FAT 16 FAT 32. Różnice między nimi Wykonali : Konrad Krawczyk Rafał Gisko

Co to jest system plików FAT ? Jednym z najważniejszych zadań systemu operacyjnego jest obsługa pamięci dyskowych. Jednak obsługa dysku to nie wszystko - liczy się też podejście do jego organizacji. Część systemu operacyjnego, która się tym zajmuje jest nazywana systemem plików, gdyż jednostkowym elementem organizacji jest plik - zbiór informacji łatwych do zlokalizowania i zidentyfikowania (najczęściej poprzez charakterystyczną nazwę)

FAT FAT należy do najprostszych systemów plików stworzony przez Microsoft w roku 1977. W swoich założeniach przeznaczony był do dysków o stosunkowo niewielkiej pojemności (w pierwszej wersji do 32 MB i jeszcze bez podkatalogów).      

FAT - Budowa Partycja FAT składa się z klasycznego sektora inicjującego, tabeli alokacji plików (File Allocation Table - FAT) i jej kopii, katalogu głównego (root directory) oraz pozostałej przestrzeni zajmowanej przez podkatalogi (subdirectories, folders) i wszystkie pliki. Indeks w tablicy FAT oznacza numer tzw. klastra. Klaster jest to po prostu jednostkowy element na partycji - jeden lub kilka sektorów. Przy partycjach do 32 MB klaster jest jednoznaczny z pojedynczym sektorem (512 bajtów). Liczba klastrów (i w następstwie rozmiar klastra oraz tablicy FAT) zależy od wielkości partycji. Jednostką objętości zapisu na dysku jest sektor, mieszczący 512 bajtów danych, a wraz z nimi również dane nadmiarowe zapewniające skuteczną korekcję błędów odczytu. Ale nasze dane rzadko mieszczą się w tak skromnej objętości. Jak zachować ich ciągłość przy podziale na poszczególne sektory? Skąd system operacyjny ma wiedzieć, które sektory wchodzą w skład danego pliku? Każdy z systemów operacyjnych ma własny, specyficzny system opisu danych na dysku, zwany systemem plików. Niektóre, bardziej zaawansowane systemy operacyjne są w stanie posługiwać się równolegle kilkoma systemami plików dyskowych.

Wartość każdego elementu w tablicy FAT informuje o wykorzystaniu odpowiedniego klastra. Klaster może być nie używany, używany przez plik/podkatalog, uszkodzony lub kończący plik/podkatalog. Trzeba pamiętać, że w większości systemach plików pliki i podkatalogi traktuje się podobnie - oba są po prostu określonymi pozycjami w konkretnym (pod)katalogu. W przypadku, gdy klaster jest użytkowany, to wartością w tablicy FAT jest numer klastra z pozostałą zawartością pliku lub podkatalogu. Tworzy to coś w rodzaju listy ze wskazaniami do kolejnych elementów.

Każdy plik lub katalog zajmuje określoną, całkowitą liczbę klastrów       Każdy plik lub katalog zajmuje określoną, całkowitą liczbę klastrów. Na ile nieoszczędny jest w tym momencie FAT może zobrazować sytuacja z partycją o wielkości 2 GB i plikiem o długości pojedynczego bajtu. W tej sytuacji pojedynczy klaster zajmuje 32 KB dysku (64 sektory po 512 B) i w związku z tym nasz maleńki plik w praktyce jest 32768 razy większy niż powinien (!).       Zawartość katalogów jest zorganizowana w postaci 32-bajtowych zapisów (tzw. rekordów). Katalog główny ma stały rozmiar (512 pozycji) oraz stałe położenie w partycji (tuż za kopią tabeli FAT). Natomiast podkatalogi są - jak już wspomniałem - traktowane podobnie jak pliki (konwencja 32-bajtowych zapisów). Każdy zapis w katalogu zawiera takie informacje jak nazwa pliku lub podkatalogu, wszystkie jego atrybuty, czas i daty utworzenia oraz modyfikacji, pozycja startowa w tablicy FAT oraz rozmiar

VFAT w stosunku do pierwotnego FAT w zasadzie różni się bardzo niewiele. Tutaj - za pomocą sprytnego zabiegu - przełamano jedynie ograniczenie długości nazwy (8 znaków standardowych plus trzy rozszerzenia). Sam skrót VFAT pochodzi od sterownika systemu plików (Virtual FAT). Długie, blisko 256-znakawe nazwy w 16- -bitowym standardzie Unicode uzyskano przy pomocy dodatkowych wpisów do katalogu. Każdy z tych wpisów posiada taką kombinację atrybutów (etykieta, tylko-do-adczytu, system, ukryty), iż przy normalnym sterowniku FAT (np. takim jak w DOS) tego typu informacje są ignorowane i nie wyświetlane.

FAT32       Ostatnią z modyfikacji FAT jest tzw. FAT32. Jest on dostarczany wraz z nową wersją Windows 95 - OEM Service Release 2. Podstawowe zmiany w stosunku do FAT16, (czyli FAT i VFAT) dotyczą: - przełamania bariery maksymalnego rozmiaru partycji (poprzednio 2 GB, aktualnie 2 TB - terabajty!); - zmniejszenia rozmiaru klastra (przy partycjach 8 GB klaster może mieć wielkość 4 KB); - rozszerzenia rekordu inicjującego o dodatkowe informacje i w następstwie zwiększenia bezpieczeństwa pracy (dodatkowo kopie istotnych informacji) oraz przełamania bariery 512 pozycji w głównym katalogu (aktualnie bez ograniczeń).      

nie może być tak dużych partycji Pojemność dysku (MB) Rozmiar klastra w FAT32 Rozmiar klastra w FAT16 0-128 MB 4 KB 2KB 129-256 MB 4KB 257-512 MB 8KB 513-1024 MB 16KB 1025-2048 MB 32KB 2049-8192 MB nie może być tak dużych partycji  

Wady systemów FAT O wadach systemu FAT, zwłaszcza w jego microsoftowych realizacjach, można by długo. Oprócz wspomnianych już kłopotów, wywołanych przez zbyt małą liczbę dostępnych jednostek alokacji, poważną wadą systemu FAT jest silna fragmentacja plików pomiędzy wiele klastrów o bardzo różnym fizycznym położeniu na dysku. Pociąga to za sobą konieczność okresowej defragmentacji przy użyciu specjalnych narzędzi programowych, a także powoduje stosunkowo duże prawdopodobieństwo powstawania błędów zapisu, polegających na przypisaniu jednego klastra dwóm plikom (tzw. crosslink), co kończy się utratą danych z jednego lub obu "skrzyżowanych" plików.

Typowym błędem, pojawiającym się w systemie FAT, jest również pozostawianie tzw. zgubionych klastrów, tj. jednostek alokacji nie zawierających informacji, ale opisanych jako zajęte. O tym, jak duże jest prawdopodobieństwo tego rodzaju błędów, świadczy fakt wyposażenia DOS-u od samego początku w narzędzie do ich wykrywania i likwidacji (polecenie CHKDSK).