Контрольные вопросы

1. Что такое «файловая система»?

2. Как называется минимальный размер места на диске, которое может быть выделено файловой системой для хранения одного файла?

3. Объясните общие принципы устройства файловой системы FAT.

4. Что представляет собой таблица FAT?

5. Что такое кластер, от чего зависит его размер?

6. Для чего введены кластеры?

7. Сколько секторов может занимать кластер на дискете ?

8. Каков размер одного сектора?

9. Как называлась файловая система, разработанная для первых персональных компьютеров?

10. Для чего разрабатывалась первая файловая система?

11. Как называлась доработанная версия первой файловой системы ?

12. На какие области в файловой системе FAT делится все дисковое пространство любого логического диска?

13. На какие области разбивают область данных?:

14. Что включает в себя файловая система?

15. Что содержит каждый элемент каталога?

16. Какой установлен лимит в файловой системе FAT на количество файлов и папок в корневом каталоге?

17. Как называется процесс создания файловой системы ?

18. Что указывается в таблице размещения файлов FAT?

19. В скольких экземплярах хранится таблица FAT в системной области логического диска?

20. Какой формат имени файла использовала исходная файловая система FAT?

Файловые системы vfat и fat32

Одной из важнейших характеристик исходной файловой системы FAT было использование имен файлов формата 8.3. К стандартной системе FAT (имеется в виду прежде всего реализация FAT16) добавились еще две разновидности, используемые в широко распространенных ОС от Microsoft (конкретно – в Windows 95 и Windows NT): VFAT (виртуальна система) и система FAT32, используемая в одной из редакций ОС Windows 95 и Windows 98. Сейчас файловая система FAT32 поддерживается и такими последними системами, как Windows Millennium Edition, Windows 2000 и Windows XP. Имеются реализации FAT32 и для Windows NT, и для Linux.

Файловая система VFAT впервые появилась в Windows 3.11. С выходом Windows 95 в FAT добавилась поддержка длинных имен файлов. Тем не менее, VFAT сохраняет совместимость с исходным вариантом FAT; это означает, что наряду с длинными именами в ней поддерживаются имена формата 8.3, а также существует специальный механизм для преобразования имен 8.3 в длинные имена, и наоборот. Именно файловая система VFAT поддерживается исходными версиями Windows 95, Windows NT 4, Windows 2000 и Windows XP. При работе с VFAT очень важно использовать файловые утилиты, обслуживающие VFAT вообще и длинные имена в частности. Дело в том, что более ранние файловые утилиты DOS запросто модифицируют то, что кажется им файловой структурой FAT. Это может привести к потере или порче длинных имен из таблицы размещения файлов, поддерживаемой VFAT (или FAT32). Следовательно, для томов VFAT необходимо пользоваться файловыми утилитами, которые понимают и сохраняют файловую систему VFAT.

Основными недостатками файловых систем FAT и VFAT, которые привели к разработке новой реализации файловой системы, основанной на той же идее (таблице размещения файлов), являются большие потери на кластеризацию при больших размерах логического диска и ограничения на сам размер логического диска. Поэтому в Microsoft Windows 95 OEM Service Release 2 на смену системе VFAT пришла файловая система FAT32, которая является полностью самостоятельной 32-разрядной файловой системой и содержит многочисленные усовершенствования и дополнения по сравнению с предыдущими реализациями FAT. Самое принципиальное отличие заключается в том, что FAT32 намного эффективнее расходует дисковое пространство. Прежде всего, кластеры в этой системе меньше, чем кластеры в предыдущих версиях, в которых могло быть не более 65 535 кластеров на логический диск (соответственно с увеличением размера диска приходилось увеличивать и размер кластеров). Следовательно, даже для дисков размером до 8 Гбайт FAT32 может использовать 4-килобайтные кластеры. В результате по сравнению с дисками FAT16 экономится значительное дисковое пространство (в среднем 10-15%). В FAT32 проблема решается за счет того, что собственно сама таблица размещения файлов в этой файловой системе может содержать до 2²⁸ кластеров. (В 32-разрядном слове FAT32, используемом для представления номера кластера, фактически учитываются только 28 разрядов, что приводит к тому, что размер таблицы размещения файлов в этой системе не может превышать 2²⁸ элементов.

FAT32 также может перемещать корневой каталог и использовать резервную копию FAT вместо стандартной. Расширенная загрузочная запись FAT32 позволяет создавать копии критически важных структур данных, это повышает устойчивость дисков FAT32 к нарушениям структуры таблицы размещения файлов по сравнению с предыдущими версиями. Корневой каталог FAT32 представлен в виде обычной цепочки кластеров, следовательно, он может находится в произвольном месте диска, что снимает действовавшее ранее ограничение на размер корневого каталога (512 элементов).

Помимо повышения максимального объема логического диска и уменьшения эффекта кластеризации, файловая система FAT32 вносит ряд необходимых усовершенствований в структуру корневого каталога. Предыдущие реализации требовали, чтобы вся информация корневого каталога FAT находилась в одном дисковом кластере. При этом корневой каталог мог содержать не более 512 файлов. Необходимость представлять длинные имена и обеспечить совместимость с прежними версиями FAT привела разработчиков компании Microsoft к компромиссному решению: для представления длинного имени они стали использовать элементы каталога, в том числе и корневого. По этой причине для того, чтобы компенсировать сокращение элементов корневого каталога при использовании длинных имен, в FAT32 было увеличено их количество с 512 до 2048. Более того, чтобы не испытывать возможных проблем из-за расходования элементов активного каталога на описание файлов с длинными именами, компания Microsoft не рекомендует давать файлам слишком длинные имена.