непосредственно после последнего элемента таблицы FAT) и фиксированный размер в 32-хбайтных элементах, т.е. при описании в Partition Boot Record указывается именно количество 32-хбайтных элементов, каждый из которых описывает какой-либо элемент корневого каталога (будь то файл или другой вложенный каталог).
Если кластер принадлежит файлу, то соответствующая ему ячейка в таблице FAT содержит номер следующего кластера этого же файла. Если ячейка соответствует последнему кластеру файла, то она содержит специальное значение (FFFF16 для FAT16). Таким образом выстраивается цепочка кластеров файла. Неиспользуемым кластерам в таблице соответствуют нули. «Плохим» кластерам (которые исключаются из обработки, например, по причине нечитаемости соответствующей области устройства) также соответствует специальный код.
При удалении файла первый знак имени заменяется специальным кодом E516 и цепочка кластеров файла в таблице размещения обнуляется. Поскольку информация о размере файла (которая располагается в каталоге рядом с именем файла) при этом остаётся нетронутой, в случае, если кластеры файла располагались на диске последовательно и они не были перезаписаны новой информацией, возможно восстановление удалённого файла.