22.06.21

Systemy plików FAT, FAT32

i różnice między nimi

Krzysztof Czyżyk
Marcin Bugaj

22.06.21

Systemy Plików

System plików określa to, jak informacje są zapisywane i
odczytywane. System plików definiuje także wielkość klastrów,
możliwe do użycia atrybuty plików oraz schemat poprawnych nazw
plików i katalogów - ich długość (np. system 8.3, system długich
nazw plików) i dopuszczalne znaki w nazwach. Najpopularniejsze
systemy plików to FAT16 (stosowany w MS-DOS, Windows 9x i
Windows NT), FAT32 (Windows 95 OSR2 i Windows 98) oraz NTFS
(Windows NT, 2K, XP, 2K3). Jedynym wspólnym systemem plików
wszystkich wersji Windows i MS-DOS jest FAT16. Inne popularne
systemy plików to: HPFS, CDFS i VFAT.

22.06.21

System plików FAT

FAT (File Allocation Table – tablica alokacji plików) jest to tablica opisująca,
w których klastrach dysku twardego lub dyskietki magnetycznej system
operacyjny ma szukać każdego z zapisanych na nim plików. FAT jest
tworzony podczas formatowania nośnika danych. Podczas zapisu pliku
informacje o nim są automatycznie zachowywane w tablicy FAT. Potocznie
przez FAT rozumie się FAT16 lub FAT32.

Wyróżniamy :

• FAT 16

• FAT 32

• FAT 12 (obsługa dyskietek)

22.06.21

Pliki i Katalogi

FAT jest strukturą przechowującą listę plików. Każdy plik i

podkatalog zawiera w katalogu nadrzędnym wpis określający

jego pierwszy klaster z danymi. Klaster ten zawiera liczbę

wskazującą na następny klaster z danymi albo określa koniec

pliku.

Podstawową jednostką logiczną do przechowywania danych

jest plik. Jest to kolekcja bajtów

tworząca spójną całość i

posiadająca nazwę do jednoznacznego zidentyfikowania go.

Pliki są

przechowywane w strukturze zwanej drzewem

katalogów, której korzeniem jest katalog główny.

Przy

pomocy tej struktury jesteśmy w stanie tworzyć nowe pliki,

katalogi i podkatalogi.

Każdy wpis do katalogu ma długość 32

bajtów. Jedyny katalog ze stałą pozycją to katalog

główny, i

tylko on może posiadać plik o atrybucie Volume Label,

rozmiar tego specjalnego

katalogu jest określony w BIOS

Parameter Block. Poniższa tabelka przedstawia format

każdego

wpisu do katalogu.

22.06.21

Offset

Rozmiar w bajtach

Opis

00h

Nazwa zbioru

08h

Rozszerzenie nazwy zbioru

0Bh

Atrybut

0Ch

Zarezerwowane dla Windows

0Dh

Utworzenie - znacznik

milisekundowy

0Eh

Czas utworzenia zbioru

10h

Data utworzenia zbioru

12h

Data ostatniego dostępu

14h

Zarezerwowane dla

FAT32

16h

Czas ostatniego zapisu

18h

Data ostatniego zapisu

1Ah

Numer pozycji zbioru w

tablicy

FAT

1Ch

Długość zbioru

22.06.21

•

nazwa i rozszerzenie Nazwa zbioru oraz jego rozszerzenie

identyfikują w sposób jednoznaczny ten zbiór. Są to ciągi dowolnych

znaków z wyjątkiem wszystkich poniżej 20h(oprócz 05h) oraz ∗”+, ./ :;

<=>?[\]|. Krótsze nazwy uzupełniane są spacjami, pierwszy

bajt

traktowany jest specjalnie (00h - nie ma już dalej wpisów do katalogu,

E5h plik usunięty).

•

Atrybut Jest to dodatkowa informacja dla różnych aplikacji na temat

tego pliku i jak

można go używać. W systemie

FAT

rozróżniamy sześć

atrybutów:

–

Read-Only ( Tylko do odczytu) - Tak oznaczony plik jest traktowany

specjalnie

w trakcie próby jego skasowania lub modyfikacji. Próba ta

jest

odrzucana

albo

jest

odrzucana

albo

wywoływany

jest

komunikat

żądający

wywoływany

jest

komunikat

żądający

potwierdzenia.

–

Hidden (Ukryty) - Atrybut ten określa pliki i katalogi, które nie są

wyświetlane

w drzewie katalogów podczas normalnych okoliczności

(wywoływanie funkcji bez

specjalnych atrybutów). W wielu programach

istnieje opcja pokaż/ukryj pliki z

atrybutem Hidden.

–

System - Atrybut ten służy do zaznaczania plików używanych przez

system operacyjny. Pliki takie nie powinny być modyfikowane ani

kasowane.

–

Volume Label - Każdy wolumin dyskowy może być opisany

identyfikującym go

napisem. Taki napis jest przechowany w katalogu

głównym jako plik z tymże atrybutem. Plik z takim atrybutem znajduje

się w katalogu głównym i powinien być

pierwszym wpisem.

22.06.21

–

Directory - Atrybut ten rozróżnia nam pliki zwykłe od katalogów (pliki

ze specjalną strukturą opisującą podkatalogi).

–

Archive - Atrybut ten jest głównie używany przez aplikacje

modyfikujące pliki oraz tworzące kopie zapasowe.

•

Zarezerwowane dla Windows NT Otrzymuje wartość 0 kiedy plik jest

tworzony i nigdy nie jest już używany.

•

Utworzenie - znacznik milisekundowy Z powodu ograniczenia tego

pola do 1 bajtu, liczone jest po 10 milisekund.

•

Data i czas tworzenia pliku 16-bitowe pola zawierające datę i czas

utworzenia pliku.Wartości nie są później zmieniane.

•

Data ostatniego dostępu Jest taką samą wartością jak wartość

ostatniego zapisu.

•

Zarezerwowane dla

FAT32

Informuje o używaniu dodatkowych

informacji na temat początkowego klastra. Dla FAT16 powinno być

ustawione na 0.

•

Czas i data ostatniego zapisu 16 bitowe pola zawierające czas i datę

ostatniego zapisu do pliku.

22.06.21

Klastry (Jednostki alokacji)

Najmniejszą jednostką służącą do przechowywania informacji na

dysku jest sektor zawierający

512 bajtów. W systemie FAT

pojedyncze sektory nie są używane. Nieporęczne jest zarządzanie

dyskiem, gdy pliki są podzielone na 512-bajtowe kawałki. Już

przy 2GB dysku ilość takich

kawałków wynosi ponad 4 miliony, a

trzymanie informacji na ich temat jest czasochłonne i w

znacznym stopniu obciąża zasoby.

System plików FAT grupuje

sektory w większe jednostki zwane klastrami (clusters, allocation

units). Rozmiar klastra jest uzależniony od rozmiaru partycji, im

większa partycja tym

większy klaster. Rozmiary te dla twardych

dysków mieszczą się w przedziale od 4 sektorów

(2048 bajtów) do

64 sektorów (32768 bajtów). Dla dyskietek rozmiary klastrów są

mniejsze,

czasami mogą być one nawet równe wielkości jednego

sektora.

Każdy plik musi być przechowywany w całkowitej liczbie

klastrów, nie może się zdarzyć,

że jeden klaster jest

współdzielony przez 2 pliki. Dlatego rozmiar klastrów jest tak

ważny –

od niego zależy efektywne użycie dysku.

Tablica alokacji plików jest używana do przechowywania ścieżek

klastrów do odpowiednich plików. System operacyjny na

podstawie wpisów w katalogu i tablicy alokacji plików

potrafi

zlokalizować gdzie są przechowywane dane określonego pliku.

FAT trzyma informacje

na temat wolnych klastrów, więc podczas

tworzenia nowego pliku lub zwiększania rozmiaru

system

operacyjny używa tablicy alokacji plików do znalezienia takich

klastrów.

22.06.21

Kasowanie i

odzyskiwanie plików

Zaletą systemu

FAT

jest możliwość odzyskania

skasowanych plików. Kasowanie

lików nie jest

równoznaczne z ich usunięciem z twardego dysku. System

nie kasuje plików, on po prostu

zaznacza te pliki jako

skasowane. Zostaje wstawiona wartość E5h jako pierwsza

litera nazwy

pliku. Jest to taki znacznik systemu

informujący, że dany plik został skasowany. Miejsce

zajmowane przez dany plik jest dostępne dla innych

plików, ale nie jest czyszczone. Jeśli klastry

skasowanego

pliku nie zostały powtórnie użyte to bardzo łatwo jest

odzyskać skasowane pliki.

22.06.21

FAT 16

FAT16 jest odmianą systemu plików FAT, z którego może korzystać

MS-DOS i Windows. Pierwsze pecety pracujące pod systemem DOS

miały architekturę 16-bitową. Oznaczało to, że ich system plików

mógł opisać tylko 216, czyli 65 535 klastrów. Początkowo klastry

były rozmiarowo równe fizycznym sektorom dysku twardego (512

bajtów), ale szybko okazało się, że w ten sposób można opisać

pojemność tylko 32 MB. Większy dysk twardy trzeba było dzielić

na partycje. W związku z tym postanowiono zwiększyć rozmiary

jednostek alokac

i. Problem zaczął się, gdy dyski przekroczyły

rozmiar gigabajta, a jednostki alokacji rozrosły się aż do 32

kilobajtów. Przy tak dużej jednostce alokacji notatka o wielkości

dwóch kilobajtów zmarnuje 30 kilobajtów miejsca. Plików tej

wielkości na dysku może być tysiące, co prowadzi do dużych strat

pojemności. FAT16 miał jeszcze jedno poważne ograniczenie –

obsługiwał partycje tylko do wielkości 2,1 gigabajta.

22.06.21

Struktura wolumenu FAT 16

Jedyn

różnic

pomiędzy folderem głównym a innymi folderami jest fakt,

e folder

główny wyst

puje w określonym miejscu i posiada stał

liczb

wpisów (dla dysku

twardego). Ilo

ść

wpisów na dyskietce zale

y od rozmiaru dyskietki.

Jeśli chodzi o zapis plików to w

strukturze folderów FAT pliki otrzymują pierwsze wolne

miejsce w wolumenie. Numer pocz

tkowego klastra jest adresem pierwszego klastra

ywanego przez plik. Każdy klaster zawiera wska

nik do następnego klastra w pliku

lub znacznik końca pliku (EOF) o wartości 0xFFFF wskazujący, że dany klaster jest

cem pliku.

22.06.21

Zalety i wady FAT 16

 Obsługiwany przez MS-DOS, Windows 95, Windows 98, Windows NT, Windows 2000 oraz
niektóre systemy operacyjne UNIX.

 Dostępnych jest wiele narzędzi do rozwiązywania problemów oraz odzyskiwania danych.

 Jeżeli nastąpi błąd przy uruchamianiu komputera, można uruchomić system używając dyskietki
startowej MS-DOS.
 Jest wydajny, zarówno pod względem szybkości, jak i przechowywania danych, w wolumenach
mniejszych niż 256 MB.
 Folder główny może pomieścić do 512 wpisów. Używanie długich nazw może znacznie obniżyć
ilość dostępnych pozycji.

 FAT16 jest ograniczony do 65 536 klastrów, jednak z powodu zarezerwowania niektórych
klastrów rzeczywisty limit wynosi 65 524.

 Sektor startowy nie posiada kopii zapasowej

 FAT16 nie posiada wbudowanych mechanizmów bezpieczeństwa ani kompresji plików.

 FAT16 może marnować przestrzeń dysku na większych dyskach wraz ze wzrostem rozmiaru
klastra. Przestrzeń przydzielana plikom zależy od ziarnistości przydziału klastrów, nie zaś
rozmiaru plików.

22.06.21

Micro$oft

wprowadził system plików FAT32 w

Windows

OSR2

. System ten wykorzystuje trzydziestodwubitową tablicę

FAT powiększając maksymalny rozmiar dysku do około 4 GB.

Wcześniejsze wersje systemów operacyjnych firmy

Microsoft

nie są w stanie odczytać danych zapisanych na tak

sformatowanym dysku.

Chociaż teoretycznie górny rozmiaru woluminu FAT32 wynosi 8

TB, praktyczne maksymalny rozmiar woluminu FAT32 dla

Windows

wynosi 32 GB, co umożliwia zapis całej tablicy FAT

w pamięci podręcznej i poprawę wydajność dysku twardego.

System FAT32 cechuje:

- maksymalny rozmiar partycji dysku mniejszy niż 32 GB.

- mniejszy rozmiar tworzonych jednostek alokacji.

- rozmiar jednostki alokacji większy niż 4 KB i mniejszy niż

32 KB.

FAT 32

22.06.21

Zalety i wady FAT 32



FAT32 nie ogranicza ilości pozycji folderu głównego.



Używa przestrzeni bardziej wydajnie niż FAT16. FAT32 używa mniejszych

klastrów (4 KB dla dysków do 8 GB), dając 10 do 15 procent wzrostu efektywności
wykorzystania przestrzeni dyskowej w porównaniu z dużymi dyskami FAT16.
FAT32 mniejsza także zasoby potrzebne do działania komputera.

 Sektor startowy dysków FAT32 został rozszerzony w celu zawarcia w nim
kopii zapasowych najważniejszych struktur danych. Oznacza to, że wolumeny
FAT32 są mniej podatne na uszkodzenia punktowe w porównaniu do wolumenów
FAT16.

 Największy wolumen FAT32 w systemie Windows 2000 posiada rozmiar ograniczony
do 32 GB.



Sektor startowy nie posiada kopii zapasowej.



FAT32 nie posiada wbudowanych mechanizmów bezpieczeństwa ani kompresji

plików

22.06.21

Różnica FAT32 w stosunku do FAT16

•

Obsługa dysków o pojemności do 2TB bez używania wielu woluminów

dyskowych.

•

Pozbycie się ograniczenia liczby plików i podkatalogów w katalogu głównym.

•

Boot rekord

FAT32

został włączony do kopii zapasowej krytycznych struktur

danych na

dysku. Powoduje to mniejszą podatność na ewentualne błędy.

•

Istnieje możliwość na dynamiczne zmiany rozmiaru partycji typu

FAT32

•

Boot rekord wymaga 2 sektorów (spowodowane jest to dodatkowymi

wpisami w BIOS

Parameter Block). Wynikiem tego jest zwiększona liczba

zarezerwowanych sektorów na

dysku.

•

Używanie dyskowego cache’u co pozwala z pomocą managera na

mapowanie danych

z dysku. Prowadzi to do wyeliminowania dodatkowych

operacji kopiowania danych z

dysku.

•

Używanie managera pamięci do przesyłania stroniconowanych porcji danych

bardzo efektywnie do pliku swap podczas bezczynności systemu. Jest to tylko

dostępne dla klastrów

większych niż 4K.

•

Boot rekord wymaga trzech sektorów ponieważ w BPB pojawiły się

dodatkowe wpisy.

Dodatkowe wpisy zawierają dwie kompletne kopie boot

rekordu, jak i sektor w którym

jest zapisany licznik wolnego miejsca oraz inne

informacje systemu plików.

•

Rozmiar wpisu do katalogu zwiększył się o 2 bajty – wskaźnik do pierwszego

klastra

pliku jest wielkości 4 bajtów.

•

w systemie plików FAT16 (File Allocation Table) nazwy plików mog

mieć

długo

ć maksymalnie o

miu znaków, po których następuje trzy znakowe

rozszerzenie (format 8.3). Natomiast w FAT32 pliki mog

mieć długie nazwy.

22.06.21

Powyższy rysunek dokładnie wyjaśnia różnice pomiędzy FAT 16 i FAT

32.

W FAT 16, 37 kilobajtowy dokument zajmuje 2 klastry po 32 KB,

marnując tym samym

27 KB cennego miejsca na twardym dysku,

które pozostają niewykorzystane.

W FAT 32, ten sam dokument

zajmuje 10 klastrów po 4 KB, marnując tylko 3 KB.

22.06.21

Poniższa tablica przedstawia ograniczenia związane z

sektorami i klastrami w FAT16 oraz

przed wszystkim

obrazuje

wielkość klastra (potencjalne straty) przy rosnących

wielkościach partycji (części) dysku twardego.

Pojemność dysku

(MB)

Rozmiar klastra w

FAT32

Rozmiar klastra w

FAT16

0-128 MB

4 KB

2 KB

129-256 MB

4 KB

257-512 MB

4 Kb

8 KB

513-1024 MB

4 KB

16 KB

1025-2048 MB

4 KB

32 KB

2049-8192 MB

4 KB

nie może być tak

dużych partycji

22.06.21

Dziękujemy



Document Outline

Slide 1
Slide 2
Slide 3
Slide 4
Slide 5
Slide 6
Slide 7
Slide 8
Slide 9
Slide 10
Slide 11
Slide 12
Slide 13
Slide 14
Slide 15
Slide 16
Slide 17
Slide 18

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Porównanie systemu plików NTFS z systemami plików FAT i FAT32
Systemy plików FAT,FAT32 i praca z plikami
m System plików FAT
Wady i Zalety Systemów Plików FAT, Systemy plików
System plików FAT, edukacja i nauka, Informatyka
Porównanie systemów plików FAT, technik informatyk, soisk utk
1. System plików FAT. (typ adresowania, Informatyka, Technik informatyki
Logiczna struktura dyskietki dla systemu plikow FAT
Wszystko o systemie plików fat xp
m System plików FAT
Systemy plików FAT i NTFS
Systemy plikow FAT NTFS
systemy plików FAT12, FAT16, FAT32, NTFS
Systemy plików na przykładzie FAT32 i NTFS
jakie sa róznice miedzy systemami podatkowymi poszczególnych
Systemy plików na przykładzie FAT32 i NTFS
SO8 Systemy plików

więcej podobnych podstron

systemy plików FAT,FAT32 i różnice między nimi

Document Outline