Файловые системы fat

Следующий за разделами уровень логической организации дисков — файловые системы. Во множественном числе, потому что внутри каждого раздела создается своя файловая система. Структуры файловых систем создаются средствами опера­ционной системы или других программ при форматировании разделов.

Файловую систему (ФС) можно рассматривать как базу данных. В ней перечис­ляются хранящиеся на диске файлы, и каждый файл представляется совокупностью атрибутов. Как минимум, одним из атрибутов является имя файла, а другим — ад­реса тех областей диска, в которых он находится. При размещении файлов файло­вая система оперирует не отдельными секторами, а целыми кластерами — группа­ми из нескольких секторов, идущих подряд. Размер кластера задается однажды при записи ФС на диск (форматировании раздела) и кратен степеням числа 2 (2 сектора, 4 сектора, 8 секторов и т. д.).

Другими атрибутами файлов являются дата и время создания, доступа и такие параметры, как, например, «скрытый», «только для чтения» и т. д. Папки (каталоги, или директории) — особый вид файлов: содержанием папки являются сведения о том, какие файлы в ней находятся.

Версии и принцип устройства fat

Записи файловой системы всегда начинаются в первом секторе раздела. На дис­кетах, картах памяти и флеш-дисках USB разделов нет, и здесь ФС начинается с первого сектора самого диска. В нем расположена загрузочная запись (Boot Record) или загрузочный сектор (Boot Sector) ФС.

Примечание

Вся логическая организация дисков изначально «заточена» под то, чтобы компьютеры с BIOS могли загружать с них ОС. Поэтому каждый уровень организации непременно начинается с коротких кодов программ-загрузчиков. Код завершается текстовыми со­общениями, которые загрузчик должен вывести на экран при сбое загрузки на данном этапе. В HEX-редакторе по характерным текстовым фрагментам очень легко найти MBR и начальные секторы разделов.

Записи файловой системы, как и таблицу разделов, можно просматривать и из­менять с помощью HEX-редакторов. Правда, структуры ФС бывают довольно длинными, и разобраться в них лишь средствами бинарных редакторов далеко не так просто, как в MBR.

Файловая система FAT еще недавно применялась повсеместно. Сегодня в ней, как правило, форматируют только флеш-диски и карты памяти. Существуют четы­ре версии FAT:

□ FAT12 — ФС для дискет. Это 12-битная версия. Она позволяет адресовать до 4084 кластеров, а максимальный размер тома составляет всего 32 Мбайт;

□ FAT16 — 16-битная версия;

□ FAT32 — следующая, 32-битная версия. Поддерживает «длинные» имена фай­лов;

□ exFAT — последняя 64-битная версия FAT образца 2006 года. Она позволяет адресовать до 2⁶⁴ байт дискового пространства, а максимальный раз­мер кластера увеличен до 2²⁵ байт (32 Мбайт).

FAT расшифровывается как File Allocation Table, таблица размещения файлов. Файловая система FAT образована четырьмя основными структурами:

□ блок начальной загрузки (boot record), который находится в первом секторе раз­дела;

□ таблица размещения файлов (File Allocation Table, FAT);

□ резервная таблица размещения файлов (backup FAT). Она используется при об­наружении повреждений в основной таблице FAT;

□ корневой каталог (root directory).

Дополнительной и необязательной структурой является запись FSINFO. Считы­вая ее, программа fsutil, одна из стандартных утилит Windows, получает статистику и другую информацию о файловой системе диска.