FAT文件系统学习和思考

FAT（File Allocation Table）文件系统

　　前两天面试，导师说我基础差，要赶紧补起来了。今天晚上看了FAT32文件系统，基本的信息都是百度百科中"FAT文件系统"词条中的，做了一点总结，整理成表，问题的原因有自己的理解，可能有偏差。看的过程中有几个问题，自己思考外加网上百度，有一点解释，但是又不太通的地方，网上的回答也不太深入，可能得找本书，才搞得清楚一些。下面进入正文：

1.基本信息

　　FAT文件系统中的扇区大小一般为512Byte，也就是2^-1KB，2^11M；簇大小是不固定的，随着分区的增大而扩增。

	FAT12	FAT16	FAT32
磁盘容量范围	最大为8M	32M—2GB	512M-8TB
问题	文件碎片严重	大容量磁盘利用率低	1.运行速度比FAT16慢 2.不能向下兼容 3.分区小于512M时，FAT32不起作用 4.单个文件不能大于4G（具体为4G-2byte）
原因		当分区容量增大时，簇大小也增大（最大为64KB） 若是存储小文件时，比如文件大小为2k，则剩余的62k都为空闲区域，被浪费	1.分配表增大，更复杂 3.见思考 4.见思考

2.关于FAT的一些思考

　　（1）为什么FAT32文件系统中簇的大小不固定/为什么FAT系统中簇的大小随着分区大小的增大而扩增？

　　回答这个问题首先要清楚一个公式：

　　　　　　　　　　　　　　分区大小（M）=簇的个数（cluster）*簇的大小（sector/cluster簇所占扇区个数）*扇区大小（2^-11M）

　　簇的个数是不变的（和分区表的位数有关，eg：FAT12为2^12=4096，FAT16为2^16=65536……），扇区大小一般为512Byte，因此要增大分区大小，只能通过增大簇的大小来实现。

这里其实有点疑惑，似乎簇的个数也是可以改变的，看到了FAT32文件系统簇的个数必须大于65527个这样的说法，暂时还不清楚，先记录下来，后续学习在更改。

8.2加注：FAT32文件系统簇的个数必须大于的是65537，并不是65527。65536正好是2^16，可能的原因是当文件簇个数小于等于65536时，16位的FAT表已经够用，因此不需要使用32位的。

（2）为什么FAT32文件系统单个文件大小不能超过4G（4G-2Byte）？

　　这个限制和文件目录项有关。

文件目录项中有一个属性是文件长度，该属性占的字节数是4字节，也就是32bit，而2^32bit=4GB，因此文件长度的最多值为4GB。这个解释是从网上看到的，百度百科上说：准确的说这个限制是4GB-2bit，这减去的2Byte做了什么，一并后续补充吧。

8.2加注：因为目录项的前两个字节在设计文件系统的时候保留，并不用来存储目录内容，因此要除去这两个字节。

（3）为什么FAT32文件分区最小为512M？

　　初步认为是和前面提到的FAT32文件系统的簇个数最小为65527个有关，但是按照这样计算：

FAT32最小的簇大小为4KB，也就是8个扇区（4/2^-1）使用分区大小计算公式：

　　分区大小=65527*8*2^-11≈255.9，这样还是有点不对。╮(╯▽╰)╭不懂。

 

今晚就只看了一点，提出的三个问题，解释都有点问题，后续再深入学习吧，先睡！明天第一天实习↖(^ω^)↗

8.2加注：因为FAT32文件系统簇的个数最少为65537个，最小簇的大小为4KB，使用上面的公式计算分区大小为：

　　65537*8*2^-11≈256.0039。