FAT文件系统原理详细介绍
FAT文件结构讲解
FAT文件结构讲解FAT（File Allocation Table）是一个用于存储和管理文件在磁盘上的文件系统。
FAT文件系统最初是由Microsoft开发的，适用于DOS和Windows操作系统。
它采用了一种简单的文件结构，使用了FAT表来记录文件在磁盘上的分配情况。
在这篇文章中，我们将详细介绍FAT文件结构的内部工作原理。
引导记录是FAT文件系统的第一个扇区，它包含了文件系统的基本信息和启动引导程序。
引导记录的前11个字节称为“引导码”，用于识别文件系统类型。
接下来的53个字节包含了文件系统的信息，如磁盘大小、簇（Cluster）大小和FAT表的位置。
在FAT12和FAT16文件系统中，引导记录总共占据了62个字节。
FAT表的值表示了簇的状态。
常见的值有以下几种：-0x000：表示簇空闲，没有被分配给任何文件。
-0xFF0-0xFF6（或0xFFF0-0xFFF6）：这些值表示保留的簇，用于存储文件系统的元数据。
-0xFF7（或0xFFF7）：表示簇坏掉，无法使用。
-0x002-0xFEF（或0x002-0xFEFF）：这些值表示簇已被文件分配，并且是有效的。
-0x001-0xFF8（或0x001-0xFFF8）：这些值表示簇已被文件分配，但是是最后一个簇，文件结束。
FAT表将所有的簇连接到一起，形成一个链表。
为了遍历这个链表，我们从文件的开始簇（即文件的第一个簇）开始，查找下一个簇的位置，然后再查找下一个簇的位置，直到文件结束。
文件系统使用这个链表来查找文件的数据，因为文件的数据可能分布在磁盘的不同位置。
数据区是存储文件的实际数据的地方。
每个簇都有固定的大小，通常是512字节或4096字节。
文件系统将数据区划分为多个簇，每个簇可以存储一个文件或部分文件的数据。
当文件的大小超过一个簇的大小时，文件系统会从FAT表中查找下一个簇的位置，然后写入文件的下一个簇的数据。
为了提高磁盘访问的效率，FAT文件系统还引入了目录项（Directory Entry）来存储文件和文件夹的相关信息。
FAT文件系统
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更多信息请访问专题网站：/fat-file-system/
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FAT 文件系统 - 嵌入式 FAT12, FAT16 & FAT32 文件系统
PCMCIA NAND Flash NOR Flash DataFlash
FATDriver_deinit
FS_STATUS FATDriver_deinit(void) 释放 FAT 文件系统的存储设备驱动程序占用的资源。
返回值
当返回 FS_SUCCESS 表示成功。否则则表示失败。
FATDriver_getStatus
FS_STATUS FATDriver_getStatus(void) 检查可移动存储卡 FAT 文件系统当前状态。
date_time 授权
存储当前日期和时间信息。
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之士
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FAT 文件系统 - 嵌入式 FAT12, FAT16 & FAT32 文件系统
FAT 文件系统 - 嵌入式 FAT12, FAT16 & FAT32 文件系统 FAT 文件系统 - 嵌入式 FAT12, FAT16 & FAT32 文件系统
之士
FAT 文件系统概述
FAT文件系统原理
FAT文件系统原理FAT（File Allocation Table）文件系统是一种用于管理磁盘空间和存储文件的文件系统。
它最初由微软公司于1977年开发，广泛应用于早期的个人电脑和移动设备中。
FAT文件系统具有简单、可靠和高兼容性的特点，因此仍被用于许多现代操作系统中。
FAT文件系统的核心原理是使用文件分配表（File Allocation Table）来跟踪文件在存储媒体中的分配情况。
文件分配表是一个表格，用于记录存储媒体上每个存储块（cluster）的分配情况。
存储媒体（如硬盘、闪存等）被划分为一个个固定大小的存储块，文件分配表将这些存储块连接起来以形成文件。
FAT文件系统使用一个文件目录来记录所有文件和目录的相关信息。
每个文件和目录占据一个固定大小（通常为32字节）的目录条目。
每个目录条目包含了文件的名称、大小、起始簇号等信息。
目录条目中有一个特殊的标记，用于表示该条目是否已被删除或者未被使用。
当用户创建一个新文件时，FAT文件系统首先会找到一个未被使用的目录条目来保存文件的信息。
然后，它会从文件分配表中寻找连续的空闲存储块以存储文件的内容，并将这些存储块的索引记录到文件分配表中。
当用户删除一个文件时，FAT文件系统会将对应的目录条目标记为未使用，并将文件分配表中对应的存储块标记为可用。
FAT文件系统的文件访问速度较慢，主要是因为文件分配表的顺序访问会带来一定的开销。
为了加速文件访问，FAT文件系统采用了簇的概念。
一个簇由多个连续的存储块组成，文件的内容被分配到一个或多个簇上。
这样，文件系统可以根据文件的簇号从文件分配表中快速定位到文件的实际存储位置，减少顺序查找的时间。
此外，FAT文件系统还具有很好的兼容性。
它可以在不同的操作系统和硬件平台上使用，并且可以与其他文件系统（如NTFS、EXT等）共存。
这使得FAT文件系统成为许多移动设备、U盘、闪存卡等存储介质的常用文件系统。
总的来说，FAT文件系统通过使用文件分配表来管理存储媒体的空间，并使用目录条目来记录文件和目录的相关信息，实现了简单、可靠和高兼容性的文件管理。
几种文件系统的原理与对比
几种文件系统的原理与对比文件系统是计算机存储管理的一种重要方式，它负责组织和管理计算机文件的存储、命名、访问和保护等操作。
不同的文件系统采用了不同的策略和原理来管理文件的组织和存储，下面将对几种常见的文件系统原理与对比进行详细介绍。
1. FAT文件系统（File Allocation Table）FAT文件系统是最早使用的文件系统之一，它采用了FAT表的概念来管理磁盘上的文件。
在FAT表中，每个文件都分配了一个表项来记录其存储位置信息。
FAT文件系统的优点是简单易用，对于小型存储介质和嵌入式设备较为合适；缺点是文件系统效率低下，不适用于大容量存储设备。
2. NTFS文件系统（New Technology File System）NTFS文件系统是微软开发的，用于Windows操作系统的文件系统，它采用了B+树的索引方式来管理文件。
NTFS的优点在于支持大容量存储设备，具有更高的效率和更好的稳定性，同时支持文件加密、压缩和访问控制等高级功能。
3. EXT文件系统（Extended File System）EXT文件系统是Unix和Linux操作系统常用的文件系统，目前已经发展到EXT4版本。
EXT文件系统使用了索引节点（Inode）的概念来管理文件，每个文件都有一个索引节点，记录了文件的属性和数据块的地址信息。
EXT4文件系统在性能、兼容性和可靠性方面有了很大的改进，支持更大的文件和更高的性能。
4. HFS+文件系统（Hierarchical File System Plus）HFS+文件系统是苹果公司开发的文件系统，用于Macintosh电脑的操作系统。
HFS+文件系统支持大文件和Unicode编码，并且具有日志功能来提高文件系统的可靠性。
HFS+文件系统是一种面向大容量存储的文件系统，适用于苹果设备的特定要求。
在对比几种文件系统时，可以从以下几个方面进行比较：1.空间管理：文件系统应能有效地管理存储设备的空间，提供高效的存储分配和回收策略。
透彻分析FAT文件系统(二)
透彻分析FAT文件系统！（二）四、FAT分区原理。
先来一幅结构图：现在我们着重研究FAT格式分区内数据是如何存储的。
FAT分区格式是MICROSOFT最早支持的分区格式，依据FAT表中每个簇链的所占位数(有关概念，后面会讲到)分为fat12、fat16、fat32三种格式"变种"，但其基本存储方式是相似的。
仔细研究图7中的fat16和fat32分区的组成结构。
下面依次解释DBR、FAT1、FAT2、根目录、数据区、剩余扇区的概念。
提到的地址如无特别提示均为分区内部偏移。
4.1 关于DBR.DBR区(DOS BOOT RECORD)即操作系统引导记录区的意思，通常占用分区的第0扇区共512个字节(特殊情况也要占用其它保留扇区，我们先说第0扇)。
在这512个字节中，其实又是由跳转指令，厂商标志和操作系统版本号，BPB(BIOS Parameter Block)，扩展BPB，os引导程序，结束标志几部分组成。
以用的最多的FAT32为例说明分区DBR各字节的含义。
见图8。
图8的对应解释见表3图9给出了winhex对图8 DBR的相关参数解释：根据上边图例，我们来讨论DBR各字节的参数意义。
MBR将CPU执行转移给引导扇区，因此，引导扇区的前三个字节必须是合法的可执行的基于x86的CPU指令。
这通常是一条跳转指令，该指令负责跳过接下来的几个不可执行的字节(BPB和扩展BPB)，跳到操作系统引导代码部分。
跳转指令之后是8字节长的OEM ID，它是一个字符串，OEM ID标识了格式化该分区的操作系统的名称和版本号。
为了保留与MS-DOS的兼容性，通常Windows 2000格式化该盘是在FAT16和FAT32磁盘上的该字段中记录了“MSDOS 5.0”，在NTFS磁盘上(关于ntfs，另述)，Windows 2000记录的是“NTFS”。
通常在被Windows 95格式化的磁盘上OEM ID字段出现“MSWIN4.0”，在被Windows 95 OSR2和Windows 98格式化的磁盘上OEM ID字段出现“MSWIN4.1”。
FAT文件系统分析
FAT文件系统分析FAT文件系统的数据结构中有两个重要的结构：文件分配表和目录项：文件和文件夹内容储存在簇中，如果一个文件或文件夹需要多余1个簇的空间，则用FAT表来秒速如何找到另外的簇。
FAT结构用于指出文件的下一个簇，同时也说明了簇的分配状态。
FAT12、FAT16、FAT32这三种文件系统的主要区别在于FAT项的大小不同。
FAT文件系统的每一个文件和文件夹都被分配到一个目录项，目录项中记录着文件名、大小、文件内容起始地址以及其他一些元数据。
在FAT文件系统中，文件系统的数据记录在“引导扇区DBR”中。
引导扇区位于整个文件系统的0扇区，是文件系统隐藏区域的一部分，我们称其为DBR（DOS Boot Recorder ——DOS引导记录）扇区，DBR中记录着文件系统的起始位置、大小、FAT表个数及大小等相关信息。
在FAT文件系统中，同时使用“扇区地址”和“簇地址”两种地址管理方式。
这是因为只有存储用户数据的数据区使用簇进行管理（FAT12和FAT16的根目录除外），所有簇都位于数据区。
其他文件系统管理数据区域是不以簇进行管理的，这部分区域使用扇区地址进行管理。
文件系统的起始扇区为0号扇区。
FAT32的保留区FAT32文件系统的开始部分有一个由若干扇区组成的保留区，保留区的信息会记录在DBR扇区中，比较常见的为32、34或38个扇区。
引导扇区：引导扇区是FAT32文件系统的第一个扇区，也称DBR扇区。
包含以下基本信息：·每扇区字节数·每簇扇区数·保留扇区数·FAT表个数·文件系统大小（扇区数）·每个FAT表大小（扇区数）·根目录起始簇号·其他附加信息说明：我们可以通过每个FAT表的大小扇区数乘以FAT的个数得到FAT区域的大小；通过保留扇区数和FAT区域的大小就可以得知数据区的起始位置，也即文件系统第一簇的位置。
由根目录的簇号和第一簇的位置就可以得到根目录的位置。
fat方案
fat方案FAT方案简介FAT（File Allocation Table）是一种常见的文件系统，最早由微软公司在DOS操作系统中引入。
该文件系统在早期广泛应用于各种操作系统和存储介质，如硬盘、软盘和闪存卡等。
FAT文件系统具有简单、可靠和跨平台的特性，适用于许多嵌入式设备和个人电脑。
FAT文件系统结构FAT文件系统的基本结构由三个主要组件组成：文件分配表（File Allocation Table）、根目录和数据区。
文件分配表（FAT）文件分配表是FAT文件系统的核心组件之一，用于跟踪存储在存储介质上的文件和文件夹的位置。
它由一个或多个FAT表组成，在FAT12、FAT16和FAT32版本中，每个表占用的字节数不同。
根目录根目录是FAT文件系统的顶层目录，用于存储存储介质的根目录下的文件和文件夹的信息。
在FAT12和FAT16版本中，根目录的大小是固定的，而在FAT32版本中，根目录以一个特殊的簇链表的形式存储。
数据区数据区是FAT文件系统中存储所有文件和文件夹的地方。
在数据区中，使用簇作为最小的存储单元。
每个文件和文件夹都被分配一系列簇来存储其数据。
FAT表被用来跟踪这些簇的使用情况。
FAT文件系统的特点简单和可靠FAT文件系统的设计非常简单和可靠。
它不依赖于复杂的数据结构和算法，易于实现和维护。
因此，即使在资源受限的嵌入式系统中，也可以很好地支持FAT文件系统。
跨平台兼容性FAT文件系统具有出色的跨平台兼容性。
由于其简单和广泛的应用，FAT文件系统可以在多个操作系统上进行访问和修改，例如Windows、Mac OS和Linux等。
支持可恢复性FAT文件系统支持可恢复性，即当存储介质发生意外故障或文件被损坏时，可以通过使用FAT文件系统中的备份数据来恢复文件。
此外，FAT文件系统的文件恢复工具也很容易获取和使用。
FAT文件系统的应用FAT文件系统在各种嵌入式设备和个人电脑中广泛应用。
以下是一些典型的应用场景：嵌入式系统由于FAT文件系统的简单和可靠性，它被广泛应用于各种嵌入式设备，如数字相机、移动电话和便携式音乐播放器等。
了解电脑的文件系统FATNTFS和exFAT的区别
了解电脑的文件系统FATNTFS和exFAT的区别了解电脑的文件系统FAT、NTFS和exFAT的区别在使用电脑的过程中，我们经常会接触到文件系统。
而在Windows操作系统中，最常用的文件系统有FAT、NTFS和exFAT。
这三种文件系统虽然都可以用于存储和管理文件，但在一些关键方面存在着差异。
本文将重点探讨FAT、NTFS和exFAT这三种文件系统的区别，并带你更深入了解它们的应用和特点。
一、FAT文件系统FAT（File Allocation Table，文件分配表）是一种比较早期的文件系统，最早出现在DOS操作系统中。
FAT文件系统的特点是简单、通用，可以在多个操作系统之间共享文件。
它的文件命名规则是8.3规则，即文件名最多只能有8个字符，扩展名最多只能有3个字符。
FAT文件系统适用于较小的存储设备，如闪存卡和早期的硬盘。
然而，FAT文件系统也有一些明显的不足之处。
首先，FAT文件系统不支持权限控制和加密功能，这使得文件容易受到未授权的访问。
其次，FAT文件系统对于大容量存储设备的支持不是很好，因为它在处理大文件时会出现性能下降的问题。
二、NTFS文件系统NTFS（New Technology File System，新技术文件系统）是微软公司在Windows NT操作系统中引入的一种先进的文件系统。
相比于FAT文件系统，NTFS具有更多的功能和高级特性。
首先，NTFS文件系统支持较长的文件名，可以使用大约255个字符的文件名和路径名。
其次，NTFS文件系统具备更强的安全性和权限控制能力，可以为文件和文件夹设置详细的权限和加密方式，保护用户数据的安全。
此外，NTFS文件系统还支持磁盘配额、数据压缩和分区大小灵活调整等特性。
NTFS文件系统还具有良好的容错能力和恢复能力。
它使用了冗余磁盘阵列（RAID）和交错冗余校验（CRC）等技术来检测和修复数据错误。
此外，NTFS文件系统还能够记录和恢复由于意外断电或系统崩溃而导致的数据损坏。
文件系统fat和ntfs的原理
文件系统fat和ntfs的原理文件系统是计算机操作系统中的一部分，用于组织和管理计算机存储设备中的文件和目录。
常见的文件系统有FAT和NTFS两种。
本文将分别介绍FAT和NTFS文件系统的原理和特点。
一、FAT文件系统的原理和特点1. 原理：FAT（File Allocation Table）文件系统是由微软公司开发的一种简单的文件系统。
它使用了文件分配表来追踪磁盘上文件的存储位置。
FAT文件系统使用磁盘上的文件分配表来记录每个文件占用的簇号，并使用链表的方式将这些簇连接起来，从而形成完整的文件。
2. 特点：（1）FAT文件系统具有良好的兼容性，可以在多个操作系统中共享文件。
（2）FAT文件系统的存储结构简单，占用资源少，适用于较小容量的存储设备。
（3）FAT文件系统支持文件和目录的命名，可以对文件进行读写、删除、复制等操作。
（4）FAT文件系统对文件的大小和簇大小有一定的限制，无法支持大文件和大容量存储设备。
（5）FAT文件系统没有对文件进行加密和访问控制的能力，安全性较低。
二、NTFS文件系统的原理和特点1. 原理：NTFS（New Technology File System）文件系统是微软公司开发的一种高级文件系统。
它采用了B+树的数据结构来组织和管理文件和目录。
NTFS文件系统将磁盘空间划分为多个逻辑区域，通过文件记录和索引来管理文件的存储和访问。
2. 特点：（1）NTFS文件系统支持大容量存储设备和大文件，可以处理几TB 甚至PB级别的数据。
（2）NTFS文件系统具有高度的可靠性和稳定性，支持磁盘冗余和数据恢复。
（3）NTFS文件系统支持文件和目录的权限控制，可以对文件进行加密和访问控制。
（4）NTFS文件系统支持文件的压缩和加密，可以节省存储空间并提高数据安全性。
（5）NTFS文件系统支持文件的快照和防止数据损坏，可以提供更好的数据保护和恢复能力。
三、FAT和NTFS文件系统的比较1. 性能比较：FAT文件系统在小容量存储设备上性能较好，但在大容量存储设备上性能较差。
第7讲--FAT文件系统--4h
第7讲
FAT文件系统 FAT文件系统
第7讲
FAT文件系统 FAT文件系统
如果系统支持FAT32， 可以将原FATl 如果系统支持 FAT32 ， 可以将原 FATl6 文件系统转换到 FAT32 FATl6 FAT32 FAT32 。 Windows 98 带 有 转 换 程 序 。 也 可 以 用 Partition Magic进行转换 进行转换， Fdsik不同 不同， Magic 进行转换 ， 和 Fdsik 不同 ， 这个程序不抹去原有数据 就可实现转换（ 对于重要数据， 还是先做备份以保安全） 就可实现转换 （ 对于重要数据 ， 还是先做备份以保安全 ） 。 安 装 并 运 行 Partition Magic ， 选 择 Advanced” Properties” “ Advanced”→“Advanced FAT Properties” ， 在 “ Partition Type” 中选择 “ FAT32” ， 然后单击 “ OK” 按钮 Type” 中选择“ FAT32 32” 然后单击“ OK” 即可实现转换。 即可实现转换。 DOS以簇为单位给文件分配磁盘空间 每个簇在FAT 以簇为单位给文件分配磁盘空间， FAT表中 DOS 以簇为单位给文件分配磁盘空间 ， 每个簇在 FAT 表中 占有一个登记项。所以， FAT表中 表中， 占有一个登记项。所以，在FAT表中，簇编号也是登记项编 每一个登记项作为一个簇的标志信息占用一定的字节， 号 。 每一个登记项作为一个簇的标志信息占用一定的字节 ， 该标志信息可取的表项值及其含义如表2 16所示 所示。 该标志信息可取的表项值及其含义如表2-16所示。
第7讲
FAT文件系统 FAT文件系统
在硬盘主引导扇区的分区表中， 只有四个分区表项， 在硬盘主引导扇区的分区表中 ， 只有四个分区表项 ， 所以无扩展分区硬盘的极限容量是8GB。 到了Windows 所以无扩展分区硬盘的极限容量是 8GB 。 到了 Windows 95 OSR2版本和Windows 98时 FAT表项长度增加到32位 表项长度增加到32 OSR2版本和Windows 98时，将FAT表项长度增加到32位，称 FAT32 32。 FAT32模式下，就是每个簇只有4KB大小 32模式下 大小， 为FAT32。在FAT32模式下，就是每个簇只有4KB大小，也依 然可以管理4KB×4294967296（表项） 17179869184KB 然可以管理 4KB×4294967296 （表项 ） = 17179869184KB = 16777216MB 16384GB 16TB的分区。 TB的分区 16777216MB = 16384GB = 16TB的分区。 要想知道系统是否使用FAT32， 可在Windows FAT32 OSR2 要想知道系统是否使用 FAT32 ， 可在 Windows 95 OSR2 98中查看逻辑盘属性 选中的“ 常规” 选项卡， 中查看逻辑盘属性， 或 Windows 98 中查看逻辑盘属性 ， 选中的 “ 常规 ” 选项卡 ， 如图2 66所示 所示。 如图2-66所示。
fat文件系统
FAT文件系统简介FAT（File Allocation Table）文件系统是一种广泛应用于计算机存储设备上的文件系统。
它最初在1977年由Microsoft开发，目前已经成为一种业界标准，被广泛支持使用。
FAT文件系统主要用于移动存储设备，如U盘、SD卡等。
它的设计简单、实现容易，占用资源较少，具有较好的兼容性和可移植性。
FAT文件系统支持在多个操作系统上读写数据，因此广泛应用于不同的设备和平台。
文件系统结构FAT文件系统由三个主要组成部分组成：文件分配表（File Allocation Table）、目录和文件数据区。
文件分配表（FAT）文件分配表是FAT文件系统的核心组成部分之一。
它记录了存储设备上每个文件的存储位置和状态。
FAT文件分配表以固定大小的簇为单位进行存储，每个簇的大小由文件系统的格式化参数决定。
文件分配表中的每个条目都对应一个簇，用于标记该簇的使用状态。
文件分配表通过链表的形式连接簇，形成文件的分配链。
通过遍历分配链，可以确定一个文件的存储位置和大小。
目录目录是FAT文件系统中用于存储文件和子目录信息的地方。
每个目录都有一个特定的条目用于描述该目录的属性和内容。
每个目录条目包含文件名、文件属性、创建日期等信息。
目录条目中还包含一个指向簇的条目，记录了文件或目录的起始簇号。
目录可以有多级，通过目录项中的指向上级目录的引用，可以在FAT文件系统中实现文件的层次结构。
文件数据区文件数据区是FAT文件系统中用于存储文件实际内容的地方。
它由一系列的簇组成，每个簇的大小由文件系统的格式化参数决定。
文件数据区通过文件分配表中的分配链来连接簇，形成文件的完整内容。
FAT文件系统的优缺点优点1.兼容性强：FAT文件系统可以在多个操作系统上读写数据，包括Windows、Linux、Mac等。
2.简单易用：FAT文件系统的设计简单，实现容易，易于开发和维护。
3.格式化兼容性好：FAT文件系统的格式化参数可以根据设备的特点进行调整，使之适应不同的存储介质。
透彻分析FAT文件系统
透彻分析FAT文件系统FAT文件系统（File Allocation Table）是一种广泛用于存储设备的文件系统类型，尤其是在早期的操作系统中广泛使用。
在本文中，我们将更深入地探讨FAT文件系统的工作原理和一些特性。
FAT文件系统最早由微软公司于1970年代初设计并推出，目的是为了在早期计算机上实现简单而高效的文件存储。
它的设计原则是易于实现和跨平台兼容，并且在磁盘空间利用率和性能之间找到一个平衡。
FAT文件系统的核心组件是文件分配表（File Allocation Table），它是一个表格，用于记录存储设备上每个文件的分配情况。
每个表项的大小固定为12、16或32位（取决于FAT版本），用于表示磁盘上的一个簇（cluster）。
一个簇是FAT文件系统中分配存储空间的最小单位。
当文件被写入磁盘时，FAT文件系统将为该文件分配一个或多个簇来存储文件数据。
分配的簇号将记录在文件分配表中，并且会按照顺序链接在一起，形成一个簇链表。
通过遍历簇链表，操作系统就可以找到文件的每个簇，从而读取或写入文件数据。
在FAT文件系统中，目录也被视为一种特殊的文件。
目录包含文件和子目录的记录项，每个记录项都有一个文件名和对应的簇号。
通过遍历目录中的记录项，操作系统可以找到具体文件的位置和属性。
为了提高磁盘空间利用率，FAT文件系统使用了簇的概念。
簇的大小在格式化磁盘时被设定，通常为2KB、4KB或8KB。
这样一来，当一个文件的大小不是簇大小的整数倍时，会出现空闲空间浪费的情况。
例如，一个2KB的文件会占用一个簇的空间，而剩余的空间将会被浪费掉。
FAT文件系统还支持文件的组织层次，即目录结构。
目录结构是以层次结构组织的，每个目录都可以包含文件和子目录。
根目录是整个文件系统的起点，而其他目录则通过层层嵌套的方式对文件进行组织。
此外，FAT文件系统还提供了一些特性来增强文件系统的可用性，例如长文件名支持、文件属性和权限、文件碎片整理等。
文件系统fat和ntfs的原理
文件系统fat和ntfs的原理FAT和NTFS是两种常见的文件系统，它们在计算机存储中起着重要的作用。
本文将分别介绍FAT和NTFS的原理，以及它们在文件存储中的特点和应用。
一、FAT文件系统的原理FAT（File Allocation Table）文件系统是最早应用于个人计算机的一种文件系统。
它的原理是将存储设备（如硬盘、U盘等）划分为若干个簇（Cluster），每个簇由若干个扇区（Sector）组成。
FAT 文件系统通过使用文件分配表（File Allocation Table）来记录每个簇的使用情况，以便于管理文件的存储和检索。
在FAT文件系统中，文件和目录被组织为一个层次结构，最顶层是根目录（Root Directory），根目录下可以包含文件和子目录。
每个文件或目录的相关信息，如名称、大小、属性等，都存储在目录项（Directory Entry）中。
而目录项的内容则通过文件分配表来确定文件或目录所占用的簇的位置。
FAT文件系统的优点之一是兼容性强，几乎所有操作系统都能够识别和访问FAT格式的存储设备。
此外，FAT文件系统还具有简单、易于实现和维护的特点。
二、NTFS文件系统的原理NTFS（New Technology File System）文件系统是微软公司开发的一种高级文件系统，它首次引入于Windows NT操作系统。
相对于FAT文件系统，NTFS具有更多的功能和更好的性能。
NTFS文件系统的原理是将存储设备划分为一个个的簇，每个簇的大小可以根据实际需求进行调整。
与FAT不同的是，NTFS使用了一种称为MFT（Master File Table）的结构来管理文件和目录的存储。
在NTFS文件系统中，每个文件和目录都有一个唯一的MFT记录，该记录存储了文件的元数据（如文件名、大小、权限等）以及文件的数据存储位置。
MFT记录中的数据可以直接存储在记录本身中，也可以通过指针指向其他数据簇。
fat原理
fat原理fat原理是一种常用的文件系统架构，它使用文件分配表（File Allocation Table，FAT）来管理存储设备上的文件和文件夹。
FAT文件系统最初由微软公司开发，旨在为早期的计算机系统提供简单而有效的文件管理功能。
FAT文件系统的原理基于以下几个核心概念：1. 文件分配表（File Allocation Table）：FAT文件系统使用文件分配表来跟踪存储设备上的文件和文件夹。
该表记录了存储设备上每个文件的起始位置、文件长度以及下一个块的位置。
2. 簇（Cluster）：FAT文件系统将存储设备划分为多个固定大小的区块，称为簇。
每个簇可以存储一个或多个连续的扇区。
文件系统使用簇作为文件的基本分配单位，这样可以避免大文件存储时的碎片化问题。
3. 目录（Directory）：FAT文件系统将存储设备上的文件和文件夹组织为一个层次化的目录结构。
每个目录可以包含多个文件和子目录，通过目录树可以方便地定位和管理文件。
4. 文件入口（File Entry）：FAT文件系统中的每个文件和文件夹都有一个对应的文件入口。
文件入口中包含了文件名、扩展名、文件属性、起始簇号等信息。
5. 文件链接（File Linking）：当一个文件需要占用多个簇时，FAT文件系统使用文件链接来连接这些簇。
通过文件入口中的起始簇号和下一个簇号，文件系统可以按顺序遍历所有的簇，以读取文件的完整内容。
6. 簇链（Cluster Chain）：如果一个文件需要占用多个簇，存储设备的FAT表将记录这些簇以形成一条簇链。
通过这个簇链，文件系统可以快速定位并读取文件的任何部分。
通过以上原理，FAT文件系统实现了简单而高效的文件管理。
它适用于各种存储设备，如硬盘、U盘和SD卡，被广泛应用于许多操作系统中。
然而，随着计算机技术的不断发展，FAT 文件系统的局限性逐渐显现，如文件大小限制和性能不足等。
因此，现在更多的操作系统和设备倾向于采用更先进的文件系统，如NTFS和ext4等。
FAT文件系统原理 四 转载12页word
FAT文件系统原理四转载FAT文件系统原理(四)(转载)2011/06/12 10：18FAT文件系统原理(四)★FAT16存储原理：当把一部分磁盘空间格式化为fat文件系统时，fat文件系统就将这个分区当成整块可分配的区域进行规划，以便于数据的存储。
一般来讲，其划分形式如图7所示。
我们把FAT16部分提取出来，详细描述一下：FAT16是Microsoft较早推出的文件系统，具有高度兼容性，目前仍然广泛应用于个人电脑尤其是移动存储设备中，FAT16简单来讲由图4.3.11所示的6部分组成(主要是前5部分)。
引导扇区(DBR)我们已经说过,FAT16在DBR之后没有留有任何保留扇区，其后紧随的便是FAT 表。
FAT表是FAT16用来记录磁盘数据区簇链结构的。
像前面我们说过的例子一样，FAT将磁盘空间按一定数目的扇区为单位进行划分，这样的单位称为簇。
通常情况下，每扇区512字节的原则是不变的。
簇的大小一般是2n(n为整数)个扇区的大小，像512B,1K,2K,4K,8K,16K,32K，64K。
实际中通常不超过32K。
之所以簇为单位而不以扇区为单位进行磁盘的分配，是因为当分区容量较大时，采用大小为512b的扇区管理会增加fat表的项数，对大文件存取增加消耗，文件系统效率不高。
分区的大小和簇的取值是有关系的，见表9(单击此处查看PDF版全文)图4.3.11 Fat16的组织形式引导扇区FAT1 FAT2(重复的)根文件夹其他文件夹及所有文件剩余扇区1扇区实际情况取大小同FAT1 32个扇区开始簇编号(从2开始)不足一簇表9 FAT16分区大小与对因簇大小分区空间大小每个簇的扇区簇空间大小0MB-32MB 1512个字节33MB-64MB 21k 65MB-128MB 42k 129MB-225MB 84k 256MB-511MB 16 8k 512MB-1023MB 32 16k 1024MB-2047MB 64 32k 2048MB-4095MB 128 64k注意：少于32680个扇区的分区中，簇空间大小可最多达到每个簇8个扇区。
FAT文件系统原理
硬盘 FAT 文件系统原理的详细分析一、硬盘的物理结构： 硬盘的物理结构：硬盘存储数据是根据电、磁转换原理实现的。
硬盘由一个或几个表面镀有磁性物质 的金属或玻璃等物质盘片以及盘片两面所安装的磁头和相应的控制电路组成(图 1)， 其中盘 片和磁头密封在无尘的金属壳中。
硬盘工作时，盘片以设计转速高速旋转，设置在盘片表面的磁头则在电路控制下径 向移动到指定位置然后将数据存储或读取出来。
当系统向硬盘写入数据时，磁头中“写数据” 电流产生磁场使盘片表面磁性物质状态发生改变， 并在写电流磁场消失后仍能保持， 这样数 据就存储下来了；当系统从硬盘中读数据时，磁头经过盘片指定区域，盘片表面磁场使磁头 产生感应电流或线圈阻抗产生变化， 经相关电路处理后还原成数据。
因此只要能将盘片表面 处理得更平滑、磁头设计得更精密以及尽量提高盘片旋转速度，就能造出容量更大、读写数 据速度更快的硬盘。
这是因为盘片表面处理越平、转速越快就能越使磁头离盘片表面越近， 提高读、写灵敏度和速度；磁头设计越小越精密就能使磁头在盘片上占用空间越小，使磁头 在一张盘片上建立更多的磁道以存储更多的数据。
二、硬盘的逻辑结构： 硬盘的逻辑结构： 硬盘由很多盘片(platter)组成，每个盘片的每个面都有一个读写磁头。
如果有 N 个盘片。
就有 2N 个面，对应 2N 个磁头(Heads)，从 0、1、2 开始编号。
每个盘片被划 分成若干个同心圆磁道(逻辑上的，是不可见的。
)每个盘片的划分规则通常是一样的。
这样 每个盘片的半径均为固定值 R 的同心圆再逻辑上形成了一个以电机主轴为轴的柱面(Cylind ers)， 从外至里编号为 0、 2……每个盘片上的每个磁道又被划分为几十个扇区(Sector)， 1、 通常的容量是 512byte，并按照一定规则编号为 1、2、3……形成 Cylinders×Heads×S ector 个扇区。
FAT文件系统结构分析
17、文件恢复注意事项
• 如果某文件被删除，而该分区又被写入了新文件，则误删文 件的目录项和簇位置可能被覆盖，导致文件无法被恢复。因 此在文件被误删除后是禁止往该分区写入任何信息的。 • 恢复文件时，为了避免恢复错误带来的影响，应当将恢复的 数据写入到其他盘的新文件中，即尽量不对原数据造成影响。 • 有的情况下数据是不可能恢复的，如数据被覆盖、低级格式 化、磁盘该位置物理损坏等。
2、簇
• 在FAT文件系统中，存储文件的基本单位是簇。一个簇由 1～128个扇区组成，但必须是2的n次方倍。 • 软盘的一个簇由一个扇区组成，硬盘分区的簇通常由8个扇 区组成，计4KB。 • 在一个分区中的簇大小是固定的，其大小在引导扇区的BPB （BIOS参数块）中给出。
3、簇大小
• 操作系统以簇为单位给文件分配空间，通常每个文件会浪费 掉0.5簇空间。 • 如果把簇空间设置的大些，则会造成浪费空间较多，如果簇 空间过小，则会造成FAT表增大，使得链表加长，同样会浪 费空间，而且使访问速度降低。 • 簇大小一般由格式化程序自动指定，在32位系统中一般为 4KB～16KB。
FAT32的BPB参数描述-1
偏移 0H 3H 0BH 0DH 0EH 10H 11H 长度 3B 8B 2B 1B 2B 1B 2B 跳转指令，跳至后面引导记录开始处（FAT32从5AH处开始） 文件系统和版本的OEM标志（MSDOS 5.0或MSWIN4.1） 每扇区字节数（通常为200H） 每簇扇区数（值为2的N次方，通常小于64） 保留扇区数（本分区中FAT表之前的扇区总数，通常FAT16为1，FAT32为20H或24H） FAT表个数（通常为2） FAT16系统为根目录最大项，FAT32系统为0 描 述
FAT系统簇号标记说明
了解电脑文件系统FAT和NTFS的区别
了解电脑文件系统FAT和NTFS的区别在计算机科学领域，文件系统是指操作系统用来组织和存储计算机中的文件和目录的方法。
常见的文件系统包括FAT（File Allocation Table）和NTFS（New Technology File System）。
本文将详细介绍这两种文件系统的区别。
一、FAT文件系统FAT文件系统最早由微软公司开发，被广泛应用于DOS和早期的Windows操作系统上。
它的设计简单，具有一定的兼容性和易用性。
1. 文件分配方式：FAT文件系统采用的是基于文件分配表的方式来分配和管理磁盘空间。
文件分配表记录了磁盘上每个簇（一组连续的磁盘扇区）的使用情况。
FAT文件系统通过查询文件分配表来确定文件的物理位置。
2. 文件名和路径：FAT文件系统支持短文件名和长文件名两种命名格式。
短文件名最多只能使用8个字符的文件名和3个字符的文件扩展名。
而长文件名则支持更长的文件名，并可以使用特殊字符和空格。
3. 文件大小和磁盘容量限制：FAT16是FAT文件系统的一种变体，它支持的最大文件大小为2GB，磁盘容量上限为2TB。
而FAT32则支持的最大文件大小为4GB，磁盘容量上限为2TB。
二、NTFS文件系统NTFS文件系统是微软为Windows NT系列操作系统而开发的一种高级文件系统。
相比于FAT文件系统，NTFS具有更多的功能和更高的性能。
1. 安全性和权限控制：NTFS文件系统支持文件和目录的权限设置，可以通过给用户和用户组分配不同的访问权限来实现安全控制。
这种权限控制能力在多用户环境下尤为重要。
2. 文件分配方式：NTFS文件系统采用了类似于UNIX的索引分配方式，它使用一个B+树结构来管理文件的物理位置。
相比于基于文件分配表的FAT文件系统，NTFS能够更高效地分配和管理磁盘空间。
3. 文件名和路径：NTFS文件系统支持使用Unicode字符进行文件名的命名，可以使用更多种类的字符。
FAT
FA T文件系统是文件在磁盘中的一种组织形式，其目的无非是便于操作系统在磁盘中找到需要的文件。
FA T文件系统有三个版本：FA T12，FA T16，FA T32。
其原理一样，只是在管理的磁盘空间容量有差别，是递增的关系。
一块新的磁盘需要格式化后才可以使用，而格式化的目的便是组织磁盘的文件系统。
刚到手的磁盘内部空间是一个大的整体，格式化后，磁盘内部空间被划分为五个部分：MBR,DBR,FA T,根目录，数据区。
文件系统是从FA T部分开始的。
MBR部分并不是所有磁盘都有，记录磁盘最重要的结构信息，包括一小段执行代码(主引导代码)、磁盘特征和硬盘分区表。
DBR为引导扇区，FA T是文件分配表，根目录记录文件信息，数据区存储文件数据。
每部分的组织形式如下：MBR(主引导记录扇区)基本结构：（1）主引导程序（偏移地址0000H~0088H），它负责从活动分区中装载并运行系统引导程序。
（2）出错信息数据区偏移地址(0089~00E1为出错信息,10E2H~10BD全为0字节)（3）分区表(DPT,Disk Partition Table).含4个分区项偏移地址01BEH~01FDH,每个分区表项长16个字节,共64字节为分区项1,分区项2,分区项3,分区项4).其中,加下划线的16个字节数据就是分区项1(即主分区)的参数.（4）结束标志偏移地址(01EFH~01FFH的两个字节值为结束标志55AA,如果该标志错误系统就不能启动).主要功能：（1）检查硬盘分区表是否完好（2）在分区表中寻找可引导的活动分区（3）将活动分区的第一逻辑扇区内容装入内存。
在DOS/WINDOWS分区中，此扇区内容称为DOS引导记录。
应着重理解：分区表：分区表中记录有DBR的地址DBR(引导记录)基本结构：（1）跳转指令，占用3个字节的跳转指令将跳至引导代码，其内容随DOS版本变化。
（2）厂商标识和DOS版本号。
该部分总共占用8个字节，其内容随DOS版本而不同。
了解电脑文件系统FATNTFS和exFAT的区别与使用场景
了解电脑文件系统FATNTFS和exFAT的区别与使用场景了解电脑文件系统FAT、NTFS和exFAT的区别与使用场景电脑文件系统是一种组织和管理计算机硬盘或其他存储设备上文件和目录的方法。
常见的电脑文件系统包括FAT、NTFS和exFAT。
本文将介绍这三种文件系统的区别和使用场景。
一、FAT文件系统FAT（File Allocation Table）是DOS（Disk Operating System）和早期的Windows操作系统所使用的文件系统。
它的特点是简单、容易实现和兼容性好。
FAT文件系统将硬盘或存储设备划分为多个区块（cluster），并在磁盘上维护一个表格来记录文件和目录的存储位置。
FAT文件系统的优点是兼容性好，几乎所有的操作系统都能够读写FAT格式的存储设备。
然而，它也存在一些缺点，比如文件和目录的最大容量受到限制，文件名长度有限制，无法实现高级的访问权限控制等。
使用场景：FAT文件系统适用于需求简单的场景，比如在一些老旧的嵌入式设备上（如音频播放器、数码相机等），或者在需要与多个操作系统交互的存储设备上（如USB闪存驱动器）。
二、NTFS文件系统NTFS（New Technology File System）是Windows NT系列操作系统引入的文件系统，它采用了更先进的设计和管理方法。
与FAT文件系统相比，NTFS的功能更加强大，支持更大的存储容量和更高级的功能。
NTFS文件系统的特点包括：支持文件和目录的压缩和加密、支持动态磁盘、支持访问控制列表（ACL）和权限管理、支持文件系统日志和故障恢复等。
NTFS文件系统的优点是功能丰富，具备高级的权限管理和数据安全性保护能力。
然而，NTFS文件系统在某些低资源设备上可能存在着一定的兼容性问题。
使用场景：NTFS文件系统适合用于大容量存储设备，比如桌面电脑、服务器以及其他需要高级功能和数据安全性的场景。
三、exFAT文件系统exFAT（Extended File Allocation Table）是针对大容量存储设备而设计的文件系统。
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FAT文件系统原理详细介绍2012-03-29 23:09 434人阅读评论(0) 收藏举报FAT文件起源于70年代末80年代初，用于微软的MS-DOS操作系统。
它开始被设计成一个简单的文件系统用于小于500K的软件盘。
后来被功能被大大增强用于支持越来越大的媒质。
现在的文件系统有FAT12，FAT16和FAT32三种子类。
FAT12是最早的一版，主要用于软盘，它对簇的编址采用12bit宽度的数，所以称为FAT12。
12bit的地址可以寻址4096个簇，事实上在FAT12中只能寻址4078个簇（在Linux 下可寻址4084个簇），有一些簇号是不能用的，在后面会给出具体的说明。
磁盘的扇区是用16bit的数进行计算的，所以磁盘的容量就被局限在32M空间之内。
在FAT16中，采用了16bit宽的簇地址，32bit宽扇区地址。
虽然32bit的扇区地址可以寻址2^32*512，约2个TB的容量，但于由规定每簇最大的容量不超过1024*32，所以FAT16文件系统的容量也就限制到了2^16*1024*32，大约2.1GB的空量，并且实际还达不到这个值。
FAT32文件系统使用了32bit宽的簇地址，所以称为FAT32。
但在微软件的文件系统中只使用了低28位，最大容量为2^28*1024*32,约8.7TB的空量。
有的人认为32bit全用，最大容量为2^32*1024*32，这种说法是不正确的。
虽然FAT32具有容纳近乎8.7TB的容量，但实际应用中通常不使用超过32GB的FAT32分区。
WIN2000及之上的OS已经不直接支持对超过32GB的分区格式化成FAT32，但WIN98依然可以格式化大到127GB的FAT32分区，但不推荐这样做。
下面是一个FAT分区的构成概况需要说明的是：1．引导扇区和其他保留扇区一起称为保留扇区，而其他保留扇区是可选的，当没有时候，引导扇区后紧跟的就是FAT表12．根目录区是仅FAT12/16才有，FAT32的目录项位于数据区。
由于FAT12/16的根目录区是一个固定的区域，所以它的根目录的项数是有限制的，意即不能在根录建立超过这个定数的目录项数。
（一）引导扇区与BPBBPB（BIOS Parametre Block）是FAT文件系统中第一个重要的数据结构，它位于该FAT分区的第一个扇区，同时也属于FAT文件系统基本区域的保留区，在下面的描述中。
凡名称以BPB_开头的都是BPB的一部分，凡名称与BS_开头的项FAT32的BPB的内容和FAT12/16的内容在地址36以前是完全一样的，从偏移量36开始，他们的内容有所区别，具体的内容要看FAT类型为FAT12/16还是FAT32，这点保证了在启动扇区中包含一个完整的FAT12/16或FAT32的BPB的内容，这么做是为了达到最好的兼容性，同时也为了保证所有的FAT文件系统驱动程序能正确的识别和驱动不同的FAT格式，并让他们良好地工作，因为他们包含了现有的全部内容从offset 36开始FAT12/FAT16的内容开始区别于FAT32，下面分两个表格列出，下表为FAT12/FAT16的内容下表为FAT32的内容关于FAT启动扇区还有一点重要的说明，我们假设里面的内容是按字节排序的，那么扇区[510]的内容一定0x55，扇区[511]的内容一定是0xAA很多FAT资数文档会把0xAA55说成是“启动扇区最后两字节的内容”，这样的陈述是正确的—仅仅是如果—BPB_BytsPerSec的值为512的话。
若BPB_BytsSec的值大于512，该标记的位置并没有改变（虽然在启动扇区的最后两个字节写0xAA55并没有问题）关于BPB_ToSec16/32这里再作一点补充：假设一现在我们有一块磁盘或一个分区，它的扇区数为DskSz，如果BPB_aToSec(BPB_ToSec16或是BPB_ToSec32基中不为0的那个)的值小于或等于DskSz并不会使该FAT卷在使用中出现什么错误，实际上BPB_ToSec16/32的值不要比DskSz小得离谱就不会有什么错误这样做将造成磁盘空间的浪费，程序本身并不会认为该FAT卷存在什么错误，但是，如果BPB_ToSec16/32的值比DskSz大将会使FAT卷遭到严重的损坏，因为它超出了存储介质或是磁盘分区的边界。
当BPB_ToSec16/32的值比DskSz大时，一些数据将不幸地被丢失FAT文件系统数据结构C语言表示FAT文件系统相关数据结构struct fat_boot_sector {uint8_t ignored[3]; /* 0x00 Boot strap short or near jump */int8_t system_id[8]; /* 0x03 Name - can be used to special casepartition manager volumes */uint8_t sector_size[2]; /* 0x0B bytes per logical sector */uint8_t sectors_per_cluster; /* 0x0D sectors/cluster */uint16_t reserved; /* 0x0E reserved sectors */uint8_t fats; /* 0x10 number of FATs */uint8_t dir_entries[2]; /* 0x11 root directory entries */uint8_t sectors[2]; /* 0x13 number of sectors */uint8_t media; /* 0x15 media code (unused) */uint16_t fat_length; /* 0x16 sectors/FAT */uint16_t secs_track; /* 0x18 sectors per track */uint16_t heads; /* 0x1A number of heads */uint32_t hidden; /* 0x1C hidden sectors (unused) */uint32_t total_sect; /* 0x20 number of sectors (if sectors == 0) *//* The following fields are only used by FAT32 */uint32_t fat32_length; /* 0x24=36 sectors/FAT */uint16_t flags; /* 0x28 bit 8: fat mirroring, low 4: active fat */ uint8_t version[2]; /* 0x2A major, minor filesystem version */uint32_t root_cluster; /* 0x2C first cluster in root directory */uint16_t info_sector; /* 0x30 filesystem info sector */uint16_t backup_boot; /* 0x32 backup boot sector */uint8_t BPB_Reserved[12]; /* 0x34 Unused */uint8_t BS_DrvNum; /* 0x40 */uint8_t BS_Reserved1; /* 0x41 */uint8_t BS_BootSig; /* 0x42 */uint8_t BS_VolID[4]; /* 0x43 */uint8_t BS_VolLab[11]; /* 0x47 */uint8_t BS_FilSysType[8]; /* 0x52=82*//* */uint8_t nothing[420]; /* 0x5A */uint16_t marker;} __attribute__ ((__packed__));struct msdos_dir_entry {int8_t name[8],ext[3]; /* 00 name and extension */uint8_t attr; /* 0B attribute bits */uint8_t lcase; /* 0C Case for base and extension */uint8_t ctime_ms; /* 0D Creation time, milliseconds */uint16_t ctime; /* 0E Creation time */uint16_t cdate; /* 10 Creation date */uint16_t adate; /* 12 Last access date */uint16_t starthi; /* 14 High 16 bits of cluster in FAT32 */uint16_t time; /* 16 time, date and first cluster */ uint16_t date; /* 18 */uint16_t start; /* 1A */uint32_t size; /* 1C file size (in bytes) */};/* Up to 13 characters of the name */struct msdos_dir_slot {uint8_t id; /* 00 sequence number for slot */uint8_t name0_4[10]; /* 01 first 5 characters in name */uint8_t attr; /* 0B attribute byte */uint8_t reserved; /* 0C always 0 */uint8_t alias_checksum; /* 0D checksum for 8.3 alias */uint8_t name5_10[12]; /* 0E 6 more characters in name */uint16_t start; /* 1A starting cluster number, 0 in long slots */uint8_t name11_12[4]; /* 1C last 2 characters in name */ };。