fat文件系统详解

『壹』 windows下,磁盘的文件系统有哪几种简述NTFS系统相对其他文件系统的好处是什

常见的文件系统大多是FAT或NTFS。

一、FAT文件系统：

1、FAT16格式

其中FAT16是自DOS、Windows 3.x以来广泛使用的硬盘分区格式，是传统的16位文件系统。它有极好的兼容性，DOS、Windows 、Windows NT的各种版本，以及其他各类操作系统都支持FAT16。它相对速度快， CPU资源耗用少，所以至今仍是各类机器硬盘常用的分区格式。但是传统FAT16得不支持长文件名，受到8＋3，即8个字符的文件名加3个字符扩展名的限制。单个分区的最大尺寸为2GB，单个硬盘的最大容量一般不能超过8GB，所以如果硬盘容量超过8GB，8GB以上空间则因无法利用而浪费。

2、FAT32格式

FAT32是Windows 95 OSR2版开始推出兼容16位的32位文件系统。最大特点为使用较小的簇（每簇仅为4KB）分配文件单元，大大提高硬盘空间利用率，减少了浪费。单个硬盘的最大容量达到2TB（1TB=1024GB），为海量硬盘的使用者提供了方便。它支持长文件名，能很好运行 DOS、Windows 95－2000的各种版本，但系统开销要大于FAT16。这种文件系统的安全性仍然较差。目前，支持这一磁盘分区格式的操作系统有Win 97、Win 98和Win 2000/XP。但是，这种分区格式也有它的缺点，首先是采用FAT32格式分区的磁盘，由于文件分配表的扩大，运行速度比采用FAT16格式分区的硬盘要慢；另外，由于DOS系统和某些早期的应用软件不支持这种分区格式，所以采用这种分区格式后，就无法再使用老的DOS操作系统和某些旧的应用软件了。

二、NTFS文件系统

NTFS具有FAT的所有基本功能，并提供了优于FAT和FAT 32文件系统的特点：

1、更好的文件安全性和更大的磁盘压缩。 支持大磁盘，最大可达2tb（NTFS的最大驱动器容量远远大于FAT的最大驱动器容量，并且随着驱动器容量的增加，NTFS的性能并不下降，这与FAT有很大不同）。

2、可以在安装过程中，将现有的分区转换为NTFS。也可以在安装后的任何时候，通过在命令提示符下使用convert.exe程序，将文件系统从FAT转换为NTFS。但是只有Windows NT/2000/XP才能识别NTFS系统，Windows 9x/Me以及DOS等操作系统都不能支持、识别NTFS格式的磁盘。

3、由于DOS系统不支持NTFS系统，所以最好不要将C：盘制作为NTFS系统，这样在系统崩溃后便于在DOS系统下修复。但是NTFS文件系统存在一个明显的不足，就是如果使用NTFS格式化分区，那么只有Windows 2000可以访问在该分区上创建的文件，其他操作系统不能使用Windows 2000 NTFS分区。

NTFS文件系统也不是全都是优点，有些操作还是需要FAT文件系统中运行的。

『贰』 u盘中FAT32，NTFS,等文件系统是什么意思

FAT32，NTFS都是硬盘分区格式的类型。

FAT32

FAT32指的是文件分配表是采用32位二进制数记录管理的磁盘文件管理方式，因FAT类文件系统的核心是文件分配表，命局塌名由此得来，FAT32只能支持32GB分区，单个文件也只能支持最大4GB。

NTFS

NTFS分区是New Technology File System的缩写，为Windows NT 系列所设计，被用来代替File Allocation Table（FAT）文件系统。

NTFS 提供长文件名、数据保护和恢复，并通过目录和文桐槐圆件许可实现安全性。NTFS 支持大硬盘和在多个硬盘上存储文件(称为卷)。NTFS可以支持的分区(如果采用动态磁盘则称为卷)大小可以达到2TB。

(2)fat文件系统详解扩展阅读

FAT32和NTFS的区别

1、磁盘分区容量区别

NTFS可以支持的分区(如果采用动态磁盘则称为卷)大小可以达到2TB（2048GB）,而FAT32支持分区的大小最大为32GB。

2、单个文件容量区别

FAT32在实际运行中不支持单个文件大于4GB的文件，一旦超过容量限制那么系统就会提示磁盘空间不足。NTFS就目前来说已经突破了单个文件4GB的容量限制，目前来说似乎没容量限制，只要硬盘空间容量有多大，那么就NTFS就可以分到多大。

3、安全方面区别明态

FAT32文件安全设置：不支持；NTFS文件安全设置：支持。

『叁』 FAT是什么格式

FAT不是指格式，FAT是文件配置表（全称是File Allocation Table），是一种由微软发明并拥有部分专利的文件系统，供MS-DOS使用，也是所有非NT核心的微软窗口使用的文件系统。

一个FAT文件系统包括四个不同的部分。保留扇区，位于最开始的位置。第一个保留扇区是引导区（分区启动记录）；FAT区域，它包含有两份文件分配表，是分区信息的映射表；根目录区域，它是在根目录中存储文件和目录信息的目录表；数据区域，是实际的文件和目录数据存储的区域。

(3)fat文件系统详解扩展阅读：

FAT的最大分区

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。

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。

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。

『肆』 请简述FAT、FAT32、和NTFS三种文件系统的区别

在推出fat32文件系统之前，通常pc机使用的文件系统是fat16。像基于ms-dos，win
95等系统都采用了fat16文件系统。在win
9x下，fat16支持的分区最大为2gb。我们知道计算机将信息保存在硬盘上称为“簇”的区域内。使用的簇越小，保存信息的效率就越高。在fat16的情况下，分区越大簇就相应的要增大，存储效率就越低，势必造成存储空间的浪费。并且随着计算机硬件和应用的不断提高，fat16文件系统已不能很好地适应系统的要求。在这种情况下，推出了增强的文件系统fat32。同fat16相比，fat32主要具有以下特点：
1.
同fat16相比fat32最大的优点是可以支持的磁盘大小达到2tb（2047gb），但是不能支持小于512mb的分区。基于fat32的win
2000可以支持分区最大为32gb；而基于
fat16的win
2000支持的分区最大为4gb。
2.
由于采用了更小的簇，fat32文件系统可以更有效率地保存信息。如两个分区大小都为2gb，一个分区采用了fat16文件系统，另一个分区采用了fat32文件系统。采用fat16的分区的簇大小为32kb，而fat32分区的簇只有4kb的大小。这样fat32就比fat16的存储效率要高很多，通常情况下可以提高15%。
3.
fat32文件系统可以重新定位根目录和使用fat的备份副本。另外fat32分区的启动记录被

『伍』 一、嵌入式之FAT32文件系统(1)

参考文件

FAT32文件系统有几个基本的几个概念:

先拿一个真实的4G SD卡分析数据：

使用winhex物理方式查看，截一部分图:

全称Master Boot Record，即主引导记录。
主引导记录分为两个部分，一个部分是前446字节，另外一个部分是后64字节。

前446个字节，一般取值为0，不过有的时候也会有其他的设置值。

这部分也叫DPT，全称Disk Partition Table，即磁盘分区表。
磁盘分区表有4个区，每个区有16字节，总体是64字节。因此，MBR字节数为512字节，刚好是一个扇区的数量。

DPT的4个部分，每一个部分的16字节含义如下表:

00 82 03 00 0B E6 DC CA 00 20 00 00 00 E0 ED 00(16进制)

这里，就贴出来上面截图的数据内容。(我们使用的是小字节序)
0x00 ：
通常的取值。

0x82 ：
开始磁头。

0x03 0x00 ：
实际为0x0003，按照2进制编码为0000 0000 0000 0011。
那么开始扇区为:0。
开始柱面为:3。

0x0B ：
分区类型，为Win95 FAT32类型。

0xE6 ：
结束磁头为230。

0xDC 0xCA：
实际为0xCADC，按照2进制编码为1101 1100 1100 1010。
那么结束扇区为:55。
结束柱面为:220。

0x00 0x20 0x00 0x00 ：
实际为：0x00002000，也就是8192，为分区的开始扇区地址。那么我们后面就可以从这里去找DBR。

0x00 0xE0 0xED 0x00 :
实际为:0x00EDE000，也就是15589376，为分区的总扇区数。
从这里其实可以算出SD卡的容量。
也就是：
分区大小：15589376x512 = 7981760512。这个值大约是7.612G。
从物理0地址到起始地址:8192*512 = 4194304
那么总容量为:7981760512+4194304 = 7985954816。

该部分包括一个叫BPB的内容。

先截出DBR部分的实际SD卡上的内容：

在WinHex下使用逻辑磁盘打开FAT32文件系统的存储介质来看，偏移位置与表示的含义有如下表所示:

25字节的分区块(BPB):

扩展分区BPB:

按照定义，将实际的图 MBR.png分析如下：
从偏移为0x0BH地址开始：
00 02 10 96 04 02 00 00 00 00 F8 00 00 3F 00 FF 00 00 20 00 00 00 E0 ED 00 B5 1D 00 00

00 02 :
即0x0200，表示扇区字节数，也就是512字节。

10:
即0x10，每簇扇区数为16。也就是16 512=8 1024=8K。

96 04：
即0x0496，保留扇区数为1174。

02：
即0x02，FAT表份数为2。

00 00：
即0x0000，为保留。

00 00：
即0x0000，为保留。

F8：
即为本地硬盘。

00 00：
即0x0000，为保留。

3F 00：
即0x003F，即每磁道扇区数为63。

FF 00：
即0x00FF，即磁头数为255。

00 20 00 00：
即0x00002000，即隐藏扇区数为8192。

00 E0 ED 00：
即0x00EDE000，即磁盘总扇区数为15589376。

B5 1D 00 00 ：
即0x001DB5，即FAT表占用扇区数为7605。

好了，根据这些内容，可以计算出两个参数：

FAT1的开始扇区 = 分区开始扇区+ 保留扇区=8192+1174 = 9366。
FAT2的开始扇区 = FAT1的开始扇区+FAT表占用的大小 = 9366 + 7605 = 16971。
首目录簇 = FAT1的开始扇区+FAT的表份数 x FAT表占用的大小=9366+2*7605 = 24576。

继续追踪，找到首目录簇中的已经新建的文件。

现在，先解析粘贴出来的每个部分的内容的含义。

具体内容下面的FAT中会说。

a.txt部分的解析：
41 20 20 20 20 20 20 20 54 58 54 20 18 8B 2A 90
96 4A A1 4A 00 00 0F 8C A1 4A 03 00 10 00 00 00

41 20 20 20 20 20 20 20：
表示文件名:“A TXT”

20 ：
表示的是文件的属性。归档。

18：
为系统保留。

8B：
创建时间的10ms位。也就是1390ms。

2A 90：
也就是0x902A，换成2进制为1001 0000 0010 1010 。表示的是创建时间。
细分如下:

则时间值为:
时:0x12 = 18，
分:0x1 = 1，
秒:0xAx 2s + 1390ms= 10x 2s + (1390ms) = 21s，
所以创建时间为18:01:21。

96 4A：
也就是0x4A96，换成2进制为0100 1010 1001 0110，表示的是创建日期。
细分如下:

则日期值为:
年:1980+0x25 = 2017，
月:0x4 = 4，
日:0x16= 22，

所以，创建日期为2017年4月22日。

A1 4A：
也就是0x4AA1，换成2进制为0100 1010 1010 0001，表示的是最后访问日期。
则日期为：
年:1980+0x25 = 2017，
月:0x5 = 5，
日:0x1= 1，
所以，最后访问日期为2017年5月1日。

00 00：
起始簇高16位。

0F 8C：
也就是0x8C0F，换成2进制为1000 1100 0000 1111，表示的是最近修改时间。

时:0x11 = 17，
分:0x20 = 32，
秒:0xf x 2 = 30s，
所以最近修改时间为17:32:30。

A1 4A：
也就是0x4AA1，换成2进制为0100 1010 1010 0001，表示的是最近修改日期。
则日期为：
年:1980+0x25 = 2017，
月:0x5 = 5，
日:0x1= 1，
所以，最近修改日期为2017年5月1日。

03 00：
即0x0003，表示起始簇低16位，也就是说，起始簇高位与起始簇低位相或，得到0x00000003，起始簇为3。

10 00 00 00：
即0x00000010，表示文件数据长度，也就是16字节。

分析完a.txt，b.txt也一样分析即可。

从而可以得到的是，a.txt的内容位置在:(3-2)*16+24576 = 24592上。
后使用winhex进行验证，确认是正确的。

文件分配表(FAT)，是FAT文件系统中用于磁盘数据索引和定位而引进的一种链式结构。在FAT文件系统中，文件的存储依照FAT表制定的簇链式数据结构来进行。同时，FAT文件系统将组织数据时使用的目录也抽象为文件，以简化对数据的管理。

如DBR所述，偏移0EH处存储了保留扇区的个数，而保留扇区数指的就是当前分区内DBR到FAT表之间的所有扇区的个数（包括DBR但不包括FAT表）。据此，可以定位FAT表所在的起始偏移位置了。

如DBR所述，偏移24H处存储了保留扇区的个数，知道FAT2是紧邻FAT1的。那么FAT2表的位置为:FAT1的起始偏移地址+FAT1的大小。

FAT表由一系列大小相等的FAT表项组成，它有如下特性：

在FAT32文件系统中，根目录的位置不再硬性地固定，可以存储在分区内可寻址的任意簇内，不过通常根目录是最早建立的(格式化就生成了)目录表。所以，我们看到的情况基本上都是根目录首簇紧邻FAT2，占簇区顺序上的第1个簇（即2号簇）。同时，FAT32文件系统将根目录当做普通的数据文件来看，所有没有了目录项数的限制，在需要的时候可以分配空簇，存储更多的目录项。

对于短文件名格式的目录项：

注意:*表示此字段在段文件目录项中，不可取值0FH。若取值为0FH，目录段为长文件名目录段。

0BH字段取值如下:

FAT32的一个重要的特点是完全支持长文件名。长文件名依然是记录在目录项中的。为了低版本的OS或程序能正确读取长文件名文件，系统自动为所有长文件名文件创建了一个对应的短文件名，使对应数据既可以用长文件名寻址，也可以用短文件名寻址。不支持长文件名的OS或程序会忽略它认为不合法的长文件名字段，而支持长文件名的OS或程序则会以长文件名为显式项来记录和编辑，并隐藏起短文件名。

长文件名的实现有赖于目录项第12字节属性字节，当此字节的值为0FH时，支持长文件名的系统会将其当做长文件名的依据，而只支持短文件名的系统会认为是异常而忽略掉。系统将长文件名以13个字符为单位进行切割，每一组占据一个目录项。所以可能一个文件需要多个目录项，这时长文件名的各个目录项按倒序排列在目录表中，以防与其他文件名混淆。
长文件名中的字符采用unicode形式编码，每个字符占据2字节的空间。其目录项定义如: