Файловая система FAT32

Введение

FAT (File Allocation Table), то есть таблица размещения файлов, является термином, относящимся к одному из методов реализации файловой системы на диске. Такая таблица сохраняет данные о файлах, расположенных на жёстком диске, в формате последовательного числового набора, определяющего расположение всех участков всех файлов. При помощи этой таблицы операционная система определяет, какие именно кластеры отведены под требуемый файл. Какое-то время FAT была самой широко используемой файловой системой и поддерживалась практически всеми операционными системами. Вначале она имела двенадцать разрядов, что позволяло работать с дискетами и логическими дисками, имеющими объём не больше 16 Мбайт. В MS-DOS версии 3.0 таблица FAT превратилась в шестнадцати разрядную таблицу, что позволило поддерживать диски большего объёма, а для дисков, размером до двух Гбайт стала применяться 32-х разрядная таблица FAT.

Файловая система FAT32

Файловая система FAT32 использовалась в операционных системах Windows 95 OSR2, Windows 98 и Windows Millennium Edition. Она применяет 32-х разрядную идентификацию кластеров, но вместе с тем старшие четыре бита находятся в резерве, поскольку эффективный размер идентификатора кластера равняется 28-ми битам. Так как наибольший размер кластеров FAT32 равняется 32 Кбайт, то в теории система способна обрабатывать 8-ми терабитные тома. Windows 2000 внёс ограничения на размеры новых томов FAT32 до 32-х Гбайт, но способен поддерживать имеющиеся тома FАТ32, обладающие большими размерами (сформированными другими операционными системами). Поскольку FAT32 поддерживает большее количество кластеров, чем FAT 16, то и управляет дисками она более эффективно. FAT32 способна применять кластеры, размером 512 байт, для томов объёмом до 128 Мбайт.

Файловая система FAT 32 в Windows 98 применялась как основная. С данной операционной системой идёт специализированная программа, которая может преобразовать диск из FAT 16 в FAT 32. Windows NT и Windows 2000 также могли применять файловую систему FAT, и это позволяло загружать компьютер с DOS-диска и обладать полным доступом ко всем файлам. Но отдельные самые прогрессивные возможности Windows NT и Windows 2000 обеспечивались их отдельной файловой системой NTFS (NT File System). Она позволяла формировать на диске разделы размером до двух Тбайт, как и FAT 32, но, помимо этого, NTFS имела функцию сжатия файлов, обеспечения безопасности, а также аудита, требуемые при использовании сети Интернет. В Windows 2000 была реализована поддержка файловой системы FAT 32. При установке операционной системы Windows NT сначала используется FAT, но после окончания установки по желанию пользователя могла быть выполнена конвертация в NTFS. Эта процедура могла быть исполнена и позднее при помощи утилиты Convert.exe, входящей в состав операционной системы. Но дисковые разделы, которые прошли преобразование в систему NTFS, остаются недоступными для иных операционных систем. Для возврата к системе FAT, нужно было выполнить удаление раздела NTFS, а на его месте вновь сформировать раздел FAT. Для Windows 2000 имелась возможность использовать как файловую систему FAT 32, так и NTFS.

Возможности файловой системы FАТ32 в сравнении с FAT16 существенно более обширные. Основным достоинством является то, что FАТ32 способа поддерживать диски объёмом до двух Гбайт и работать с кластерами меньших размеров, что сильно уменьшает размеры неиспользуемого дискового пространства. К примеру, жёсткий диск, имеющий размер два Гбайт в FAT16 применяет кластеры, имеющие размеры по 32 Кбайт, а в FAT32 кластеры имеют размер по четыре Кбайт. Для сохранения совместимости с уже разработанными программными приложениями, сетевыми подключениями и драйверами модулей, система FAT32 была выполнена с минимумом коррекций в архитектуре, интерфейсах API, структурной организации внутренней информации и дисковом формате. Однако, поскольку размеры компонентов таблицы FAT32 составляли четыре байта, то набор многих внутренних и дисковых структур данных, а также интерфейсы API нужно было пересматривать и расширять. Некоторые API на дисках с системой FАТ32 блокировались, чтобы наследственные утилиты диска не могли повредить информацию на дисках FAT32. На основной массе программных приложений данных коррекции никак не отразились. Уже существовавшие к тому времени наборы инструментов и драйверов могли функционировать и на дисках FAT32. Тем не менее, драйверы блочных модулей MS-DOS (к примеру, Aspidisk.sys) и утилиты диска нужно было модифицировать, чтобы они смогли поддерживать FAT32. Весь набор дисковых утилит, которые поставлял Microsoft, в частности Format, Fdisk, Defrag, а также ScanDisk, были преобразованы для поддержки системы FAT32.

Таким образом, система FAT32 имела следующие преимущества по сравнению с предыдущими версиями файловой системы FAT:

1. Поддержка дисков, имеющих размер до двух Тбайт.
2. Эффективная организация дискового пространства. Применение кластеров небольшого размера (4 кбайт для дисков, имеющих размер до восьми Гбайт), что давало возможность экономии до пятнадцати процентов дискового пространства для больших дисков.
3. Корневой каталог FAT 32 и все другие каталоги не имели ограничений по размерам, каталог представлял собой цепочку кластеров и мог располагаться в любых местах на диске.
4. Повышенная надёжность. FAT32 могла выполнить перемещение корневого каталога использовать резервную копию FAT. Помимо этого, загрузочная запись на дисках FАТ32 была расширена и включала резервную копию самых важных структур информационных данных, а это означало, что диски системы FАТ32 не так чувствительны к появлению небольших сбойных зон.
5. Программные приложения стали загружаться на пятьдесят процентов быстрее.