Systemy plików FAT i FAT 32

1. Systemy plików FAT i FAT 32 Tomasz Michalak Wojciech Strąkowski

2. System plików jest ogólną strukturą, w której pliki są nazywane, przechowywane i organizowane. System Windows obsługuje trzy systemy plików: FAT, FAT32 oraz NTFS. Podczas instalowania systemu Windows należy wybrać system plików, sformatować istniejący wolumin lub zainstalować nowy dysk twardy.

3. Szczegóły dotyczące systemów plików To, czy system operacyjny może korzystać z plików znajdujących się w woluminie, zależy od rodzaju systemu plików zastosowanego podczas jego formatowania. Tabela zawiera formaty systemów plików obsługiwane przez różne systemy operacyjne.

4. Zgodność systemów operacyjnych z systemami plików

5. FAT System plików FAT umieszcza tablicę alokacji plików w pobliżu początku woluminu. System FAT16 został zaprojektowany dla niewielkich dysków i prostej struktury folderów. FAT32 umożliwia użytkownikom tworzenie dużych woluminów na dużych dyskach. W woluminie są przechowywane dwie kopie tablicy alokacji plików. W przypadku uszkodzenia jednej z nich, system automatycznie korzysta z drugiej. Tablica alokacji plików jest przechowywana pod adresem określonym w sektorze rozruchowym, w bloku BPB (BIOS Parameter Block), dzięki czemu możliwe jest zlokalizowanie plików niezbędnych do uruchomienia systemu.

6. FAT32 może automatycznie korzystać z kopii zapasowej tabeli alokacji plików, jeżeli główna tabela alokacji jest uszkodzona. Woluminy FAT16 wymagały w tym celu użycia narzędzia naprawczego, takiego jak Chkdsk.

7. Porównanie systemów plików  W każdym komputerze można używać systemu FAT16, FAT32, NTFS lub dowolnej ich kombinacji, jednakże w jednym woluminie może być zainstalowany tylko jeden system plików. Wybierając system plików należy rozważyć następujące czynniki: • W jaki sposób komputer jest używany (czy jest dedykowany systemowi Windows 2000, czy też możliwe jest uruchamianie innych systemów). • Ilość i rozmiar lokalnie zainstalowanych dysków twardych. • Wymagania dotyczące zabezpieczeń. • Konieczność używania zaawansowanych funkcji systemu plików.

8. Niektóre systemy plików posiadają ograniczenia dotyczące minimalnych i maksymalnych rozmiarów woluminów, jakie przy ich użyciu można sformatować. Dodatkowym czynnikiem, który może wpłynąć na wybór systemu plików, jest rozmiar klastra. Zależy on od rozmiaru woluminu i maksymalnej ilości klastrów, jaką dany system plików może zarządzać.      Tabela zawiera porównanie rozmiarów woluminów i klastrów w systemach FAT16 i FAT32.

10. Organizacja woluminu FAT16 W tablicy alokacji plików woluminu FAT16 plikom przydzielana jest pierwsza dostępna lokalizacja w woluminie. Numer początkowego klastra jest adresem pierwszego klastra używanego przez plik. Każdy klaster posiada wskaźnik do kolejnego klastra pliku lub indykator końca pliku (0xFFFF), informujący o tym, że bieżący klaster jest ostatnim zawierającym dany plik. Wskaźniki oraz indykatory końca pliku są pokazane na rysunku

12. Zalety systemu FAT16 • Możliwość korzystania z FAT16 przez systemy operacyjne MS-DOS, Windows 95, Windows 98, Windows NT, Windows 2000 i niektóre systemy typu UNIX. • Istnienie wielu narzędzi programowych, służących do rozwiązywania problemów i odzyskiwania danych w woluminach FAT16. • W przypadku awarii systemu operacyjnego uniemożliwiającej uruchomienie komputera, można go uruchomić przy użyciu dysku startowego MS-DOS, po czym rozwiązać problem. • FAT16 jest efektywny pod względem prędkości i magazynowania danych w woluminach mniejszych od 256 MB.

13. Wady systemu FAT16 • Katalog główny woluminu może zawierać maksymalnie 512 wpisów. Wykorzystanie długich nazw plików (LFN) może w znaczący sposób ograniczyć ilość dostępnych wpisów. • System FAT16 posiada ograniczenie do 65.536 klastrów, z których część jest zarezerwowana. Daje to praktyczne ograniczenie do 65.524 klastrów. Największy wolumin FAT16 w systemie Windows 2000 może mieć rozmiar 4 GB i korzysta z klastrów o rozmiarze 64 KB. W celu zachowania zgodności z systemami MS-DOS, Windows 95 i Windows 98 nie powinno się tworzyć woluminów większych niż 2 GB. • FAT16 jest nieefektywny w przypadku dużych woluminów, ponieważ rozmiar klastra szybko się zwiększa. Miejsce na dysku alokowane dla każdego pliku zależy od ziarnistości klastrów, a nie od rozmiaru pliku. Na przykład 10-kilobajtowy plik zapisany na woluminie o rozmiarze 1,2 GB (używającym klastrów o rozmiarze 32 KB) marnuje 22 KB przestrzeni dyskowej. • Sektor rozruchowy nie jest zabezpieczany za pomocą kopii bezpieczeństwa. • W systemie FAT16 nie istnieje żaden wbudowany schemat zabezpieczeń lub kompresji.

14. Zalety systemu FAT32 • Katalog główny woluminu FAT32 jest zwykłym łańcuchem klastrów i może być umieszczony w dowolnym miejscu woluminu. Dzięki temu system FAT32 nie ogranicza ilości wpisów w katalogu głównym. • FAT32 korzysta z mniejszych klastrów (4 KB w przypadku woluminów o rozmiarze do 8 GB), dzięki czemu wydajniej niż FAT16 alokuje przestrzeń dyskową. W zależności od rozmiaru używanych plików, w dużych woluminach FAT32 zachowuje potencjalnie dziesiątki lub nawet setki megabajtów wolnej przestrzeni dyskowej, traconej w systemie FAT16. • FAT32 może automatycznie skorzystać z zapasowej kopii tablicy alokacji plików (w systemie FAT16 jedynie narzędzia takie jak Chkdsk mogły przeprowadzić odtworzenie kopii zapasowej). • Sektor rozruchowy jest automatycznie zabezpieczany w określonej lokalizacji woluminu, dzięki czemu woluminy FAT32 są mniej narażone na awarie niż woluminy FAT16.

15. Wady systemu FAT32 • Największy wolumin FAT32, który może zostać sformatowany przez system Windows 2000, ma rozmiar 32 GB. • Woluminy FAT32 są bezpośrednio dostępne tylko z systemów operacyjnych Windows 95 OSR2 lub Windows 98. • W przypadku awarii uniemożliwiającej uruchomienie systemu operacyjnego, nie można uruchomić komputera za pomocą dyskietki sformatowanej w systemie MS-DOS lub Windows 95 (wyłączając wersję OSR2 i późniejsze). • W systemie FAT32 nie istnieje żaden wbudowany schemat zabezpieczeń lub kompresji.