Systemy plików FAT i FAT 32 Tomasz Michalak Wojciech Strąkowski

System plików jest ogólną strukturą, w której pliki są nazywane, przechowywane i organizowane. System Windows obsługuje trzy systemy plików: FAT, FAT32 oraz NTFS. Podczas instalowania systemu Windows należy wybrać system plików, sformatować istniejący wolumin lub zainstalować nowy dysk twardy.

Szczegóły dotyczące systemów plików To, czy system operacyjny może korzystać z plików znajdujących się w woluminie, zależy od rodzaju systemu plików zastosowanego podczas jego formatowania. Tabela zawiera formaty systemów plików obsługiwane przez różne systemy operacyjne.

Zgodność systemów operacyjnych z systemami plików System operacyjny Format systemu plików Windows 2000 NTFS, FAT16, FAT32 Microsoft Windows NT w wersji 4.0 NTFS, FAT16 MS-DOS FAT16

FAT System plików FAT umieszcza tablicę alokacji plików w pobliżu początku woluminu. System FAT16 został zaprojektowany dla niewielkich dysków i prostej struktury folderów. FAT32 umożliwia użytkownikom tworzenie dużych woluminów na dużych dyskach. W woluminie są przechowywane dwie kopie tablicy alokacji plików. W przypadku uszkodzenia jednej z nich, system automatycznie korzysta z drugiej. Tablica alokacji plików jest przechowywana pod adresem określonym w sektorze rozruchowym, w bloku BPB (BIOS Parameter Block), dzięki czemu możliwe jest zlokalizowanie plików niezbędnych do uruchomienia systemu.

FAT32 może automatycznie korzystać z kopii zapasowej tabeli alokacji plików, jeżeli główna tabela alokacji jest uszkodzona. Woluminy FAT16 wymagały w tym celu użycia narzędzia naprawczego, takiego jak Chkdsk.

Porównanie systemów plików  W każdym komputerze można używać systemu FAT16, FAT32, NTFS lub dowolnej ich kombinacji, jednakże w jednym woluminie może być zainstalowany tylko jeden system plików. Wybierając system plików należy rozważyć następujące czynniki: W jaki sposób komputer jest używany (czy jest dedykowany systemowi Windows 2000, czy też możliwe jest uruchamianie innych systemów). Ilość i rozmiar lokalnie zainstalowanych dysków twardych. Wymagania dotyczące zabezpieczeń. Konieczność używania zaawansowanych funkcji systemu plików.

Niektóre systemy plików posiadają ograniczenia dotyczące minimalnych i maksymalnych rozmiarów woluminów, jakie przy ich użyciu można sformatować. Dodatkowym czynnikiem, który może wpłynąć na wybór systemu plików, jest rozmiar klastra. Zależy on od rozmiaru woluminu i maksymalnej ilości klastrów, jaką dany system plików może zarządzać.      Tabela zawiera porównanie rozmiarów woluminów i klastrów w systemach FAT16 i FAT32.

Rozmiar woluminu Rozmiar klastra FAT16 Rozmiar klastra FAT32 65 MB–128 MB 2 KB 1 KB 129 MB–256 MB 4 KB 257 MB–512 MB 8 KB 513 MB–1,024 MB 16 KB 1,025 MB–2 GB 32 KB 2 GB–4 GB 64 KB 4 GB–8 GB Nie obsługiwany 8 GB–16 GB 16 GB–32 GB 32 GB–2 TB

Organizacja woluminu FAT16 W tablicy alokacji plików woluminu FAT16 plikom przydzielana jest pierwsza dostępna lokalizacja w woluminie. Numer początkowego klastra jest adresem pierwszego klastra używanego przez plik. Każdy klaster posiada wskaźnik do kolejnego klastra pliku lub indykator końca pliku (0xFFFF), informujący o tym, że bieżący klaster jest ostatnim zawierającym dany plik. Wskaźniki oraz indykatory końca pliku są pokazane na rysunku

Zalety systemu FAT16 Możliwość korzystania z FAT16 przez systemy operacyjne MS-DOS, Windows 95, Windows 98, Windows NT, Windows 2000 i niektóre systemy typu UNIX. Istnienie wielu narzędzi programowych, służących do rozwiązywania problemów i odzyskiwania danych w woluminach FAT16. W przypadku awarii systemu operacyjnego uniemożliwiającej uruchomienie komputera, można go uruchomić przy użyciu dysku startowego MS-DOS, po czym rozwiązać problem. FAT16 jest efektywny pod względem prędkości i magazynowania danych w woluminach mniejszych od 256 MB.

Wady systemu FAT16 Katalog główny woluminu może zawierać maksymalnie 512 wpisów. Wykorzystanie długich nazw plików (LFN) może w znaczący sposób ograniczyć ilość dostępnych wpisów. System FAT16 posiada ograniczenie do 65.536 klastrów, z których część jest zarezerwowana. Daje to praktyczne ograniczenie do 65.524 klastrów. Największy wolumin FAT16 w systemie Windows 2000 może mieć rozmiar 4 GB i korzysta z klastrów o rozmiarze 64 KB. W celu zachowania zgodności z systemami MS-DOS, Windows 95 i Windows 98 nie powinno się tworzyć woluminów większych niż 2 GB. FAT16 jest nieefektywny w przypadku dużych woluminów, ponieważ rozmiar klastra szybko się zwiększa. Miejsce na dysku alokowane dla każdego pliku zależy od ziarnistości klastrów, a nie od rozmiaru pliku. Na przykład 10-kilobajtowy plik zapisany na woluminie o rozmiarze 1,2 GB (używającym klastrów o rozmiarze 32 KB) marnuje 22 KB przestrzeni dyskowej. Sektor rozruchowy nie jest zabezpieczany za pomocą kopii bezpieczeństwa. W systemie FAT16 nie istnieje żaden wbudowany schemat zabezpieczeń lub kompresji.

Zalety systemu FAT32 Katalog główny woluminu FAT32 jest zwykłym łańcuchem klastrów i może być umieszczony w dowolnym miejscu woluminu. Dzięki temu system FAT32 nie ogranicza ilości wpisów w katalogu głównym. FAT32 korzysta z mniejszych klastrów (4 KB w przypadku woluminów o rozmiarze do 8 GB), dzięki czemu wydajniej niż FAT16 alokuje przestrzeń dyskową. W zależności od rozmiaru używanych plików, w dużych woluminach FAT32 zachowuje potencjalnie dziesiątki lub nawet setki megabajtów wolnej przestrzeni dyskowej, traconej w systemie FAT16. FAT32 może automatycznie skorzystać z zapasowej kopii tablicy alokacji plików (w systemie FAT16 jedynie narzędzia takie jak Chkdsk mogły przeprowadzić odtworzenie kopii zapasowej). Sektor rozruchowy jest automatycznie zabezpieczany w określonej lokalizacji woluminu, dzięki czemu woluminy FAT32 są mniej narażone na awarie niż woluminy FAT16.

Wady systemu FAT32 Największy wolumin FAT32, który może zostać sformatowany przez system Windows 2000, ma rozmiar 32 GB. Woluminy FAT32 są bezpośrednio dostępne tylko z systemów operacyjnych Windows 95 OSR2 lub Windows 98. W przypadku awarii uniemożliwiającej uruchomienie systemu operacyjnego, nie można uruchomić komputera za pomocą dyskietki sformatowanej w systemie MS-DOS lub Windows 95 (wyłączając wersję OSR2 i późniejsze). W systemie FAT32 nie istnieje żaden wbudowany schemat zabezpieczeń lub kompresji.