Меню

Что такое таблица размещения файлов фат



Что такое таблица размещения файлов (FAT)?

Все, что вам нужно знать о FAT32, exFAT, FAT16 и & amp; FAT12

Таблица размещения файлов (FAT) – это файловая система, созданная Microsoft в 1977 году.

FAT по-прежнему используется сегодня в качестве предпочтительной файловой системы для дисководов гибких дисков и портативных накопителей большой емкости, таких как флэш-накопители и другие твердотельные устройства памяти, такие как SD-карты.

FAT была основной файловой системой, используемой во всех потребительских операционных системах Microsoft от MS-DOS до Windows ME. Хотя FAT по-прежнему поддерживается в более новых операционных системах Microsoft, NTFS является основной файловой системой, используемой в наши дни.

Файловая система таблицы размещения файлов с течением времени претерпела изменения, в основном из-за необходимости поддерживать большие жесткие диски и файлы большего размера.

Вот еще много о различных версиях файловой системы FAT:

FAT12 (12-битная таблица размещения файлов)

Первая широко используемая версия файловой системы FAT, FAT12, была представлена ​​в 1980 году вместе с первыми версиями DOS.

FAT12 была основной файловой системой для операционных систем Microsoft до MS-DOS 3.30, но также использовалась в большинстве систем до MS-DOS 4.0. FAT12 – все еще файловая система, используемая на случайной дискете, которую вы найдете сегодня.

FAT12 поддерживает размеры дисков и файлов до 16 МБ при использовании кластеров 4 КБ или 32 МБ при использовании 8 КБ, с максимальным количеством 4084 файлов на одном томе (при использовании кластеров 8 КБ).

Имена файлов в FAT12 не могут превышать максимальный предел в 8 символов, плюс 3 для расширения.

Ряд атрибутов файла был впервые введен в FAT12, включая скрытый, только для чтения, системный и метку тома.

FAT8, представленная в 1977 году, была первой верной версией файловой системы FAT, но имела ограниченное использование и только в некоторых компьютерных системах того времени.

FAT16 (16-битная таблица размещения файлов)

Второй реализацией FAT была FAT16, впервые представленная в 1984 году в PC DOS 3.0 и MS-DOS 3.0.

Чуть более улучшенная версия FAT16, названная FAT16B, была основной файловой системой для MS-DOS 4.0 до MS-DOS 6.22. Начиная с MS-DOS 7.0 и Windows 95, вместо этого использовалась еще более улучшенная версия, называемая FAT16X.

В зависимости от операционной системы и размера используемого кластера максимальный размер диска в формате FAT16 может варьироваться от 2 ГБ до 16 ГБ, последний только в Windows NT 4 с кластерами 256 КБ.

Максимальный размер файлов на дисках FAT16 составляет 4 ГБ с включенной поддержкой Поддержка больших файлов или 2 ГБ без нее.

Максимальное количество файлов, которое может храниться на томе FAT16, составляет 65 536. Как и в FAT12, имена файлов были ограничены 8 + 3 символами, но были расширены до 255 символов, начиная с Windows 95.

Атрибут файла архива был введен в FAT16.

FAT32 (32-битная таблица размещения файлов)

FAT32 – это последняя версия файловой системы FAT. Он был представлен в 1996 году для пользователей Windows 95 OSR2/MS-DOS 7.1 и был основной файловой системой для потребительских версий Windows через Windows ME.

FAT32 поддерживает базовые диски размером до 2 ТБ или даже до 16 ТБ с кластерами 64 КБ.

Как и в FAT16, размер файлов на дисках FAT32 максимально равен 4 ГБ при включенной Поддержка больших файлов или 2 ГБ без нее. Модифицированная версия FAT32, названная FAT32 + , поддерживает файлы размером около 256 ГБ!

На томе FAT32 может содержаться до 268 173 300 файлов, если он использует кластеры 32 КБ.

exFAT (расширенная таблица размещения файлов)

exFAT, впервые представленная в 2006 году, является еще одной файловой системой, созданной Microsoft, хотя это не «следующая» версия FAT после FAT32.

exFAT в первую очередь предназначен для использования на портативных мультимедийных устройствах, таких как флэш-накопители, SDHC и SDXC-карты и т. д.

Официально exFAT поддерживает портативные носители до 512 ТБ, но теоретически может поддерживать накопители до 64 ZiB, что значительно больше, чем любой носитель, доступный на момент написания статьи.

Встроенная поддержка имен файлов из 255 символов и поддержка до 2796202 файлов на каталог – это две примечательные особенности системы exFAT.

Файловая система exFAT поддерживается практически всеми версиями Windows (более старые с дополнительными обновлениями), Mac OS X (10.6.5+), а также на многих телевизорах, носителях и других устройствах.

Перемещение файлов из NTFS в FAT системы

Шифрование файлов, сжатие файлов, права доступа к объектам, дисковые квоты и атрибут индексированного файла доступны только в файловой системе NTFS – не FAT . Другие атрибуты, такие как общие, упомянутые в обсуждениях выше, также доступны в NTFS.

Учитывая их различия, если вы поместите зашифрованный файл с тома NTFS в пространство, отформатированное в FAT, файл потеряет свой статус шифрования, что означает, что файл можно использовать как обычный незашифрованный файл. Расшифровка файла таким способом возможна только для первоначального пользователя, который зашифровал файл, или для любого другого пользователя, которому было предоставлено разрешение от первоначального владельца.

Подобно зашифрованным файлам, поскольку FAT не поддерживает сжатие, сжатый файл автоматически распаковывается, если он копируется из тома NTFS на том FAT. Например, если вы скопируете сжатый файл с жесткого диска NTFS на дискету FAT, файл будет автоматически распакован перед сохранением на дискету, поскольку файловая система FAT на целевом носителе не имеет возможности хранить сжатые файлы. ,

Расширенное чтение на FAT

Хотя это далеко выходит за рамки основного обсуждения FAT, но если вам интересно узнать, как структурированы диски в формате FAT12, FAT16 и FAT32, ознакомьтесь с Файловыми системами FAT от Andries E. Brouwer.

Источник

Файловая система FAT

Файловая система FAT (File Allocation Table — таблица размещения файлов) по­лучила свое название благодаря простой таблице, в которой указываются:

— непосредственно адресуемые участки логического диска, отведенные для раз­мещения в них файлов или их фрагментов;

— свободные области дискового пространства;

— дефектные области диска (эти области содержат дефектные участки и не га­рантируют чтение и запись данных без ошибок).

В файловой системе FAT дисковое пространство любого логического диска де­лится на две области (рис. 6.1): системную область и область данных.

Рис. 6.1. Структура логического диска в FAT

Системная область логического диска создается и инициализируется при форма­тировании, а в последующем обновляется при работе с файловой структурой. Об­ласть данных логического диска содержит обычные файлы и файлы-каталоги; эти объекты образуют иерархию, подчиненную корневому каталогу. Элемент катало-

Файловая система FAT________________________________________________ 167

га описывает файловый объект, который может быть либо обычным файлом, либо файлом-каталогом. Область данных, в отличие от системной области, доступна через пользовательский интерфейс операционной системы. Системная область состоит из следующих компонентов (расположенных в логическом адресном про­странстве друг за другом):

— загрузочной записи (Boot Record, BR);

— зарезервированных секторов (Reserved Sectors, ResSec);

— таблицы размещения файлов (File Allocation Table, FAT);

— корневого каталога (Root Directory, RDir).

Таблица размещения файлов

Таблица размещения файлов является очень важной информационной структу­рой. Можно сказать, что она представляет собой адресную карту области данных, в которой описывается и состояние каждого участка области данных, и принад­лежность его к тому или иному файловому объекту.

Всю 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). Кластер — это минимальная адресуемая единица дисковой памяти, выделяемая файлу (или некорневому ката­логу). Кластеры введены для того, чтобы уменьшить количество адресуемых еди­ниц в области данных логического диска.

Каждый файл занимает целое число кластеров. Последний кластер при этом мо­жет быть задействован не полностью, что при большом размере кластера может приводить к заметной потере дискового пространства. На дискетах кластер зани­мает один или два сектора, а на жестких дисках его размер зависит от объема раз­дела (табл. 6.1). В таблице FAT кластеры, принадлежащие одному файлу (или файлу-каталогу), связываются в цепочки. Для указания номера кластера в файло­вой системе FAT 16 используется 16-разрядное слово, следовательно, можно иметь до 2 10 = 65 536 кластеров (с номерами от 0 до 65 535).

Таблица 6.1. Соотношения между размером раздела и размером кластеров в FAT16

Емкость раздела, Мбайт Количество секторов в кластере Размер кластеров, Кбайт

16-127 4 2

Заметим, что в Windows NT/2000/XP разделы файловой системы FAT могут иметь размер до 4097 Мбайт. В этом случае кластер будет объединять уже 128 секторов.

Номер кластера всегда относится к области данных диска (пространству, зарезер­вированному для файлов и подкаталогов). Номера кластеров соответствуют эле-

168____________________________________________ Глава 6, Файловые системы

ментам таблицы размещения файлов. Первый допустимый номер кластера всегда начинается с 2.

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. Как мы только что заметили, в среднем на каждый файл теряется около половины кластера. Из табл. 6.1 следует, что при размере кластера в 32 сектора (объем разде­ла при этом — от 512 до 1023 Мбайт), то есть 16 Кбайт, средняя величина потерь на файл равняется 8 Кбайт, и при нескольких тысячах файлов 1 потери могут со­ставлять более 100 Мбайт. Поэтому в современных файловых системах размеры кластеров ограничиваются (обычно от 512 байт до 4 Кбайт), либо предоставляет­ся возможность выбирать размер кластера.

Достаточно наглядно идею файловой системы, использующей таблицу размеще­ния файлов, иллюстрирует рис. 6.2.

Рис. 6.2. Иллюстрация основной концепции FAT

Из рисунка видно, что файл MYFILE.TXT размещается, начиная с восьмого кластера. Всего файл MYFILE.TXT занимает 12 кластеров. Цепочка (chain) кластеров для на­шего примера может быть записана следующим образом: 8, 9,0А, 0В, 15,16,17,19,

1 Например, число 10 000-15 000 файлов (или даже более, особенно когда файлы небольшого разме­ра) на логическом диске с объемом в 1000 Мбайт встречается достаточно часто.

Файловая система FAT 169

1А, 1B, 1С, 1D. Кластер с номером 18 помечен специальным кодом F7 как плохой (bad), он не может быть использован для размещения данных. При форматирова­нии обычно проверяется поверхность магнитного диска, и те сектора, при конт­рольном чтении с которых происходили ошибки, помечаются в FAT как плохие. Кластер 1D помечен кодом FF как конечный (последний в цепочке) кластер, принадлежащий данному файлу. Свободные (незанятые) кластеры помечаются кодом 00; при выделении нового кластера для записи файла берется первый сво­бодный кластер. Возможные значения, которые могут приписываться элементам таблицы FAT, приведены в табл. 6.2.

Таблица 6.2.Значения элементов FAT

Значение Описание

OOOOh Свободный кластер

fffOh—fff6hЗарезервированный кластер

fff7h Плохой кластер

fffSh—ffffhПоследний кластер в цепочке

0002h-ffefh Номер следующего кластера в цепочке

Поскольку файлы на диске изменяются (удаляются, перемещаются, увеличива­ются или уменьшаются), то упомянутое правило выделения первого свободного кластера для новой порции данных приводит к фрагментации файлов, то есть дан­ные одного файла могут располагаться не в смежных кластерах, а порой в очень удаленных друг от друга, образуя сложные цепочки. Естественно, что это приво­дит к существенному замедлению работы с файлами.

В связи с тем, что таблица FAT используется при доступе к диску очень интенсив­но, она обычно загружается в оперативную намять (в буферы ввода-вывода или в кэш) и остается там настолько долго, насколько это возможно. Если таблица боль­шая, а файловый кэш, напротив, относительно небольшой, в памяти размещаются только фрагменты этой таблицы, к которым обращались в последнее время.

В связи с чрезвычайной важностью таблицы FAT она обычно хранится в двух иден­тичных экземплярах, второй из которых непосредственно следует за первым. Об­новляются копии FAT одновременно, используется же только первый экземпляр. Если он по каким-либо причинам окажется разрушенным, то произойдет обраще­ние ко второму экземпляру. Так, например, утилита проверки и восстановления файловой структуры ScanDisk из ОС Windows 9x при обнаружении несоответствия первичной и резервной копии FAT предлагает восстановить главную таблицу, ис­пользуя данные из копии.

Корневой каталог отличается от обычного файла-каталога тем, что он помимо раз­мещения в фиксированном месте логического диска имеет еще и фиксированное число элементов. Для каждого файла и каталога в файловой системе хранится ин­формация в соответствии со структурой, представленной в табл. 6.3.

Для работы с данными на магнитных дисках в системах DOS, которые имеют файло­вую систему FAT, удобно использовать широко известную утилиту Disk Editor из

170___________________________________________ Глава 6. Файловые системы

комплекта утилит Питера Нортона. У нее много достоинств. Прежде всего, она ком­пактна, легко размещается на системной дискете с MS DOS, снабжена встроенной системой подсказок и необходимой справочной информацией. Используя ее, можно сохранять, модифицировать и восстанавливать загрузочную запись, восстанавливать таблицу FAT в случае ее повреждения, а также выполнять много других операций. Основными недостатками этой программы на сегодняшний день являются ограниче­ния на размеры диска и разделов и отсутствие поддержки работы с такими распрост­раненными файловыми системами, как FAT32 и NTFS. Вместо нее теперь часто ис­пользуют утилиту Partition Magic, однако наилучшей альтернативой этой программе на сегодняшний день можно считать утилиту Администратор дисков от Acronis.

Таблица 6.3.Структура элемента каталога

Размер поля данных, байт Содержание поля

11 Имя файла или каталога

1 Атрибуты файла

1 Резервное поле

3 Время создания

2 Дата создания

2 Дата последнего доступа

2 Время последней модификации

2 Дата последней модификации

2 Номер начального кластера в FAT

Структура загрузочной записи DOS

Сектор, содержащий системный загрузчик DOS, является самым первым на логи­ческом диске С:. Напомним, что на дискете системный загрузчик размещается в са­мом первом секторе; его физический адрес равен 0-0-1. Загрузочная запись состо­ит, как мы уже знаем, из двух частей: блока параметров диска (Disk Parameter Block, DPB) и системного загрузчика (System Bootstrap, SB). Блок параметров диска слу­жит для идентификации физического и логического форматов логического диска, а системный загрузчик играет существенную роль в процессе загрузки DOS. Эта информационная структура приведена в табл. 6.4.

Первые два байта загрузочной записи занимает команда безусловного перехода (JMP) на программу SB. Третий байт содержит код 90Н (NOP — нет операции). Да­лее располагается восьмибайтовый системный идентификатор, включающий ин­формацию о фирме-разработчике и версии операционной системы. Затем следует блок параметров диска, а после него — системный загрузчик.

Для работы с загрузочной записью DOS, как и с другими служебными информа­ционными структурами, удобно использовать уже упомянутую программу Disk

Файловая система FAT________________________________________________ 171

Editor из комплекта утилит Питера Нортона. Используя ее, можно сохранять, мо­дифицировать и восстанавливать загрузочную запись, а также выполнять много других операций. Достаточно подробно работа с этой утилитой описана в [2].

Таблица 6.4. Структура загрузочной записи для FAT16

Смещение поля, Длина поля, Обозначение Содержимое поля
байт байт поля

ООН (0) 3 JUMP 3EH Безусловный переход на начало

ОЗН (3) 8 Системный идентификатор

ОВН (11) 2 SectSize Размер сектора, байт

ООН (13) 1 ClastSize Число секторов в кластере

0ЕН(14) 2 ResSecs Число зарезервированных секторов

Читайте также:  Как сшить мужской жилет без выкройки

10Н (16) 1 FATcnt Число копий FAT

11Н (17) 2 RootSize Максимальное число элементов Rdir

13Н (19) 2 TotSecs Число секторов на логическом диске,

если его размер не превышает 32 Мбайт; иначе 0000Н

15Н (21) 1 Media Дескриптор носителя

16Н(22) 2 FATsize Размер FAT, секторов

18Н(24) 2 TrkSecs Число секторов на дорожке

1АН(26) 2 HeadCnt Число рабочих поверхностей

1СН(28) 4 HidnSecs Число скрытых секторов

20Н (32) 4 Число секторов на логическом диске,

если его размер превышает 32 Мбайт

24Н (36) 1 Тип логического диска (ООН — гибкий,

25Н (37) 1 Зарезервировано

26Н (38) 1 Маркер с кодом 29Н

27Н (39) 4 Серийный номер тома 1

2ВН (43) 11 Метка тома

36Н (54) 8 Имя файловой системы

ЗЕН (62) Системный загрузчик

1FEH (510) 2 Сигнатура (слово АА55Н)

1 Том (volume) представляет собой единое логическое адресное пространство. Томом может быть обыч­ный логический диск либо несколько дисковых пространств.

Дата добавления: 2016-09-20 ; просмотров: 4330 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Таблица размещения файлов — File Allocation Table

FAT

Разработчик (и) Microsoft , NCR , SCP , IBM , Compaq , Digital Research , Novell , Caldera
Полное имя Таблица размещения файлов
Варианты 8-битная FAT, FAT12 , FAT16 , FAT16B , FAT32 , ExFAT , FATX , FAT+
Представлен 1977 (1977) с автономным диском BASIC-80
Идентификатор раздела MBR / EBR :
FAT12: 0x 01 ea (Расширенный атрибут)
FAT16: 0x 04 0x06 0x0E ea
FAT32: 0x 0B 0x0C ea
BDP :
EBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7
Структуры
Содержимое каталога Таблица
Размещение файлов Связанный список
Плохие блоки Теги кластера
Пределы
Макс. размер тома FAT12: 32 MiB (256 MiB для кластеров 64 KiB)
FAT16: 2 GiB (4 GiB для кластеров 64 KiB)
FAT32: 2 ТиБ (16 ТиБ для 4 секторов КиБ )
Макс. Размер файла 4 294 967 295 байт (4 ГиБ — 1) с FAT16B и FAT32
Макс. Количество файлов FAT12: 4,068 для 8 кластеров KiB
FAT16: 65,460 для кластеров 32 KiB
FAT32: 268,173,300 для кластеров 32 KiB
Макс длина. файла 8.3 имя файла или 255 символов UCS-2 при использовании LFN
Функции
Записанные дата Дата / время изменения, дата / время создания (Только для DOS 7.0 и выше), дата доступа (только при включенном ACCDATE ), дата / время удаления (только с DELWATCH 2)
Диапазон дат 1980-01-01 до 2099-12-31 (2107-12-31 )
Разрешение даты 2 секунды для времени последнего изменения,
10 мс для времени создания ,
1 день для даты доступа,
2 секунды д ля времени удаления
Форки Не изначально
Атрибуты Только для чтения , Скрытый , Система , Том , Каталог , Архив
Разрешения файловой системы FAT12 / FAT16: Права доступа к файлам, каталогам и томам для Чтение , Запись , Выполнение , Удаление только с DR-DOS , PalmDOS , Novell DOS , OpenDOS , FlexOS , 4680 OS , 4690 OS , Concurrent DOS , Multiuser DOS , System Менеджер , REAL / 32 (Право выполнения только в FlexOS, 4680 OS, 4690 ОС; индивидуальные пароли к файлам / каталогам, кроме FlexOS, 4680 OS, 4690 OS; Мировая / Группа / Владелец разрешений только с загруженной многопользовательской безопасностью)
FAT32: Частично, только с DR-DOS, REAL / 32 и ОС 4690
Прозрачное сжатие FAT12 / FAT16: по объему, SuperStor , Stacker , DoubleSpace , DriveSpace
FAT32: Нет
Прозрачное шифрование FAT12 / FAT16: Только для каждого тома с DR-DOS
FAT32: Нет

Таблица размещения файлов (FAT ) — это файловая система , разработанная для наших компьютеров. Первоначально предложил в 1977 году для использования на гибких дисках , он был адаптирован для использования на жестких дисках и других устройствах. Он часто поддерживает совместимость используемых систем операционными системами для мобильных устройств мобильными устройствами и встроенными системами , что позволяет обмениваться данными между разнородными системами. Для увеличения размера дисков потребовалось три основных варианта: FAT12 , FAT16 и FAT32 . Стандарт FAT также был расширен другими способами при сохранении общей обратной совместимости с существующим программным продуктом.

FAT больше не является файловой системой по умолчанию для компьютеров Microsoft Windows .

Файловые системы FAT по-прежнему используются на гибких дисках, flash и другие твердотельныекарты памяти и модули (включая USB -накопители ), а также многие портативные и встраиваемые устройства. FAT — стандартная файловая система для цифровых камер в соответствии со спецификацией DCF .

Содержание

Обзор

Основные понятия

Файловая система использует индексную таблицу, хранящуюся на устройстве, для идентификации цепочек хранения данных, связанных с файлом, Таблица размещения файлов (FAT). FAT статически выделяется во время форматирования. Таблица представляет собой связанный список записей для каждого кластера , непрерывной дискового хранилища. Каждая запись содержит либо номер следующего кластера в файле, либо маркер, указывающий конец файла, неиспользуемое дисковое пространство или специальные зарезервированные области диска. Корневой каталог диска содержит номер первого кластера каждого файла в этом каталоге. Затем операционная система может пройти через FAT, ищу номер кластера первой части дискового файла в виде цепочки кластеров, пока не будет достигнут конец файла. Подкаталоги реализованы как специальные файлы каталога соответствующих файлов.

Каждая запись в связанном списке FAT представляет собой фиксированное количество битов: 12, 16 или 32. Максимальный размер файла или диска, к которому можно получить доступ, является произведением наивысшего числа, которое может быть сохраненными в таблице (за вычетом) нескольких значений, зарезервированных для указаний нераспределенного пространства или конца списка) и размер дискового кластера. Даже если для расширения файла требуется только один байт памяти, ему должен быть выделен весь кластер, поэтому большие кластеры тратят много места на диске, если имеется большое количество небольших файлов.

Первоначально разработанная как 8-битная файловая система, максимальное количество кластеров должно увеличиваться по мере увеличения емкости диска, поэтому количество битов, используемых для идентификации каждого кластера, увеличилось. Последовательные основные варианты формата FAT названы по количеству битов элементов таблицы: 12 (FAT12 ), 16 (FAT16 ) и 32 (FAT32 ).

Использует

Файловая система FAT используется с 1977 года для компьютеров, и она часто используется во встроенных системах. Совместимые файловые системы упрощают обмен данными, например, между настольными компьютерами и портативными устройствами. Файловые системы FAT используются по умолчанию для съемных носителей, таких как гибкие диски , супер-дискеты , память и карты флэш-памяти или USB-накопители . FAT поддерживает портативными устройствами, такими как КПК , цифровые камеры , видеокамеры , медиаплееры и мобильные телефоны. В то время как FAT12 используется на гибких дисках, FAT16 и FAT32 обычно находятся на более крупных носителях.

FAT также использовалась на жестких дисках в эпоху DOS и Windows 9x . Microsoft представила новую файловую систему NTFS с платформой Windows NT в 1993 году, но FAT оставалась стандартом для домашних пользователей до появления Windows на основе NT. XP в 2001 году. FAT по-прежнему используется на жестких дисках, которые используются в общих средах Windows, GNU / Linux и DOS.

Многие операционные системы поддержки носителей в формате FAT через встроенные или сторонние обработчики файловой системы.

Файловая система DCF , принятая почти всеми цифровыми камерами с 1998 года, определяет файловую систему с 8.3 именами файлов и использует либо FAT12, FAT16, FAT32 или exFAT обязательны для физического уровня для совместимости.

FAT также используется внутри системного раздела EFI на этапе загрузки компьютеров, совместимых с EFI . Скрытые файловые системы FAT также используются в загрузочном разделе UEFI на современном ПК.

Для гибких дисков FAT стандартизирован как ECMA -107 и ISO / IEC 9293: 1994 (заменяет ISO 9293: 1987). Эти стандарты охватывают FAT12 и FAT16 с поддержкой только короткого 8.3 filename ; длинные имена файлов с VFAT были частично запатентованы .

Номенклатура

«файловая система FAT» относится к, FAT12 , FAT16 и FAT32 . Утилиты операционной системы могут не определять, какая версия будет установка для форматирования устройства.

«FAT16 «относится как к исходной группе файловых систем FAT с 16-разрядными функциями кластера, так и к более поздним вариантам (» FAT16B «) с 32-разрядными основными значениями сектораов.

«VFAT «- дополнительное расширение для длинных имен файлов, которое может работать поверх любой файловой системы FAT. Тома с последними именами файлов VFAT могут быть прочитаны также операционными системами, поддерживающими расширение VFAT.

Общий тип файловой системы (FAT12, FAT16 или FAT32) определяется шириной записей кластера в FAT. Конкретные пороговые значения для количества кластеров, хранящиеся в блоке параметров диска, определяют, какой тип FAT используется. Другие свойства запоминающего устройства, такие как размер, формат блока параметров или имя файловой системы, нельзя надежно использовать для определения типа файловой системы.

Том FAT12 или FAT16 можно определить с помощью «FAT32 EBPB » обычно используется для томов FAT32. Идентификаторы разделов не используются для определения типа файловой системы сами по себе.

Исходная 8-битная FAT

8-битная FAT

Разработчик (и) Microsoft , NCR , SCP
Полное имя 8-битная таблица размещения файлов
Представлена ​​ 1977/1978: NCR Basic +6 для NCR
1978: Автономный диск BASIC-80 (16-байтовые записи каталога)
(1978: Автономный диск BASIC-86 только для внутреннего использования)
1979-06-04 : Автономный диск BASIC-86 для SCP (16-байтовые записи каталога)
1979: MIDAS (32-байтовые записи каталога)
Пределы
Макс. размер файла 8 МБ
Гранулярность размера файла гранулярность записи (128 байт)
Макс. длина имени файла 6.3 filename (двоичные файлы), 9 символов (файлы ASCII)
Макс. глубина каталога без подкаталогов
Допустимые символы в именах файлов ASCII ( 0x00 и 0xFF недопустимы в первом символе)
Характеристики
Записанные даты No
Атрибуты Защита от записи, преобразование EBCDIC , чтение после записи, двоичный (случайный, а не последовательный файл)

Исходная файловая система FAT (или структура FAT, как она называлась изначально) была заложена и закодирована Марком Макдональдом на основе серии дискуссий между Макдональдом и Биллом Гейтсом . Он представлен с 8-битными элементами таблицы (и допустимыми номерами кластеров данных до 0xBF ) в предшественнике Microsoft Standalone Disk BASIC. -80 для преемника терминала ввода данных NCR 7200 модели VI на базе 8080 , оснащенного 8-дюймовыми (200 мм) гибкими дисками, в 1977 или 1978 году в 1978 году автономный диск BASIC-80 был перенесен на 8086 с помощью эмулятора на DEC PDP-10 , поскольку в то время не было реальных систем 8086. Файловая система FAT также использовалась в Microsoft MDOS / МИДАС , операционная система для платформ 8080 / Z80, написанной McDonald с 1979 года. Версия Standalone Disk BASIC поддерживала три FAT, тогда как это был параметр для MIDAS. Сообщается, что MIDAS был также подготовлен для поддержки 10-битных, 12-битных и 16-битных вариантов FAT. В то время как размер записей каталога составляет 16 байтов в автономный диск BASIC, MIDAS вместо этого занимал 32 байта на запись.

FAT12

FAT12

Разработчик (и) SCP , Microsoft , IBM , Digital Research , Novell
Полное имя 12-битная таблица размещения файлов
Представлена ​​ 1980-07 (QDOS 0.10 , 16-байтовые записи каталога)
25 февраля 1981 г. (86-DOS 0.42 , 32-байтовые записи каталога , несколько зарезервированных секторов)
c. 1981–08 / 10 (PC DOS 1.0 , 32-байтовые записи каталога, 1 зарезервированный сектор)
1982-03-03 (MS-DOS 1.25 , 32-байтовый каталог записей, 1 зарезервированный сектор)
Идентификатор раздела MBR / EBR :
FAT12 : 0x 01 ea
BDP :
EBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7
Пределы
Макс. размер тома 16 МиБ (с кластерами 4 КиБ)
32 МиБ (с кластерами 8 КиБ)
Макс. размер файла ограничен размером тома
Гранулярность размера файла 1 байт
Макс. количество файлов 4,068 для кластера 8 КБ
Макс. длина имени файла 8.3 имя файла с OEM символами,
255 UCS-2 символами при использовании LFN
Макс. глубина каталога 32 уровня или 66 символов (с),
60 уровней или более (без CDS)
Функции
Записанные даты Дата изменения (не с 86- DOS до 0.42), время изменения (кроме PC DOS 1.0 и 86-DOS), дата / время создания (только для DOS 7.0 и выше), дата доступа (доступно только при включенном ACCDATE ), дата удаления / время (только с DELWATCH 2)
Диапазон дат от 1980-01-01 до 2099-12-31 (2107-12-31 )
Разрешение даты 2 секунды для времени последнего изменения,
10 мс для времени создания,
1 день для даты доступа,
2 секунды для времени удаления
Атрибуты Только для чтения (начиная с DOS 2.0), Скрытый , Система , Том (начиная с MS-DOS 1.28 и PC DOS 2.0 ), Каталог (начиная с MS-DOS 1.40 и PC DOS 2.0), Архив (начиная с DOS 2.0)
Разрешения файловой системы Права доступа к файлам, каталогам и томам для Чтение , Запись , Выполнение , Удаление только с DR-DOS , PalmDOS , Novell DOS , OpenDOS , FlexOS , 4680 OS , 4690 OS , Concurrent DOS , Многопользовательская DOS , System Manager , REAL / 32 (Право выполнение только в FlexOS, 4680 OS, 4690 ОС; индивидуальные пароли к файлам / каталогам, кроме FlexOS, 4680 OS, 4690 OS; Мир / Группа / Владелец классы разрешений только с загруженной многопользовательской безопасностью)
Прозрачное сжатие По тому, SuperStor , Stacker , DoubleSpace , DriveSpace
Прозрачное шифрование Только для каждого тома с DR-DOS

в период с апреля по август 1980 года, заимя концепцию FAT для собственной операционной системы SCP 8086 QDOS 0.10 , Тим Патерсон расширил элементы таблицы до 12 бит , уменьшил количество FAT до двух, переопределил семантику некоторых из зарезервированных значений кластера и изменили раздел диска, так что теперь главный каталог расположен между FAT и областью данных для его реализации FAT12 . Патерсон также увеличил ограничение длины имени файла из девяти символов (6.3) до одиннадцати символов, чтобы поддерживать CP / M -стиль 8.3 имена файлов и блоки управления файлами . Формат, используемый в предшественнике 8-битной файловой системы Microsoft Standalone Disk BASIC, не поддерживался QDOS. К августу 1980 года QDOS была переименована в 86-DOS . Начиная с 86-DOS 0.42 , размер и структура каталога записи предыдущего с 16 байтов на 32 байта, чтобы добавить отметку даты и увеличить теоретический предел размера сверх ограничения в 16 МБ. . 86-DOS 1.00 стал доступ в начале 1981 года. Позже, в 1981 году, 86-DOS превратилась в Microsoft MS-DOS и IBMPC DOS . Возможность чтения ранее отформатированных томов с 16-байтовыми функциями каталога была потеряна в MS-DOS 1.20 .

FAT12 использовала 12-битные записи для адресов кластера; Некоторые значения были зарезервированы для обозначения конца цепочки кластеров, для обозначения неиспользуемых областей диска или других целей, максимальное количество кластеров было ограничено 4078. Для экономии места на диске две 12-битные записи FAT использовал три последовательных 8-битных байта на диске, что требовало манипуляций для распаковки 12-битных значений. Этого было достаточно для оригинальных дисководов гибких дисков и небольшого жесткого диска до 32 мегабайт. Версия FAT16B , доступная с DOS 3.31, поддерживающая 32-битные номера секторов и поэтому увеличила ограничение на размер тома.

Все управляющие структуры внутри первой дорожки, чтобы избежать движения во время операций чтения и записи. Любой поврежденный сектор в области управляющих структур сделает диск непригодным для использования. Инструмент форматирования DOS полностью отклонил такие диски. Плохие допускаются только в области данных файла. Кластеры, содержащие поврежденные секторы, были помечены как непригодные для использования с помощью зарезервированного значения 0xFF7 .

, в то время как 86-DOS поддерживал три формата дисков (250,25 КиБ, 616 КиБ и 1232 КиБ с чисаторами FAT 0xFF и 0xFE на 8-дюймовых (200 мм) дисководахких дисков, IBM PC DOS 1.0 , выпущенный с исходным IBM Персональный компьютер в 1981 году, поддерживал только Формат 8-секторных гибких дисков с отформатированной емкостью 160 КиБ (FAT ID 0xFE ) для односторонних 5,25-дюймовых дисководов гибких дисков, а в ПК DOS 1.1 добавлена ​​поддержка двусторонний формат размером 320 КиБ (FAT ID 0xFF ). PC DOS 2.0 представил поддержку 9-секторных форматов гибких дисков размером 180 КиБ (FAT ID 0xFC ) и 360 КиБ (FAT ID 0xFD ).

Читайте также:  Женский махровый халат с воротником выкройка

Записи каталогов 86-DOS 1.00 и PC DOS 1.0 включены только одну дату, дату ПК DOS 1.1 д обавила последнюю время изменений. PC DOS 1.x атрибуты файла включали скрытый бит и системный бит, а остальные шесть битов не распространены. В то время DOS не поддерживала подкаталоги, но обычно на дискете было всего несколько десятков файлов.

PC XT был первым ПК с жестким диском от IBM, и PC DOS 2.0 поддерживал этот жесткий диск с FAT12 (FAT ID 0xF8 ). Фиксированное предположение о 8 секторах на кластер на жестких дисках практически ограничивало максимальный размер раздела до 16 МБ для 512-байтовых секторов и кластеров 4 КиБ.

Блок параметров BIOS (BPB) также был представлен с PC DOS 2.0, и в этой версии также добавлены доступные только для чтения, архив , метка тома и биты атрибутов каталога для иерархических подкаталогов.

MS-DOS 3.0 представила поддержку 5.25-дюймовых дискет высокой плотности 1,2 МиБ (дескриптор носителя 0xF9 ), у которого было 15 секторов на дорожку, следовательно, больше места для файлов FAT.

FAT12 по-прежнему используется на всех обычных гибких дисках , включая 1,44 МБ и более поздние версии 2,88 МБ (байт дескриптора носителя 0xF0 ).

Исходная FAT16

FAT16.

Разработчик (и) Microsoft , IBM , Digital Research , Novell
Полное имя 16-битная таблица размещения файлов
(с записями 16-битных секторов)
Представлено 1984-08-14 (PC DOS 3.0)
1984-08 (MS-DOS 3.0)
Идентификатор раздела MBR / EBR :
FAT16 : 0x 04 ea
BDP : EBD0A0A2- B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7
Пределы
Макс. размер файла ограничен размером тома
Гранулярность размера файла 1 байт
Макс. количество файлов 65 536 для кластера 32 КБ
Макс. длина имени файла 8.3 имя файла с OEM символами,
255 UCS-2 символами при использовании LFN
Макс. глубина каталога 32 уровня или 66 символов (с),
60 уровней или более (без CDS)
Функции
Даты записи Дата / время изменения, дата создания / время (только для DOS 7.0 и выше), дата доступа (доступна только при включенном ACCDATE ), дата / время удаления (только с DELWATCH 2)
Диапазон дат 1980-01-01 до 2099-12-31 (2107-12-31 )
Разрешение даты 2 секунды для времени последнего изменения,
10 мс для времени создания,
1 день для даты доступа,
2 секунды для времени удаления
Атрибуты Только для чтения , Скрытый , Системный , Том , Каталог , Архив
Разрешения файловой системы Права доступа к файлам, каталогам и томам для Чтение , Запись , Выполнить , Удалить только с DR-DOS , PalmDOS , Novell DOS , OpenDOS , FlexOS , 4680 OS , 4690 OS , Con current DOS , Multiuser DOS , System Менеджер , REAL / 32 (Право выполнения только для FlexOS, 4680 OS, 4690 OS; индивидуальные пароли к файлам / каталогам, кроме FlexOS, 4680 OS, 4690 OS; Мир / Группа / Владелец классы разрешений только с загруженной многопользовательской безопасностью)
Прозрачное сжатие По тому, SuperStor , Stacker , DoubleSpace , DriveSpace
Прозрачное шифрование Только для каждого тома с DR-DOS

В 1984 году IBM выпустила PC AT , который требовал от PC DOS 3.0 доступа к жесткому диску объемом 20 Мбайт. Параллельно Microsoft представила MS-DOS 3.0. Адреса кластеров были увеличены до 16-разрядных, что позволяет использовать до 65 524 кластера на том. Однако максимально возможное количество секторов и максимальный размер раздела 32 МБ не изменились. Хотя адреса кластера были 16-битными, этот формат не был тем, что сегодня обычно понимается как FAT16 . Тип раздела 0x04 указывает эту форму FAT16 с менее чем 65536 секторами (менее 32 МиБ для размера сектора 512). Преимущество FAT16 заключалось в использовании кластеров меньшего размера, что делало использование диска более эффективным, особенно для большого количества файлов размером всего несколько сотен байтов.

Поскольку MS-DOS 3.0 отформатировала все 16 разделов MiB-32 MiB в формате FAT16, жесткий диск объемом 20 МБ, отформатированный в MS-DOS 3.0, был недоступен для MS-DOS 2.0. MS-DOS 3.0 — MS-DOS 3.30 по-прежнему может получить доступ к разделам FAT12 размером менее 15 МБ, но требует, чтобы все 16 разделов MiB-32 MiB были FAT16, и поэтому не может получить доступ к разделам MS-DOS 2.0 в этом диапазоне размеров. MS-DOS 3.31 и выше снова может получить доступ к 16 разделам MiB-32 MiB FAT12.

Логическая секционная FAT

Реализации FAT12 и FAT16 для MS-DOS и PC DOS не могли получить доступ к разделам диска размером более 32 мегабайт. Некоторые производители разработали свои собственные варианты FAT в рамках своих OEM-версий MS-DOS.

Некоторые поставщики (AST и NEC ) поддерживали восемь , вместо стандартных четырех записей первичного раздела в их настраиваемой расширенной главной загрузочной записи (MBR), и они адаптировали MS-DOS для использования более чем одного первичного раздела.

Другие поставщики обходили ограничения размера тома, налагаемые записями 16-битных секторов, увеличивая видимый размер секторов, с которыми работает файловая система. Эти логические секторы были больше (до 8192 байтов), чем размер физического сектора (по-прежнему 512 байтов) на диске. Затем DOS-BIOS или системный BIOS объединят несколько физических секторов в логические, с которыми файловая система будет работать.

Эти изменения были прозрачны для реализации файловой системы в ядре DOS. Базовый DOS-BIOS преобразовал эти логические сектора в физические сектора в соответствии с информацией о разделах и физической геометрией диска.

Недостатком этого подхода было увеличение памяти, используемой для буферизации секторов и снятия блокировки. Поскольку более старые версии DOS не могли использовать большие логические сектора, OEM-производители ввели новые идентификаторы разделов для своих вариантов FAT, чтобы скрыть их от стандартных проблем MS-DOS и PC DOS. Известные идентификаторы разделов для логических секторных файлов FAT: 0x08 (Commodore MS-DOS 3.x), 0x11 (Leading Edge MS-DOS 3 .x), 0x14 (AST MS-DOS 3.x), 0x24 (NEC MS-DOS 3.30), 0x56 (AT&T MS-DOS 3.x), 0xE5 (Tandy MS-DOS), 0xF2 (Sperry IT MS-DOS 3.x, Unisys MS-DOS 3.3 — также используется Digital Research DOS Plus 2.1). OEM-версии, такие как Toshiba MS-DOS, Wyse MS-DOS 3.2 и 3.3, а также Zenith MS-DOS, также, как известно, использовали логическое разделение на секторы.

Хотя эти варианты FAT нестандартны и неоптимальны, они вполне допустимы в соответствии со спецификациями самой файловой системы. Следовательно, даже если проблемы по умолчанию MS-DOS и PC DOS не смогли с ними справиться, большинство этих вариантов FAT12 и FAT16, зависящих от производителя, можно смонтировать с помощью более гибких реализаций файловой системы в операционных системах, таких как DR-DOS, просто изменив идентификатор раздела на один из распознанных типов. Кроме того, если их больше не нужно распознавать в исходных операционных системах, существующие разделы можно «преобразовать» в тома FAT12 и FAT16, более совместимые с версиями MS-DOS / PC DOS 4.0–6.3, которые не поддерживают размеры секторов, отличающиеся от других. от 512 байт, переключившись на BPB с 32-битной записью для количества секторов, как это было введено с DOS 3.31 (см. FAT16B ниже), сохраняя размер кластера и уменьшая размер логического сектора в BPB до 512 байт, в то же время увеличивая количество логических секторов на кластер, зарезервированных логических секторов, общего количества логических секторов и логических секторов на FAT с тем же коэффициентом.

Параллельной разработкой в ​​MS-DOS / PC DOS, которая позволила увеличить максимально возможный размер FAT, было введение нескольких разделов FAT на жестком диске. Чтобы разрешить использование большего количества разделов FAT совместимым образом, в PC DOS 3.2 (1986) был введен новый тип раздела — расширенный раздел (EBR), который является контейнером для дополнительного раздела, называемого логическим. водить машину. Начиная с PC DOS 3.3 (апрель 1987 г.) существует еще один дополнительный расширенный раздел, содержащий следующий логический диск и т. Д. MBR жесткого диска может определять до четырех основных разделов или расширенный раздел в дополнение до трех основных разделов.

Final FAT16

FAT16B

Разработчик (и) Compaq , Digital Research , IBM , Microsoft , Novell
Полное имя 16-битная таблица размещения файлов
(с записями 32-битных секторов)
Представлена ​​ 1987-11 (Compaq MS-DOS 3.31 )
1988-06-28 (DR DOS 3.31 )
1988 (IBM DOS 4.0 )
1988 (OS / 2 1.1 )
1988 (MS-DOS 4.0 )
Идентификатор раздела MBR / EBR :
FAT16B : 0x 06 0x0E (LBA ), ea
BDP :
EBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7
Пределы
Мин. размер тома 8 MiB (с 128-байтовыми секторами)
32 MiB (с 512 байтовыми секторами)
256 MiB (с 4 KiB секторами)
Макс. размер тома 2 ГиБ (с 32 КиБ кластерами)
4 ГиБ (с кластерами 64 КиБ) (NT 4, PTS-DOS, EDR-DOS)
8 ГиБ ( с кластерами 128 КиБ и 1 или 2 секторами КиБ) (только NT 4 и EDR-DOS)
8 ГиБ (с кластерами 128 КиБ и 512-байтовыми секторами) (только EDR-DOS)
16 ГиБ (с 256 КиБ кластеров и секторов 2 или 4 КиБ) (только NT 4)
Макс. размер файла 2 147 483 647 байт (2 ГиБ — 1) (без LFS )
4 294 967 295 байт (4 ГиБ — 1) (с LFS )
ограничено только размером тома (с FAT16 +)
Гранулярность размера файла 1 байт
Макс. количество файлов 65 460 для кластера 32 КБ
Макс. длина имени файла 8.3 имя файла с OEM символами,
255 UCS-2 символами при использовании LFN
Макс. глубина каталога 32 уровня или 66 символов (с),
60 уровней и более (без CDS)
Функции
Даты записи Дата / время изменения, дата создания / время (только для DOS 7.0 и выше), дата доступа (доступно только при включенном ACCDATE ), дата / время удаления (только с DELWATCH 2)
Диапазон дат 1980-01-01 до 2099-12-31 (2107-12-31 )
Разрешение даты 2 секунды для времени последнего изменения,
10 мс для времени создания,
1 день для даты доступа,
2 секунды для времени удаления
Атрибуты Только для чтения , Скрытый , Системный , Том , Каталог , Архив
Разрешения файловой системы Права доступа к файлам, каталогам и томам для Чтение , Запись , Выполнить , Удалить только с DR-DOS , PalmDOS , Novell DOS , OpenDOS , FlexOS , 4680 OS , 4690 OS , Concu rrent DOS , Multiuser DOS , System Менеджер , REAL / 32 (Право выполнения только для FlexOS, 4680 OS, 4690 OS; индивидуальные пароли к файлам / каталогам, кроме FlexOS, 4680 OS, 4690 OS; Мир / Группа / Владелец классы разрешений только с загруженной многопользовательской безопасностью)
Прозрачное сжатие По тому, SuperStor , Stacker , DoubleSpace , DriveSpace
Прозрачное шифрование Только для каждого тома с DR-DOS

В ноябре 1987 г. Персональный компьютер Compaq DOS 3.31 (модифицированная OEM-версия MS-DOS 3.3, выпущенная Compaq вместе с их машинами) представила то, что сегодня известно просто как формат FAT16, с расширением 16-разрядного числа секторов диска до 32 бит в BPB. Хотя изменения на диске были незначительными, весь драйвер диска DOS пришлось преобразовать для использования 32-битных номеров секторов, что осложнялось тем, что он был написан на 16-битном языке ассемблера . Результат был первоначально назван Большой файловой системой DOS 3.31. Инструмент Microsoft относится к типу 0x06 как к BigFAT, тогда как некоторые более старые версии FDISK описал это как BIGDOS. Технически он известен как FAT16B .

Поскольку старые версии DOS не были предназначены для работы с более чем 65535 секторами, было необходимо ввести новый тип раздела для этого формата, чтобы скрыть его от до 3.31. вопросы DOS. Исходная форма FAT16 (менее 65536 секторов) имела тип раздела 0x04 . Для работы с дисками большего размера был введен тип 0x06 для обозначения 65536 или более секторов. В дополнение к этому, драйвер диска был расширен, чтобы справиться с более чем 65535 секторами. Единственное другое различие между исходным форматом FAT16 и новым форматом FAT16B — это использование более нового формата BPB с записью 32-битного сектора. Следовательно, более новые операционные системы, поддерживающие формат FAT16B, могут также работать с исходным форматом FAT16 без каких-либо необходимых изменений.

Если разделы, которые будут использоваться выпусками DOS до DOS 3.31, должны быть созданы современными инструментами, единственными критериями, которые теоретически необходимо соответствовать, является количество секторов менее 65536 и использование старого раздела Идентификатор ( 0x04 ). Однако на практике первичные разделы типа 0x01 и 0x04 не должны физически располагаться за пределами первых 32 МиБ диска из-за другие ограничения в MS-DOS 2.x, с которыми иначе не справиться.

In 1988, the FAT16B improvement became more generally available through DR DOS3.31, PC DOS 4.0, OS/21.1, and MS-DOS 4.0. The limit on partition size was dictated by the 8-bit signedcount of sectors per cluster, which originally had a maximum power-of-two value of 64. With the standard hard disk sector size of 512 bytes, this gives a maximum of 32 KiB cluster size, thereby fixing the «definitive» limit for the FAT16 partition size at 2 GiB for sector size 512. On magneto-opticalmedia, which can have 1 or 2 KiB sectors instead of 0.5 KiB, this size limit is proportionally larger.

Much later, Windows NTincreased the maximum cluster size to 64 KiB, by considering the sectors-per-cluster count as unsigned. However, the resulting format was not compatible with any other FAT implementation of the time, and it generated greater internal fragmentation. Windows 98, SE and ME also supported reading and writing this variant, but its disk utilities did not work with it and some FCBservices are not available for such volumes. This contributes to a confusing compatibility situation.

Prior to 1995, versions of DOS accessed the disk via CHSaddressing only. When MS-DOS 7.0 / Windows 95introduced LBAdisk access, partitions could start being physically located outside the first c. 8 GiB of this disk and thereby out of the reach of the traditional CHS addressing scheme. Разделы, частично или полностью расположенные за барьером CHS, поэтому должны были быть скрыты от операционных систем без поддержки LBA, используя вместо этого новый тип раздела 0x0E в таблице разделов. Разделы FAT16, использующие этот тип раздела, также называются FAT16X . Единственное отличие по сравнению с предыдущими разделами FAT16 заключается в том, что некоторые элементы геометрии, связанные с CHS, в записи BPB, а именно количество секторов на дорожку и количество головок, могут не содержать или вводить в заблуждение значения и не должны использоваться.

Количество записей корневого каталога, доступных для FAT12 и FAT16, определяется при форматировании тома и сохраняется в 16-битном поле. Для заданного числа RDE и размера сектора SS число RDS секторов корневого каталога равно RDS = ceil ((RDE × 32) / SS ) и RDE обычно выбирается для заполнения этих секторов, т. Е. RDE * 32 = RDS * SS . Носители FAT12 и FAT16 обычно используют 512 записей корневого каталога на не гибких носителях. Некоторые сторонние инструменты, такие как mkdosfs , позволяют пользователю устанавливать этот параметр.

FAT32

FAT32

Developer (s) Microsoft , Caldera
Представлен август 1996 г. (Windows 95 OSR2 )
Идентификатор раздела MBR / EBR :
FAT32 : 0x 0B 0x0C (LBA ), ea
BDP :
EBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7
Пределы
Мин. размер тома 32 MiB -4,5 KiB (с 65525 кластерами и 512-байтовыми секторами)
256 MiB-36 KiB (с 65525 кластерами и 4 KiB секторов)
Макс. размер тома 2 ТиБ (с секторами по 512 байт)
8 ТиБ (с секторами 2 КиБ и кластерами 32 КиБ)
16 ТиБ (с секторами 4 КиБ и кластерами 64 КБ)
Макс. размер файла 2 147 483 647 байт (2 ГиБ — 1) (без LFS )
4 294 967 295 байт (4 ГиБ — 1) (с LFS )
274 877 906 943 байта (256 ГиБ — 1) (только с FAT32 +)
Детализация размера файла 16 байт
Макс. количество файлов 268 173 300 для кластера 32 КБ
Макс. длина имени файла 8.3 имя файла с OEM символами,
255 UCS-2 символами при использовании LFN
Макс. глубина каталога 32 уровня или 66 символов (с),
60 уровней или более (без CDS)
Функции
Даты записи Дата / время изменения, дата создания / время (только для DOS 7.0 и выше), дата доступа (доступно только при включенном ACCDATE ), дата / время удаления (только с DELWATCH 2)
Диапазон дат 1980-01-01 до 2099-12-31 (2107-12-31 )
Разрешение даты 2 секунды для времени последнего изменения,
10 мс для времени создания,
1 день для даты доступа,
2 секунды для времени удаления
Атрибуты Только чтение , Скрытый , Система , Том , Каталог , Архив
Разрешения файловой системы Частично, только с DR -DOS , REAL / 32 и 4690 OS
Прозрачное сжатие да
Читайте также:  Выкройка длинных юбок для полных женщин

Чтобы преодолеть ограничение размера тома FAT16, в то время как В то же время, позволяя коду DOS режима реального обрабатывать формат, Microsoft разработала новую версию файловой системы, FAT32 , которая поддерживала увеличенное количество агентов, не могла использовать обычную память . Значения кластера представлены 32-битными числа, из которых 28 битов используются для хранения номера кластера.

Максимальные размеры

Загрузочный сектор FAT32 использует 32-битное поле для подсчета секторов, ограничивая максимальный размер тома FAT32 до 2 тебибайт (приблизительно 2,2 терабайт ) размером сектора 512 байт . Максимальный размер тома FAT32 составляет 16 ТиБ (приблизительно 17,6 ТБ) с размером сектора 4096 байт. Однако операционные системы Windows через Windows 10 новые тома FAT32 размером только до 32 ГБ.

Максимально возможный размер файла на томе FAT32 составляет 4 ГиБ минус 1 байт или 4 294 967 295 (2 — 1) байтов. Этот предел является следствием записи в таблице каталогов, а также влияет на огромные разделы FAT16 с достаточным размером сектора. FAT32 не включает прямую встроенную поддержку длинных имен файлов, но тома FAT32 могут содержать длинные имена VFAT в дополнение к коротким именам файлов точно так же, как длинные имена файлов VFAT были дополнительно реализованы для FAT12 и FAT16. тома.

Разработка

FAT32 была представлена ​​с MS-DOS 7.1 / Windows 95 OSR2 в 1996 году, хотя для ее использования потребовалось переформатирование, и DriveSpace 3 (версия, которая вышла с Windows 95 OSR2 и Windows 98) никогда не поддерживал его. Windows 98 представила утилиту для преобразования жестких дисков из FAT16 в FAT32 без потерь.

В линейке Windows NT встроенная поддержка FAT32 появилась в Windows 2000 . Бесплатный драйвер FAT32 для Windows NT 4.0 был доступен в Winternals , компания, позже предоставлена ​​Microsoft. Приобретение драйвера из официальных источников невозможно больше. С 1998 года динамически загружаемый драйвер DRFAT32 Caldera может установить для включения поддержки FAT32 в DR-DOS. Первой версией DR-DOS, которая изначально поддерживала доступ к FAT32 и LBA, была OEM DR-DOS 7.04 в 1999 году. В том же году IMS представила встроенную поддержку FAT32 с REAL / 32 7.90 и IBM 4690 OS добавила поддержку FAT32 в версии 2. Ahead Software предоставила еще один динамически загружаемый драйвер FAT32.EXE для DR-DOS 7.03 с Nero Burning ROM в 2004 году. IBM PC DOS представила встроенную поддержку FAT32 с OEM PC DOS 7.10 в 2003 году.

Для разделов FAT32 были зарезервированы два типа разделов: 0x0B и 0x0C . Последний тип также называется FAT32X , чтобы указать использование доступа к диску LBA вместо CHS. На таких разделах элементов геометрии, связанных с CHS, а именно адресом секторов CHS в MBR, а также количество секторов на дорожку и количество головок в записи EBPB, может не значений или ввести в заблуждение и не должен Введение.

Расширения

Расширенные атрибуты

OS / 2 сильно зависят от расширенных атрибутов (EA) и сохранены в скрытом файле под названием « EA␠DATA.␠SF »в корневом каталоге FAT12 или . Объем FAT16 . Этот файл индексируется двумя ранее зарезервированными байтами в записи каталога файла (или каталога) со смещением 0x14 . В формате FAT32 эти байты содержат старшие 16 битные номера начального кластера файла или каталога, что делает невозможным сохранение OS / 2 EA в FAT32 с использованием этого метода. .

Однако сторонний драйвер FAT32 устанавливаемой файловой системы (IFS) FAT32.IFS версии 0.70 и выше от Henk Kelder & Netlabs для OS / 2, eComStation и ArcaOS хранитенные атрибуты в дополнительных файлах с именами файлов, имеющими расширенные данные « ␠EA.␠SF », добавленную к обычному имени файла, которому они принадлежат. Драйвер также использует байт со смещением 0x0C в каталоге для хранения байта специальной метки, указывающего на наличие расширенных атрибутов, чтобы ускорить работу. (Это расширение критически несовместимо с методом FAT32 + для хранения файлов размером более 4 ГиБ минус 1 на томах FAT32.)

Расширенные атрибуты доступны через рабочий стол Workplace Shell через Сценарии REXX и системные подсистемы GUI и служебные программы программы (например, 4OS2 ).

для работы с его системой OS / 2 , Windows NT поддерживает обработку расширенных атрибутов в HPFS , NTFS , FAT12 и FAT16. Советники хранятся в FAT12, FAT16 и HPFS по точно такой же схеме. Но не поддерживает никаких других типов ADS , хранящихся на томах NTFS. При попытке попытаться использовать любой том ADS, кроме EAs, с тома NTFS на FAT или HPFS выдается сообщение с именами ADS, которые будут потеряны. не поддерживает метод FAT32.IFS для хранения советников на томах FAT32.

Windows 2000 и далее работает так же, как Windows NT, за исключением того, что игнорирует советники при к опирование в FAT32 без предупреждения (но показывает предупреждение для других ADS, таких как «Macintosh Finder Info» и «Macintosh Resource Fork»).

Cygwin также использует файлы » EA␠DATA.␠SF «.

Длинные имена файлов

Одной из целей взаимодействия с пользователем для разработчиков Windows 95 была возможность использовать длинные имена файлов ( LFN — до 255 UTF-16кодовых единиц файлов длиной ), в дополнение к классическим именам 8.3 (SFN). Для обратной и прямой совместимости LFN были реализованы как дополнительные функции расширения файловой системы FAT с использованием обходного пути в способе размещения записей каталога.

Этот прозрачный метод хранения длинных имен файловых систем FAT без изменений их структур обычно известен как VFAT(для «Virtual FAT») после драйвера виртуального устройства Windows 95 .

Операционные системы без поддержки VFAT по-прежнему могут без ограничений обращаться к файлам под своим коротким псевдонимом; однако связанные длинные имена файлов могут быть потеряны, когда файлы с регулярными именами копируются в системах, не поддерживающих VFAT.

В Windows NT поддержка длинных имен файлов VFAT началась с версии 3.5. .

Linux предоставляет драйвер файловой системы VFAT для работы с томами FAT с именами файлов VFAT. Некоторое время был доступен драйвер UVFAT для обеспечения комбинированной поддержки разрешений в стиле UMSDOS с возобновляемыми именами файлов VFAT.

OS / 2 добавила поддержку длинных файлов в FAT с использованием расширенных атрибутов (EA) до введения VFAT. Таким образом, длинные имена файлов VFAT невидимы для OS / 2, длинные имена файлов EA невидимы для Windows; поэтому опытным пользователям операционных систем придется вручную переименовывать файлы.

Human68K поддерживал до 18.3 имен файлов и (Shift JIS ) иероглифов в проприетарном варианте файловой системы FAT.

Для поддержки приложений Java в FlexOS IBM 4690 OS версия 2 была введена собственная виртуальная файловая система (VFS) архитектура для хранения длинных имен файлов в файловой системе FAT с обратной совместимостью. Если этот параметр включен, включены виртуальные имена файлов (VFN), доступные под отдельными буквами логических дисков, тогда как настоящие имена файлов (RFN) остаются доступными под исходными буквами дисков.

Форки и альтернативные потоки данных

Сама файловая система FAT не предназначена для поддержки альтернативных потоков данных (ADS ), но некоторые операционные системы, которые сильно зависит от них, разработали различные методы для их обработки на томах FAT. Такие методы либо сохраняют дополнительную информацию в дополнительных файлах и каталогах (классическая Mac OS и macOS ), либо придают новую семантику ранее используемым полям структур данных FAT на диске (OS / 2 и Windows NT ).

Mac OS, использующая PC Exchange , сохраняет свои сроки даты, атрибуты файлов и длинные имена файлов в скрытом файле под названием « FINDER.DAT », И вилки ресурсов (обычная ADS Mac OS) в подкаталоге с именем« RESOURCE.FRK »в каждом каталоге, где они используются. Начиная с версии PC Exchange 2.1, они хранятся длинные имена файлов Mac OS как стандартные длинные имена файлов FAT и преобразуют 31 символ, в уникальные 31-символьные имена файлов, которые можно сделать видимыми для приложений Macintosh.

macOS хранит вилки ресурсов и метаданные (атрибуты файлов, другие ADS) с использованием формата AppleDouble в скрытом файле с именем, составленным из имени файла владельца с префиксом « ._ «, а Finder сохраняет некоторые метаданные папок и файлов в скрытом файле с именем» .DS_Store «(но обратите внимание, что Finder использует .DS_Store даже в собственной файловой системе MacOS, HFS + ).

Разрешения и имена файлов UMSDOS

Ранние дистрибутивы GNU / Linux также поддерживали формат, известный как UMSDOS , вариант FAT с атрибутами файлов Unix (такими как длинное имя файла и доступ разрешения), хранящиеся в отдельном файле с именем « —linux -.— ». UMSDOS вышла из употребления после выпуска VFAT и не включена по умолчанию в Linux , начиная с версии 2.5.7. Некоторое время Linux также предоставляет комбинированную поддержку разрешений в стиле UMSDOS и длинных имен файлов VFAT через UVFAT .

. В 2007 году в открытом проекте FAT + предлагалось, как хранить файлы большего размера до 256 ГиБ минус 1 байт или 274 877 906 943 (2 — 1) байта на слегка модифицированных и обратно совместимых что дисковые инструменты или реализация FAT32, не знающие этого расширения, могут усекать или удалить файлы, превышающие нормальный предел размера файла FAT32. Поддержка FAT32 + и FAT16 + ограничена некоторыми версиями DR-DOS и недоступна в основных операционных системах. (Это расширение критически несовместимо с опцией / ​​EAS метод FAT32.IFS для хранения расширенных атрибутов OS / 2 на томах FAT32.)

Производные

Turbo FAT

В своей файловой системе NetWare (NWFS ) Novell реализовал сильно модифицированный вариант файловой системы FAT для операционной системы NetWare . Для файлов большего размера использовалась функция повышения производительности под названием Turbo FAT .

Хотя они напоминают те же основные идеи дизайна, что и FAT16 и FAT32 , структуры на диске FATX16 и FATX32 упрощены, но принципиально несовместимы с обычными файловыми системами FAT16 и FAT32, что делает невозможным использование обычных файловых систем. Драйверы файловой системы FAT для монтирования таких томов.

Размер незагрузочного сектора составляет 4 КиБ и он содержит 18-байтовую структуру, подобную BPB, полностью отличную от обычных BPB . Кластеры обычно имеют размер 16 КиБ, а на Xbox есть только одна копия FAT. Записи каталога имеют размер 64 байта вместо обычных 32 байтов . Файлы могут иметь длину до 42 символов с использованием набора символов OEM и иметь размер до 4 ГиБ минус 1 байт. Временные метки на диске содержат дату и время создания, изменения и доступа, но отличаются от FAT: в FAT эпоха равна 1980 ; в FATX эпоха 2000 . На Xbox 360 эпоха — 1980 год.

exFAT

exFAT — файловая система, представленная в Windows Embedded CE 6.0 в ноябре 2006 года и перенесено в семейство Windows NT с Vista Service Pack 1 и Windows XP Service Pack 3 (и / или отдельная установка Windows XP Update KB955704). Он частично основан на схеме размещения файлов, но несовместим, является собственностью и защищен патентами.

exFAT предназначен для использования на флэш-накопителя (например, SDXC и Memory Stick XC ), где иначе используется FAT32. Утилиты Microsoft GUI и формата требуют его в качестве альтернативы NTFS (и, для небольших разделов, FAT16B и FAT32 ). Тип раздела MBR — 0x07 (то же, что используется для IFS , HPFS и NTFS). Информация о логической геометрии, расположенная в VBR , хранится в формате, не напоминающем какой-либо вид BPB.

28 августа 2019 года Microsoft заявила, что сделает общедоступными техническую спецификацию exFAT, чтобы ее можно было использовать в ядре Linux и других систем.

Патенты

Microsoft подала заявку и получила ряд патентов на ключевые части файловой системы FAT в середине 1990-х годов. Windows 95 : патент США 5 579 517, патент США 5 745 902, патент США 5 758 352, патент США 6 286 013. Все четыре прототипа к расширению FAT: новые именами, впервые представлены в .

3 декабря 2003 г. Microsoft объявила, что будет предлагать использование лицензии на использование своей спецификации FAT и «специальной интеллектуальной собственности» по цене 0,25 доллара США за проданную единицу, с максимальным размером лицензионного соглашения 250 000 долларов за лицензионное соглашение. С этой целью Microsoft привела четыре патента на файловую FAT в качестве основания для своих требований интеллектуальной собственности.

В спецификации EFI FAT32 Microsoft специально предлагает ряд прав, которые многие читатели интерпретируют как разрешающие поставщика систем внедрять FAT.

Патенты сторонних организаций, влияющие на FAT, включают: Патент США 5,367,671, специфичные для атрибутов расширенного объекта OS / 2 (срок действия истек в 2011 г.).

Проблемы и судебные иски

Государственный патентный фонд (PUBPAT) представила доказательства в Бюро по патентам и товарным знакам США (USPTO) в 2004 году , оспаривая действительность патента США 5579517, включая ссылки на предшествующий уровень техники от Xerox и IBM. ВПТЗ США начало расследование и завершило его отклонение всех требований патента. В следующем году ВПТЗ США также объявило, что после процесса повторной экспертизы оно признало отклонение патента ‘517 и также признало патент США 5 758 352 недействительным на том основании, что патент имел неправильных правопреемников.

в 2006 году ВПТЗ США поставило, что особенности реализации системы Microsoft FAT были «новыми и неочевидными», отменив предыдущие решения и оставив патенты в силе.

В 2009 году Microsoft подала иск о нарушении патентных прав против TomTom , утверждая, что продукты производителя устройства нарушают патенты, связанные с VFAT Именами файлов. Некоторые продукты TomTom основаны на GNU / Linux , это был первый раз, когда Microsoft попыталась применить своиенты против платформы GNU / Linux. В следующем месяце иск был урегулирован во внесудебном порядке с соглашением о том, что Microsoft будет предоставлять доступ к четырем патентам TomTom, что TomTom откажется от поддержки имен файлов VFAT в своих продуктах и ​​что взамен Microsoft не будет добиваться судебного иска против TomTom за пятилетний срок действия мирового соглашения.

В октябре 2010 года Microsoft подала иск о нарушении патентных прав против Motorola , утверждая, что несколько патентов (включая два патента VFAT) не были лицензированы для использования в операционной системе Android . Они также подали жалобу в ЦМТ . Разработчики программного обеспечения с открытым исходным кодом разработали методы, предназначенные для обхода патентов Microsoft.

В 2013 году EP0618540 «общее пространство имен для длинных и коротких имен файлов» был признан недействительным в Германии. После того, как апелляция была отозвана, это вступило в силу 28 октября 2015 года.

Источник