Fat文件系统原理介绍

什么是Fat文件系统

Fat文件系统（File Allocation Table，文件分配表）是一种应用广泛的文件系统，被广泛应用于磁盘和其他存储设备上。它最早是由微软公司在DOS操作系统中开发出来的，现在已经成为了Windows操作系统的重要组成部分。Fat文件系统采用了简单的分配方案，被广泛应用于闪存驱动器、SD卡、USB存储设备等。

Fat文件系统的原理

Fat文件系统采用了链式分配（Linked Allocation）方案，通过文件分配表来管理文件的分配状态，支持检查和修复文件系统中的错误。在Fat文件系统中，每个文件夹或文件都有一个32字节的文件目录项，其中存储了文件名、文件大小、数据起始块等信息。除此之外，Fat文件系统还有一个卷标项，包含了文件系统的容量、文件系统上每个簇的大小等信息。

Fat文件系统会将磁盘分割成许多大小相等的簇进行管理。每个簇包含多个扇区，通常大小为2KB，4KB或8KB。当用户创建文件或修改文件内容时，Fat文件系统会先寻找空闲的簇进行分配，分配后，就会在文件分配表中记录该簇被分配给哪个文件。在读取文件时，系统会根据文件的数据起始块获取每个块的编号，根据文件分配表获取每个块的物理地址，最终获取文件的内容并传输给用户。

Fat文件系统的示例说明

下面是两个使用Fat文件系统的示例:

示例一

假设有一块大小为16个扇区的磁盘，并将其格式化为Fat16文件系统。那么，每个簇的大小为2个扇区，总共会有8个簇。接下来，将一个大小为10个扇区的文件保存在这个磁盘中。根据Fat文件系统的分配规则，该文件会被分配到第一个簇和第二个簇中，每个簇占用2个扇区，共4个扇区，剩余6个扇区则被浪费。

示例二

假设只有一个大小为32个扇区的磁盘，并将其格式化为Fat32文件系统。那么，每个簇的大小为8个扇区，总共会有4个簇。在该磁盘上，我们创建了一个名为“example.txt”的文件，文件大小为24个扇区。则该文件会占用前三个簇的全部空间，而第四个簇还剩下1个扇区的空闲空间。

结论

Fat文件系统是一种基于链式分配方案，被广泛应用的文件系统。它简单易用，支持多种设备，并且具备检查和修复文件系统的功能。但它的缺点是浪费存储空间并且对大型文件支持不够好。了解Fat文件系统的工作原理和示例可以帮助大家更好地理解它，以及更好地使用它。