Файловая система fat

FAT (file allocation table) расшифровывается как «таблица размещения файлов». Элемент FAT определяет фактическую область диска, в которой хранится начало физического файла. В файловой системе FAT логическое дисковое пространство любого логического диска делится на две области: системную область и область данных.

Системная область логического диска создается и инициализируется при форматировании, а впоследствии обновляется при манипулировании файловой структурой. Область данных логического диска содержит файлы и каталоги, подчинённые корневому. Она, в отличие от системной области, доступна через пользовательский интерфейс DOS. Системная область состоит из следующих компонентов, расположенных в логическом адресном пространстве подряд:

• загрузочной записи (boot record, BR);

• зарезервированных секторов (reserved sector, ResSecs);

• таблицы размещения файлов (file allocation table, FAT);

• корневого каталога (root directory, RDir).

Таблица размещения файлов является очень важной информационной структурой. Можно сказать, что она представляет собой карту (образ) области данных, в которой описывается состояние каждого участка области данных. Область данных разбивают на так называемые кластеры. Кластер представляет собой один или несколько смежных секторов в логическом дисковом адресном пространстве (точнее – только в области данных). В таблице FAT кластеры, принадлежащие одному файлу (некорневому каталогу), связываются в цепочки. Кластер – это минимальная адресуемая единица дисковой памяти, выделяемая файлу (или некорневому каталогу). Файл или каталог занимает целое число кластеров. Последний кластер при этом может быть задействован не полностью, что приведет к заметной потере дискового пространства при большом размере кластера. На дискетах кластер занимает один или два сектора, а на жёстких дисках – в зависимости от объёма раздела.

Логическое разбиение области данных на кластеры как совокупности секторов взамен использования одиночных секторов имеет следующий смысл: прежде всего, уменьшается размер самой таблицы FAT; уменьшается возможная фрагментация файлов; ускоряется доступ к файлу, так как в несколько раз сокращается длина цепочек фрагментов дискового пространства, выделенных для него. Однако слишком большой размер кластера ведет к неэффективному использованию области данных, особенно в случае большого количества маленьких файлов.

Сектор, содержащий загрузочную запись, является самым первым на логическом диске. Boot Record состоит из двух частей – disk parameter block (DPB) и system bootstrap (SB). Структура блока параметров диска (DPB) служит для идентификации физического и логического форматов логического диска, а загрузчик system bootstrap играет существенную роль в процессе загрузки DOS.

Для работы с загрузочной записью удобно использовать широко известную утилиту Disk Editor из комплекта утилит Питера Нортона. Эта утилита снабжена встроенной системой подсказок и необходимой справочной информацией. Используя её, можно сохранять, модифицировать и восстанавливать загрузочную запись, а также выполнять много других операций.

FAT32 является полностью самостоятельной 32-разрядной файловой системой и содержит многочисленные усовершенствования и дополнения по сравнению с предыдущими реализациями FAT. FAT32 эффективно расходует дисковое пространство. FAT32 использует кластеры меньшего размера по сравнению с предыдущими версиями. По сравнению с дисками FAT 16 экономится значительное дисковое пространство. FAT32 также может перемещать корневой каталог и использовать резервную копию FAT вместо стандартной. Расширенная загрузочная запись FAT32 позволяет создавать копии критических структур данных; это повышает устойчивость дисков FAT32 к нарушениям структуры FAT по сравнению с предыдущими версиями. Корневой каталог в FAT32 представлен в виде обычной цепочки кластеров. Следовательно, корневой каталог может находиться в произвольном месте диска, что снимает действовавшее ранее ограничение на размер корневого каталога.