文件分配表

不同的操作系統所使用的文件系統不盡相同，在個人計算機上常用的操作系統中，DOS 6.x及以下版本和Windows 3.x使用FAT16；OS/2使用HPFS；Windows NT則使用NTFS；而MS-DOS7.10/8.0（Windows 95OSR2及Windows 98自帶的DOS）及ROM-DOS 7.x同時提供了FAT16及FAT32供用戶選用。其中我們接觸最多的是FAT16、FAT32文件系統。FAT16在DOS時代得到廣泛的應用，一般不常見了。FAT32是FAT16的升級版本，這種格式採用32位的文件分配表，對磁碟的管理能力大大增強，突破了FAT16對每一個分區的容量只有2gb的限制。運用FAT32的分區格式后，用戶可以將一個大硬碟定義成一個分區，而不必分為幾個分區使用，大大方便了對硬碟的管理工作。而且，FAT32還具有一個最大的優點：在一個不超過8gb的分區中，FAT32分區格式的每個簇容量都固定為4kb，與FAT16相比，可以大大地減少硬碟空間的浪費，提高了硬碟利用效率。雖然在安全性和穩定性上比不上NTFS格式，但它有個最大的優點，那就是兼容性好，幾乎所有的操作系統都識別該格式，包括DOS6.0、Win9X、WinNT、Win2000和 WinXP。

Windows95 OSR2和Windows 98開始支持FAT32 文件系統，它是對早期DOS的FAT16文件系統的增強，由於文件系統的核心--文件分配表FAT由16位擴充為32位，所以稱為FAT32文件系統。

在一邏輯盤（硬碟的一分區）超過 512兆位元組時使用這種格式，會更高效地存儲數據，減少硬碟空間的浪費，一般還會使程序運行加快，使用的計算機系統資源更少，因此是使用大容量硬碟存儲文件的極有效的系統。

（一）FAT32 文件系統將邏輯盤的空間劃分為三部分，依次是引導區（BOOT區）、文件分配表區（FAT區）、數據區（DATA區）。引導區和文件分配表區又合稱為系統區。

（二）引導區只佔一個扇區，保存了該邏輯盤每扇區位元組數，每簇對應的扇區數等等重要參數和引導記錄。之後還留有31個保留扇區。而FAT16文件系統的引導區只佔用一個扇區，沒有保留扇區。

（三）文件分配表區共保存了兩個相同的文件分配表，因為文件所佔用的存儲空間（簇鏈）及空閑空間的管理都是通過FAT實現的，FAT如此重要，保存兩個以便第一個損壞時，還有第二個可用。文件系統對數據區的存儲空間是按簇進行劃分和管理的，簇是空間分配和回收的基本單位，即，一個文件總是佔用若干個整簇，文件所使用的最後一簇剩餘的空間就不再使用，而是浪費掉了。

從統計學上講，平均每個文件浪費0.5簇的空間，簇越大，存儲文件時空間浪費越多，利用率越低。因此，簇的大小決定了該盤數據區的利用率。FAT16系統簇號用16位二進位數表示，從0002H到FFEFH個可用簇號（FFF0H到FFFFH另有定義，用來表示壞簇，文件結束簇等），允許每一邏輯盤的數據區最多不超過FFEDH（65518）個簇。FAT32系統簇號改用32位二進位數表示，大致從00000002H到FFFFFEFFH個可用簇號。FAT表按順序依次記錄了該盤各簇的使用情況，是一種位示圖法。

每簇的使用情況用32位二進位填寫，未被分配的簇相應位置寫零；壞簇相應位置填入特定值；已分配的簇相應位置填入非零值，具體為：如果該簇是文件的最後一簇，填入的值為FFFFFF0FH，如果該簇不是文件的最後一簇，填入的值為該文件佔用的下一個簇的簇號，這樣，正好將文件佔用的各簇構成一個簇鏈，保存在FAT表中。00000000H、00000001H兩簇號不使用，其對應的兩個DWORD位置（FAT表開頭的8個位元組）用來存放該盤介質類型編號。FAT表的大小就由該邏輯盤數據區共有多少簇所決定，取整數個扇區。

FAT32系統一簇對應8個邏輯相鄰的扇區，理論上，這種用法所能管理的邏輯盤容量上限為16TB（16384GB），容量大於16TB時，可以用一簇對應16個扇區，依此類推。FAT16系統在邏輯盤容量介於128MB到256MB時，一簇對應8個扇區，容量介於256MB到512MB時，一簇對應16個扇區，容量介於512MB到1GB時，一簇對應32個扇區，容量介於1GB到2GB時，一簇對應32個扇區，超出2GB的部分無法使用。顯然，對於容量大於512MB的邏輯盤，採用FAT32的簇比採用FAT16的簇小很多，大大減少了空間的浪費。

但是，對於容量小於512MB的盤，採用FAT32雖然一簇8個扇區，比使用FAT16一簇16個扇區，簇有所減小，但FAT32的FAT表較大，佔用空間較多，總數據區被減少，兩者相抵，實際並不能增加有效存儲空間，所以微軟建議對小於512M的邏輯盤不使用FAT32。

另外，對於使用FAT16文件系統的用戶提一建議，硬碟分區時，不要將分區（邏輯盤）容量正好設為某一區間的下限，例：將一邏輯盤容量設為1100M（稍大於1024M），則使用時其有效存儲容量比分區為950M的一般還少，因其簇大一倍，浪費的空間較多。還有，使用FDISK等對分區指定容量時，由於對1MB的定義不一樣（標準的二進位的1MB為1048576B，有的系統將1MB理解為1000000B，1000KB等），及每個分區需從新磁軌開始等因素，實際分配的容量可能稍大於指定的容量，亦需注意掌握。

根目錄區（ROOT區）不再是固定區域、固定大小，可看作是數據區的一部分。因為根目錄已改為根目錄文件，採用與子目錄文件相同的管理方式，一般情況下從第二簇開始使用，大小視需要增加，因此根目錄下的文件數目不再受最多512的限制。FAT16文件系統的根目錄區（ROOT區）是固定區域、固定大小的，是從FAT區之後緊接著的32個扇區，最多保存512個目錄項，作為系統區的一部分。

目錄區中的目錄項變化較多，一個目錄項仍佔32位元組，可以是文件目錄項、子目錄項、卷標項（僅根目錄有）、已刪除目錄項、長文件名目錄項等。目錄項中原來在DOS下保留未用的10個位元組都有了新的定義，全部32位元組的定義如下：

⑴ 0-- 7位元組 文件正名。

⑵ 8--10位元組 文件擴展名。

⑶ 11位元組文件屬性，按二進位位定義，最高兩位保留未用，0至5位分別是只讀位、隱藏位、系統位、卷標位、子目錄位、歸檔位。

⑷ 11--13位元組 僅長文件名目錄項用，用來存儲其對應的短文件名目錄項的文件名位元組校驗和等。

⑸ 13--15位元組 24位二進位的文件建立時間，其中的高5位為小時，次6位為分鐘。

⑹ 16--17位元組 16位二進位的文件建立日期，其中的高7位為相對於1980年的年份值，次4位為月份，后5位為月內日期。

⑺ 18--19位元組 16位二進位的文件最新訪問日期，定義同⑹。

⑻ 20--21位元組 起始簇號的高16位。

⑼ 22--23位元組 16位二進位的文件最新修改時間，其中的高5位為小時，次6位為分鐘，后5位的二倍為秒數。

⑽24--25位元組 16位二進位的文件最新修改日期，定義同⑹。

⑾26--27位元組 起始簇號的低16位。

⑿28--31位元組 32位的文件位元組長度。

其中第⑷至⑻項為以後陸續定義的。對於子目錄項，其⑿為零；已刪除目錄項的首位元組值為E5H。在可以使用長文件名的FAT32系統中，文件目錄項保存該文件的短文件名，長文件名用若干個長文件名目錄項保存，長文件名目錄項倒序排在文件短目錄項前面，全部是採用雙位元組內碼保存的，每一項最多保存十三個字元內碼，首位元組指明是長文件名的第幾項，11位元組一般為0FH，12位元組指明類型，13位元組為校驗和，26--27位元組為零。

以前版本的 Windows 和DOS與 FAT32 不兼容，不能識別FAT32分區，有些程序也依賴於 FAT16 文件系統，不能和 FAT32驅動器一道工作。將硬碟轉換為 FAT32，就不能再用雙引導運行以前版本的 Windows（Windows 95 [Version 4.00.950]、Windows NT 3.x、Windows NT 4.0和 Windows 3.x）。

如何將NTFS格式轉換為FAT32格式

要想使用啟動盤啟動安裝，那麼活動分區就必須是FAT格式的，我們可以使用Partition Magic軟體進行轉換。

啟動Partition Magic，在軟體主窗口中可以查看到硬碟各個分區的情況。在NTFS分區上點右鍵，選擇“轉換”，在彈出的轉換分區窗口中的文件系統中選擇“FAT32”，最後單擊“確定”，重新啟動后該分區就成功轉換成為FAT32格式的了。

如果你在C盤下安裝的Win2000或WinXP採用了默認的NTFS格式，那麼使用Win98啟動盤進行啟動安裝將不能成功，這時你就不得不去了解一下分區格式NTFS和FAT了。

NTFS分區格式是跟隨Windows NT系統產生的，它顯著的優點是安全性和穩定性極其出色，在使用中不易產生文件碎片，對硬碟的空間利用及軟體的運行速度都有好處。它能對用戶的操作進行記錄，通過對用戶許可權進行非常嚴格的限制，使每個用戶只能按照系統賦予的許可權進行操作，充分保護了網路系統與數據的安全。除了Windows NT外，Win 2000和Win XP也都支持這種硬碟分區格式。但因為DOS和Win98是在NTFS格式之前推出的，所以並不能識別NTFS格式。