Меню

Таблица фат что это



Обзор файловой системы FAT, HPFS и NTFS

В этой статье объясняются различия между таблицей распределения файлов (FAT), Высокопрофилковой файловой системой (HPFS) и файловой системой NT (NTFS) в Windows NT и их преимуществами и недостатками.

Применяется к: Windows 10 — все выпуски, Windows Server 2012 R2
Исходный номер КБ: 100108

HPFS поддерживается только в Windows NT версиях 3.1, 3.5 и 3.51. Windows NT 4.0 не поддерживает и не может получить доступ к разделам HPFS. Кроме того, поддержка файловой системы FAT32 стала доступна в Windows 98/Windows OSR2 и Windows 2000.

Обзор FAT

FAT является наиболее упрощенным из файловых систем, поддерживаемых Windows NT. Файловая система FAT характеризуется таблицей распределения файлов (FAT), которая на самом деле является таблицей, которая находится в самом «верху» тома. Чтобы защитить том, в случае повреждения одной из них хранятся две копии FAT. Кроме того, таблицы FAT и корневой каталог должны храниться в фиксированном расположении, чтобы правильно располагать файлы загрузки системы.

Диск, отформатированный с помощью FAT, выделяется в кластерах, размер которых определяется размером тома. Когда создается файл, в каталоге создается запись и устанавливается первый номер кластера, содержащий данные. Эта запись в таблице FAT указывает на то, что это последний кластер файла, или указывает на следующий кластер.

Обновление таблицы FAT очень важно, а также отнимает много времени. Если таблица FAT регулярно не обновляется, это может привести к потере данных. Это отнимает много времени, так как при каждом обновлении таблицы FAT необходимо переместить головки чтения диска в логическую нулевую дорожку диска.

В структуре каталогов FAT нет организации, и файлам предоставляется первое открытое расположение на диске. Кроме того, FAT поддерживает только атрибуты файлов для чтения, скрытых, системных и архивных файлов.

Конвенция о наименовании FAT

FAT использует традиционную конвенцию именования файлов 8.3, и все имена файлов должны быть созданы с набором символов ASCII. Имя файла или каталога может быть длиной до восьми символов, затем период (.) сепаратором и до трех символов. Имя должно начинаться с буквы или номера и может содержать любые символы, за исключением следующих:

Если какой-либо из этих символов используется, могут возникать неожиданные результаты. Имя не может содержать пробелы.

Зарезервированы следующие имена:

CON, AUX, COM1, COM2, COM3, COM4, LPT1, LPT2, LPT3, PRN, NUL

Все символы будут преобразованы в верхний шкаф.

Преимущества FAT

Невозможно выполнить недоделку под Windows NT в любой из поддерживаемых файловых систем. Undelete utilities try to directly access the hardware, which cannot be done under Windows NT. Однако, если файл находился на разделе FAT и система перезапущена в MS-DOS, файл может быть незаверяем. Файловая система FAT лучше всего работает для дисков и/или разделов примерно в 200 МБ, так как FAT начинается с очень мало накладных расходов. Дополнительные вопросы о преимуществах FAT см. в следующих ниже.

Windows NT Server «Concepts and Planning Guide», Chapter 5, section titled «Choosing a File System»

Windows NT Набор ресурсов workstation 4.0, глава 18, «Выбор файловой системы»

Windows NT Набор ресурсов server 4.0 «Руководство по ресурсам», глава 3, раздел под названием «Какая файловая система будет использовать в каких томах»

Недостатки FAT

Желательно, чтобы при использовании дисков или разделов более 200 МБ файловая система FAT не должна использоваться. Это потому, что по мере увеличения размера тома производительность с FAT быстро снижается. Невозможно установить разрешения на файлы, которые являются разделами FAT.

Разделы FAT ограничены размером не более 4 гигабайт (ГБ) под Windows NT и 2 ГБ в MS-DOS.

Дополнительные обсуждения других недостатков FAT см. в следующем примере:

Windows NT Server «Concepts and Planning Guide», Chapter 5, section titled «Choosing a File System»

Windows NT Набор ресурсов workstation 4.0, глава 18, «Выбор файловой системы»

Microsoft Windows NT Server 4.0 Набор ресурсов «Руководство по ресурсам», глава 3, раздел под названием «Какая файловая система для использования в каких томах»

Обзор HPFS

Сначала файловая система HPFS была представлена с ОС/2 1.2, чтобы обеспечить больший доступ к более крупным жестким дискам, которые затем появились на рынке. Кроме того, новая файловая система должна была расширить систему именования, организации и безопасности для растущих требований рынка сетевых серверов. HPFS поддерживает организацию каталогов FAT, но добавляет автоматическую сортировку каталога на основе имен файлов. Имена файлов расширяются до 254 символов двойного byte. HpFS также позволяет файлу быть составленным из «данных» и специальных атрибутов, чтобы обеспечить повышенную гибкость с точки зрения поддержки других соглашений имен и безопасности. Кроме того, единица распределения меняется из кластеров в физические сектора (512 bytes), что уменьшает потерянное пространство диска.

В hpFS записи каталогов занимают больше информации, чем в fat. Как и файл атрибутов, это включает сведения об изменении, создании и дате и времени доступа. Вместо того, чтобы указать на первый кластер файла, записи каталога в HPFS указывают на FNODE. FNODE может содержать данные файла или указатели, которые могут указать на данные файла или другие структуры, которые в конечном итоге указывают на данные файла.

HPFS пытается выделить как можно больше файла в дополнительных секторах. Это делается для повышения скорости при последовательной обработке файла.

HPFS организует диск в серию полос 8-MB, и по возможности файл содержится в одной из этих полос. Между каждой из этих полос имеются битовые карты распределения 2K, которые отслеживают, какие сектора в диапазоне были выделены и не выделены. Перевязка повышает производительность, так как головка диска не должна возвращаться к логической вершине (как правило, цилиндру 0) диска, а к ближайшей битовой карте распределения полос, чтобы определить, где должен храниться файл.

Кроме того, HPFS включает несколько уникальных объектов специальных данных:

Суперблок

Суперблок расположен в логическом секторе 16 и содержит указатель на FNODE корневого каталога. Одна из самых больших опасностей при использовании HPFS заключается в том, что если Суперблок потерян или поврежден из-за плохого сектора, содержимое раздела также не повреждено, даже если остальной диск в порядке. Можно восстановить данные на диске, скопив все на другой диск с хорошим сектором 16 и перестроив Super Block. Однако это очень сложная задача.

Запасной блок

Запасной блок расположен в логическом секторе 17 и содержит таблицу «горячие исправления» и блок запасных каталогов. В HPFS при обнаружении плохого сектора запись «горячие исправления» используется для логического указать на существующий хороший сектор на месте плохого сектора. Этот метод для обработки ошибок записи известен как горячее исправление.

Горячее исправление — это метод, при котором если ошибка возникает из-за плохого сектора, файловая система перемещает информацию в другой сектор и отмечает исходный сектор как плохой. Все это делается прозрачно для любых приложений, которые выполняют диск I/O (то есть приложение никогда не знает, что возникли проблемы с жестким диском). Использование файловой системы, которая поддерживает горячее исправление, устраняет сообщения об ошибках, такие как FAT «Отмена, повторное исправление или сбой?» сообщение об ошибке, которое возникает при столкновении с плохим сектором.

Версия HPFS, включенная в Windows NT, не поддерживает горячее исправление.

Преимущества HPFS

HPFS лучше всего для дисков в диапазоне 200-400 МБ. Дополнительные вопросы о преимуществах HPFS см. в следующих ниже.

Windows NT Server «Concepts and Planning Guide», Chapter 5, section titled «Choosing a File System»

Windows NT Набор ресурсов workstation 4.0, глава 18, «Выбор файловой системы»

Windows NT Набор ресурсов server 4.0 «Руководство по ресурсам», глава 3, раздел под названием «Какая файловая система будет использовать в каких томах»

Недостатки HPFS

Из-за накладных расходов, задействованных в HPFS, это не очень эффективный выбор для объема менее 200 МБ. Кроме того, с объемами более 400 МБ, будет некоторое ухудшение производительности. Невозможно установить безопасность в HPFS в соответствии с Windows NT.

HPFS поддерживается только в Windows NT версиях 3.1, 3.5 и 3.51. Windows NT 4.0 не может получить доступ к разделам HPFS.

Дополнительные недостатки HPFS см. в следующих ниже.

Windows NT Server «Concepts and Planning Guide», Chapter 5, section titled «Choosing a File System»

Windows NT Набор ресурсов workstation 4.0, глава 18, «Выбор файловой системы»

Windows NT Набор ресурсов server 4.0 «Руководство по ресурсам», глава 3, раздел под названием «Какая файловая система будет использовать в каких томах»

Обзор NTFS

С точки зрения пользователя NTFS продолжает организовывать файлы в каталоги, которые, как и HPFS, сортироваться. Однако, в отличие от FAT или HPFS, на диске нет «специальных» объектов и нет зависимости от оборудования, такого как сектора 512-byte. Кроме того, на диске нет специальных местоположений, таких как таблицы FAT или суперблоки HPFS.

Надежность, что особенно желательно для высококлассных систем и файловых серверов

Платформа для добавленных функциональных возможностей

Поддержка требований POSIX

Удаление ограничений файловой системы FAT и HPFS

Надежность

Для обеспечения надежности NTFS были рассмотрены три основные области: возможность восстановления, устранение сбоев в одном секторе со смертельным исходом и горячее исправление.

NTFS — это восстанавливаемая файловая система, так как отслеживает транзакции в файловой системе. При выполнении CHKDSK в FAT или HPFS проверяется согласованность указателей в каталоге, распределении и таблицах файлов. В NTFS ведется журнал транзакций с этими компонентами, чтобы CHKDSK возвращал транзакции только до последней точки фиксации, чтобы восстановить согласованность в файловой системе.

Читайте также:  Как создать таблицу с нормативами

В fat или HPFS, если сектор, на который расположен один из специальных объектов файловой системы, не удается, произойдет сбой в одном секторе. NTFS избегает этого двумя способами: во-первых, не используя специальные объекты на диске и отслеживая и защищая все объекты, которые находятся на диске. Во-вторых, в NTFS хранятся несколько копий (число зависит от размера тома) таблицы master File Table.

Как и версии HPFS для ОС/2, NTFS поддерживает горячее исправление.

Добавлены функциональные возможности

Одной из главных задач разработки Windows NT на каждом уровне является предоставление платформы, которая может быть добавлена и построена, и NTFS не является исключением. NTFS предоставляет богатую и гибкую платформу для использования других файловой системы. Кроме того, NTFS полностью поддерживает Windows NT безопасности и поддерживает несколько потоков данных. Файл данных больше не является единым потоком данных. Наконец, в соответствии с NTFS пользователь может добавить в файл свои собственные атрибуты, определенные пользователем.

Поддержка POSIX

NTFS является наиболее совместимым с POSIX.1 поддерживаемых файловых систем, так как поддерживает следующие требования POSIX.1:

Имя, чувствительное к делу:

В POSIX README.TXT, Readme.txt и readme.txt все файлы.

Дополнительный штамп времени:

Дополнительный штамп времени обеспечивает время последнего доступа к файлу.

Твердая ссылка — это когда два разных файла, которые могут располагаться в разных каталогах, указывают на одинаковые данные.

Удаление ограничений

Во-первых, NTFS значительно увеличил размер файлов и томов, так что теперь они могут быть до 2^64 bytes (16 exabytes или 18,446,744,073,709,551,616 bytes). NTFS также возвращается к концепции кластеров FAT, чтобы избежать проблемы HPFS фиксированного размера сектора. Это было сделано, Windows NT является портативной операционной системой, и в какой-то момент может возникнуть другая технология диска. Таким образом, 512 bytes в секторе рассматривается как имеющие большую возможность не всегда хорошо подходят для выделения. Это было сделано путем определения кластера как нескольких размеров естественного распределения оборудования. Наконец, в NTFS все имена файлов основаны на Юникоде, а имена 8.3 хранятся вместе с длинными именами файлов.

Преимущества NTFS

NTFS лучше всего использовать для объемов около 400 МБ или более. Это происходит потому, что производительность не снижается в соответствии с NTFS, как это делается в fat, с большими размерами тома.

Возможность восстановления, разработанная в NTFS, такова, что пользователю никогда не нужно запускать какую-либо утилиту восстановления диска на разделе NTFS. Дополнительные преимущества NTFS см. в следующих ниже.

Windows NT Server «Concepts and Planning Guide», Chapter 5, section titled «Choosing a File System»

Windows NT Набор ресурсов workstation 4.0, глава 18, «Выбор файловой системы»

Windows NT Набор ресурсов server 4.0 «Руководство по ресурсам», глава 3, раздел под названием «Какая файловая система будет использовать в каких томах»

Недостатки NTFS

Не рекомендуется использовать NTFS в томе, который меньше 400 МБ, из-за количества накладных расходов на NTFS. Это пространство в виде системных файлов NTFS, которые обычно используют не менее 4 МБ дискового пространства на разделе 100-МБ.

В настоящее время шифрование файлов не встроено в NTFS. Таким образом, кто-то может загрузиться в MS-DOS или другую операционную систему и использовать утилиту редактирования дисков низкого уровня для просмотра данных, хранимых в томе NTFS.

Невозможно форматирование дискетного диска с файловой системой NTFS; Windows NT форматы всех дискетных дисков с файловой системой FAT, так как накладные расходы, связанные с NTFS, не будут соответствовать дискетным дискам.

Дополнительные обсуждения недостатков NTFS см. в следующих ниже.

Windows NT Server «Concepts and Planning Guide», Chapter 5, section titled «Choosing a File System»

Windows NT Набор ресурсов workstation 4.0, глава 18, «Выбор файловой системы»

Windows NT Набор ресурсов server 4.0 «Руководство по ресурсам», глава 3, раздел под названием «Какая файловая система будет использовать в каких томах»

Конвенции о переименовании NTFS

Имена файлов и каталогов могут быть длиной до 255 символов, включая все расширения. Имена сохраняют случай, но не являются чувствительными к делу. NTFS не проводит различий между именами файлов в зависимости от случая. Имена могут содержать любые символы, за исключением следующих:

В настоящее время из командной строки можно создавать только имена файлов до 253 символов.

В зависимости от оборудования ограничения могут накладывать дополнительные ограничения размера разделов в любой файловой системе. В частности, раздел загрузки может быть размером всего 7,8 ГБ, а в таблице разделов имеется ограничение в 2 терабайта.

Дополнительные сведения о поддерживаемых файловых системах для Windows NT см. в Windows NT Набор ресурсов.

Источник

Файловые системы накопителей

Именно файловые системы определяют способ хранения информации в виде привычных нам файлов, а также насколько быстро будет осуществляться доступ к данным и с какими ограничениями столкнутся пользователи.

Существует больше 30 файловых систем (ФС), большая часть которых имеет специфическое применение. Например, ФС под названием XFS создана исключительно для операционной системы IRIX, а DTFS — это файловая система, специализирующаяся на сжатии данных.

Если говорить относительно обычных пользователей ПК на Windows, MacOS и Linux, то для них список можно сократить до нескольких самых распространенных.

FAT32

Файловая система, разработанная компанией Microsoft на замену FAT16. Структурно вся область диска в FAT32 делится на кластеры размером от 512 байт до 32 Кбайт. Представьте себе тетрадь в клеточку. Каждая клетка — это кластер, в который может быть записан файл или его часть. Таким образом, большие файлы состоят из цепочки кластеров, которые совсем не обязательно будут располагаться друг за другом.

Не будем погружаться в технические дебри и расскажем о том, что больше всего интересует обычных пользователей — плюсы и минусы FAT32.

Главное и пока неоспоримое достоинство этой файловой системы — ее универсальность. FAT32 работает практически со всеми операционными системами Windows, а также без проблем распознается linux, MacOS, операционными системами игровых приставок и даже Android (если в смартфоне предусмотрена поддержка OTG).

Именно поэтому флеш-накопители чаще всего форматируют в FAT32, чтобы не иметь проблем с совместимостью на различных устройствах. С завода больше 90% всех флешек поставляется с этой ФС. Параллельно к плюсам относится высокая скорость работы с малыми и средними файлами (десятки/сотни мегабайт) и нетребовательность к объему ОЗУ.

Однако почтенный возраст FAT32 (больше 24 лет, что по меркам IT-индустрии просто огромный срок) накладывает ряд неприятных ограничений.

Несмотря на то, что размер тома с технической точки зрения может доходить до 8 ТиБ (тебибайт), что составляет около 8,7 ТБ, по факту в операционных системах Windows из-за встроенного ограничения вы не сможете создать том больше 32 ГБ. Соответственно, разметить большие жесткие диски, по крайней мере в Windows, в FAT32 не получится. Возникнут проблемы и с флешками на 64 ГБ.

Другое, более существенное ограничение — размер одного файла не может превышать 4 ГБ. Учитывая, что бэкапы, фильмы в высоком разрешении и архивы с различной информацией весят больше этого предела, ограничение доставляет массу неудобств.

exFAT

Одна из самых последних «новинок», созданная в 2008 году как расширенная версия FAT32 (extended FAT). Майкрософт решила взять лучшее и избавиться от самых неприятных недостатков.

exFAT ориентирована сугубо на переносные накопители — флешки, SD-карты и съемные жесткие диски. Размер кластера был увеличен до 32 мегабайт, благодаря чему размер файла теперь достигает целых 16 эксабайт (1 эксабайт = 1 048 576 ТБ). Задел на будущее у exFAT довольно внушительный.

Параллельно разработчики избавились от ограничения на размер тома, ввели поддержку прав доступа и минимизировали количество перезаписей, что особенно актуально для flash-памяти, ячейки памяти которой имеют ограниченное количество циклов записи, после чего выходят из строя.

Ощутимый минус только один — незначительная потеря совместимости. exFAT поддерживает Windows XP SP2 и более новые ОС. Соответственно, Windows 2000, NT и все, что старше, остается «за бортом». Усложнение структуры также привело к большим затратам вычислительной мощности компьютера. Однако на фоне современных процессоров с их потенциалом этим недостатком можно пренебречь.

New Technology File System разработали еще в 1993 году, однако, как и FAT32, используют по сей день. Сходство с FAT проявляется и в том, что, пространство делится на кластеры заданного размера. Однако высокую гибкость NTFS обеспечивает именно структура.

Первые 12% диска выделяются под MFT-зону — специальное служебное пространство, где хранится различная информация для работы всей ФС. Эта зона никогда не фрагментируется. В отличие от FAT используется бинарная структура.

Бинарное дерево располагает имена файлов таким образом, чтобы поиск выполнялся более быстрым способом — путем получения двухзначных ответов на вопросы о положении файла. Соответственно, поисковику не приходится просматривать всю цепочку файлов в каталоге.

NTFS обладает множеством достоинств. Максимальный размер тома на практике — 256 ТБ. Размера файла также хватит с запасом — около 16 ТБ. Помимо этого, за счет функции журналирования NTFS — отказоустойчивая система. Проще говоря, ФС либо выполняет действие до конца, либо откатывает все до состояния, когда действие еще не было совершено. Промежуточных «ошибочных» состояний практически не бывает. Имеется встроенное сжатие, средства разграничения прав объектов и шифрование данных.

К главному минусу NTFS относится низкая совместимость — не поддерживается все, что ниже Windows NT. Это не столь печально, но вот на MacOS и Linux записывать файлы на диски с NTFS не получится — только чтение. Игровые консоли Playstation и Xbox 360 также с этой файловой системой не работают.

Читайте также:  Нормативные показатели окружности головы

Например, в PS4 можно отформатировать внешний жесткий диск, но только в формате самой приставки для обеспечения совместимости.

Таким образом, благодаря своему функционалу и поддержке больших объемов пространства NTFS — это отличный вариант для накопителей HDD и SSD. Несмотря на это, вы вполне можете создать на NTFS и флешку, но скорость ее работы по сравнению с FAT будет ниже.

Сравнительная таблица

Три приведенных файловых системы являются самыми популярными и наиболее совместимыми среди всех. Для удобства приведем основные параметры в общую таблицу.

Источник

Таблица фат что это

Все, что вам нужно знать о FAT32, exFAT, FAT16 и & amp; FAT12

Таблица размещения файлов (FAT) – это файловая система, созданная Microsoft в 1977 году.

FAT по-прежнему используется сегодня в качестве предпочтительной файловой системы для дисководов гибких дисков и портативных накопителей большой емкости, таких как флэш-накопители и другие твердотельные устройства памяти, такие как SD-карты.

FAT была основной файловой системой, используемой во всех потребительских операционных системах Microsoft от MS-DOS до Windows ME. Хотя FAT по-прежнему поддерживается в более новых операционных системах Microsoft, NTFS является основной файловой системой, используемой в наши дни.

Файловая система таблицы размещения файлов с течением времени претерпела изменения, в основном из-за необходимости поддерживать большие жесткие диски и файлы большего размера.

Вот еще много о различных версиях файловой системы FAT:

FAT12 (12-битная таблица размещения файлов)

Первая широко используемая версия файловой системы FAT, FAT12, была представлена ​​в 1980 году вместе с первыми версиями DOS.

FAT12 была основной файловой системой для операционных систем Microsoft до MS-DOS 3.30, но также использовалась в большинстве систем до MS-DOS 4.0. FAT12 – все еще файловая система, используемая на случайной дискете, которую вы найдете сегодня.

FAT12 поддерживает размеры дисков и файлов до 16 МБ при использовании кластеров 4 КБ или 32 МБ при использовании 8 КБ, с максимальным количеством 4084 файлов на одном томе (при использовании кластеров 8 КБ).

Имена файлов в FAT12 не могут превышать максимальный предел в 8 символов, плюс 3 для расширения.

Ряд атрибутов файла был впервые введен в FAT12, включая скрытый, только для чтения, системный и метку тома.

FAT8, представленная в 1977 году, была первой верной версией файловой системы FAT, но имела ограниченное использование и только в некоторых компьютерных системах того времени.

FAT16 (16-битная таблица размещения файлов)

Второй реализацией FAT была FAT16, впервые представленная в 1984 году в PC DOS 3.0 и MS-DOS 3.0.

Чуть более улучшенная версия FAT16, названная FAT16B, была основной файловой системой для MS-DOS 4.0 до MS-DOS 6.22. Начиная с MS-DOS 7.0 и Windows 95, вместо этого использовалась еще более улучшенная версия, называемая FAT16X.

В зависимости от операционной системы и размера используемого кластера максимальный размер диска в формате FAT16 может варьироваться от 2 ГБ до 16 ГБ, последний только в Windows NT 4 с кластерами 256 КБ.

Максимальный размер файлов на дисках FAT16 составляет 4 ГБ с включенной поддержкой Поддержка больших файлов или 2 ГБ без нее.

Максимальное количество файлов, которое может храниться на томе FAT16, составляет 65 536. Как и в FAT12, имена файлов были ограничены 8 + 3 символами, но были расширены до 255 символов, начиная с Windows 95.

Атрибут файла архива был введен в FAT16.

FAT32 (32-битная таблица размещения файлов)

FAT32 – это последняя версия файловой системы FAT. Он был представлен в 1996 году для пользователей Windows 95 OSR2/MS-DOS 7.1 и был основной файловой системой для потребительских версий Windows через Windows ME.

FAT32 поддерживает базовые диски размером до 2 ТБ или даже до 16 ТБ с кластерами 64 КБ.

Как и в FAT16, размер файлов на дисках FAT32 максимально равен 4 ГБ при включенной Поддержка больших файлов или 2 ГБ без нее. Модифицированная версия FAT32, названная FAT32 + , поддерживает файлы размером около 256 ГБ!

На томе FAT32 может содержаться до 268 173 300 файлов, если он использует кластеры 32 КБ.

exFAT (расширенная таблица размещения файлов)

exFAT, впервые представленная в 2006 году, является еще одной файловой системой, созданной Microsoft, хотя это не «следующая» версия FAT после FAT32.

exFAT в первую очередь предназначен для использования на портативных мультимедийных устройствах, таких как флэш-накопители, SDHC и SDXC-карты и т. д.

Официально exFAT поддерживает портативные носители до 512 ТБ, но теоретически может поддерживать накопители до 64 ZiB, что значительно больше, чем любой носитель, доступный на момент написания статьи.

Встроенная поддержка имен файлов из 255 символов и поддержка до 2796202 файлов на каталог – это две примечательные особенности системы exFAT.

Файловая система exFAT поддерживается практически всеми версиями Windows (более старые с дополнительными обновлениями), Mac OS X (10.6.5+), а также на многих телевизорах, носителях и других устройствах.

Перемещение файлов из NTFS в FAT системы

Шифрование файлов, сжатие файлов, права доступа к объектам, дисковые квоты и атрибут индексированного файла доступны только в файловой системе NTFS – не FAT . Другие атрибуты, такие как общие, упомянутые в обсуждениях выше, также доступны в NTFS.

Учитывая их различия, если вы поместите зашифрованный файл с тома NTFS в пространство, отформатированное в FAT, файл потеряет свой статус шифрования, что означает, что файл можно использовать как обычный незашифрованный файл. Расшифровка файла таким способом возможна только для первоначального пользователя, который зашифровал файл, или для любого другого пользователя, которому было предоставлено разрешение от первоначального владельца.

Подобно зашифрованным файлам, поскольку FAT не поддерживает сжатие, сжатый файл автоматически распаковывается, если он копируется из тома NTFS на том FAT. Например, если вы скопируете сжатый файл с жесткого диска NTFS на дискету FAT, файл будет автоматически распакован перед сохранением на дискету, поскольку файловая система FAT на целевом носителе не имеет возможности хранить сжатые файлы. ,

Расширенное чтение на FAT

Хотя это далеко выходит за рамки основного обсуждения FAT, но если вам интересно узнать, как структурированы диски в формате FAT12, FAT16 и FAT32, ознакомьтесь с Файловыми системами FAT от Andries E. Brouwer.

Источник

Что такое FAT-таблица и кластер

Для того, чтобы компьютерная система могла нормально работать с информацией, размещенной на жестком диске, винчестер должен иметь четкую логическую структуру. Только так операционная система будет «знать» что и где «лежит».

Одна часть жесткого диска содержит собственно данные, а вторая часть — сведения о месте хранения этих данных (своеобразная картотека). Для создания логической структуры винчестера служат программы FDISK (создает разделы и логические диски) и FORMAT (организует структуру размещения данных).

Дисковое пространство делится на разделы нескольких типов:

  • Primary DOS Partition (первичный раздел) — область, в которой размещается ядро ОС и откуда производится ее загрузка. Оставшееся свободное место может быть использовано для хранения данных. В этом разделе находится только один логический диск — C:/.
  • Extended DOS Partition (расширенный раздел) — дополнительная область для размещения данных. Системные файлы здесь размещать не могут. Раздел может содержать несколько логических дисков — D:/, E:/, F:/…
  • Non-DOS Partition (не-ДОС раздел) — это область, в которой могут размещать другие операционные системы.

Логической (неделимой) единицей хранения данных на жестком диске является кластер. Все кластеры конкретного винчестера одинаковы по размеру и пронумерованы по порядку. Каждому кластеру соответствует служебная строка, имеющая тот же номер. Совокупность таких служебных строк составляет FAT-таблицу (File Allocation Table) — своеобразный телефонный справочник винчестера. Номер кластера, с которого начинается размещение файла, — является адресом его местонахождения на диске. Строка FAT-таблицы содержит сведения о содержимом «своего» кластера:

  • кластер может быть свободным;
  • кластер может быть испорченным — непригодным для хранения данных;
  • кластер может хранить часть файла, файл целиком или последнюю часть файла.

Информация на винчестере хранится в виде отдельных файлов. Файлы могут быть разных размеров. Если файл не помещается в один кластер, то он размещается в нескольких кластерах. Если диск первый раз заполняется информацией, то файл будет размещен в смежных кластерах, в виде одного цельного блока. Но, в процессе работы одни файлы удаляются, другие — добавляются. Возникает ситуация, когда для размещения одного файла потребуются кластера в различных областях дискового пространства — в этом случае файл будет состоять из нескольких блоков. В любом случае связь между кластерами и блоками осуществляется при помощи FAT-таблицы, которая «склеивает» файл из кусков. Когда файл пишется на диск, в таблицу FAT заносится начальный адрес местонахождения файла — номер первого кластера из числа тех, которые он будет занимать. Строка FAT-таблицы, содержащая запись кластера, в котором находится начало файла, хранит номер следующего кластера, который содержит продолжение файла и т.д., при помощи такой цепочки ссылок фиксируется расположение всего файла на диске.

Записывая файл на диск, система (если это возможно) размещает его непрерывно — в смежных кластерах. Если этого сделать нельзя, то система ищет необходимое количество свободных кластеров в разных местах дискового пространства и размещает файл в них. Таким образом, файл (особенно, если он больших размеров) может быть «склеен» из нескольких десятков блоков. На емкость диска это никак не влияет, но вот скорость доступа к такому фрагментированному файлу резко падает, поскольку для считывания файла система тратит дополнительные механические (медленные) операции для перемещения считывающих головок с дорожки на дорожку.

Читайте также:  Таблица умножения столбиком 3 класс распечатать

При удалении файла в FAT-таблице производятся соответствующие записи — кластера, в которых размещался данный файл, помечаются как свободные, но при этом сама информация в кластере остается до того момента, пока не будет записан новый файл в этот кластер. На этом основана работа некоторых программ по восстановлению удаленной информации.

Разрядность строк FAT-таблицы определяет разрядность адресов, т.е., фактически количество кластеров на жестком диске. Если система оперирует с 16-разрядными строками (в этом случае, говорят о таблице FAT16), то максимально возможное количество кластеров равно 2 16 = 65535 штук (64 Кб); для 32-рязрядных строк (FAT32) — число кластеров равно 2 32 = 4294967296 штук (4 Гб).

Это значит, что размер кластера жесткого диска объемом 2 Гб системы FAT16 будет равен: 2 Гб / 64 Кб = 32 Кб (2 31 / 2 16 = 2 15 ), при этом кластер будет занимать 64 сектора (напомним, что сектор является минимальной единицей хранения информации любого винчестера и содержит, как правило, 512 байт).

Самое интересное в этой ситуации, что жесткий диск объемом более 1 Гб, но до 2 Гб будет иметь точно такой же размер кластера, но их количество будет меньше.

Как мы уже сказали выше — размеры файлов, размещенных на жестком диске могут быть совершенно разные. Если при записи в кластер не хватит места хотя бы для 1 байта, то этот байт будет помещен в следующий свободный кластер. При этом в этот кластер уже ничего записать будет нельзя. Таким образом, чем больше объем винчестера, тем больше размер кластера, тем более неэффективно используется дисковое пространство. Фактический объем винчестера снижается — чем больше объем, тем больше дискового пространства оказывается пустым, при этом его нельзя использовать.

Выход из сложившейся ситуации искали путем разбиения жесткого диска на несколько логических дисков. Каждый логический диск при этом содержал свою FAT-таблицу. Например, разбив винчестер емкостью 2 Гб на два логических диска, размер кластера снижается вдвое — с 32 Кб до 16 Кб.

Более свободно пользователи вздохнули с выходом Windows 98, которая предоставила систему FAT32. Таблица работала с 32-разрядными адресами. Для каждой строки FAT32 отводилось 4 байта. Всего таблица могла хранить адреса 4 294 967 296 кластеров, т.е. 4 Гигабайта кластеров. Размер такой таблицы мог составлять 16 Гб! Совершенно огромная цифра — в начале 21 века и винчестеров-то такого объема не было! Однако, если взять во внимание тот факт, что FAT32 работает с жесткими дисками, объемы которых измеряются сотнями и тысячами Гб, то потеря 16 Гб не выглядит чем-то катастрофическим. Так, например, в системе FAT32 кластер размером 32 Кб (что приведен в примере ранее) будет находиться на диске объемом 32 Терабайта (если я не обшися в расчетах)! Большинство же винчестеров на данный момент (2010 год) работают с 8-ми килобайтными кластерами.

Источник

Загрузочный сектор, FSINFO, таблица FAT и записи каталогов FAT

Читайте о системных структурах файловой системы FAT: загрузочный сектор, FSINFO, таблица FAT и записи каталогов. Описание, размерность полей и интерпретация

Процесс поиска удаленных файлов состоит из обнаружения и интерпретации содержимого диска. Этой статьей мы откроем цикл, в котором расскажем, как найти и правильно «прочитать» системную информацию. Существует четыре версии FAT — FAT8, FAT12, FAT16 и FAT32. Мы проведем анализ FAT32 диска, расположенного на SD-карте памяти фотоаппарата.

Логический диск под управление FAT32 можно разделить на 3 логических части, которые идут последовательно друг за другом:

  • Зарезервированная область;
  • Область FAT;
  • Область данных (содержит корневой каталог и содержимое файлов);

Рис.1 Физическая структура FAT.

Система FAT очень проста и условно в ней можно выделить 4 структуры:

Загрузочный сектор

Загрузочный сектор занимает 1 сектор (чаще всего 512 байт) и располагается в первом секторе. Давайте рассмотрим подробнее его содержимое.

Смещение Размер Описание Обязательное
3 Ссылка на загрузочный код Нет
3 8 Метка ОС I Нет
11 2 Сколько байт в секторе Да
13 1 Сколько секторов в кластере II Да
14 2 Размер резервной области в секторах Да
16 1 Сколько копий FAT-таблицы Да
17 2 Сколько объектов в корневом каталоге III Да
19 2 Сколько секторов на диске IV Да
21 1 Метка носителя V Нет
22 2 Размер таблицы FAT в секторах III Да
24 2 Сколько секторов в дорожке Нет
26 2 Сколько головок Нет
28 4 Сколько секторов перед началом раздела Нет
32 4 Сколько секторов в кластере II Да
36 4 Размер таблицы FAT в секторах Да
40 2 Режим обновления VI Да
42 2 Номер версии Да
44 4 Кластер с корневым каталогом Да
48 2 Сектор с FSINFO Нет
50 2 Сектор с резервной копией
загрузочного сектора
Нет
52 12 Резерв Нет
64 1 Номер диска Нет
65 1 Не используется Нет
66 1 Последовательность байт 0x29 VII Нет
67 4 Серийный номер тома Нет
71 11 Метка тома I Нет
82 8 Метка Нет
90 420 Резерв Нет
510 2 Последовательность байт 0xAA55 Нет

Таб.1 Структура загрузочного сектора FAT.

  • I В кодировке ASCII;
  • II Задается степенью 2;
  • III Использовалось для ранних версий FAT. Для FAT32 = 0;
  • IV Если количество секторов на диске больше 65535, используется поле по адресу 32;
  • V Для жестких дисков – 0xf8, для съемных – 0xf0;
  • VI Если бит 7 равен 1, активна только одна копия FAT, индекс которой определяется разрядами 0-3. В противном случае все структуры FAT являются зеркальными копиями друг друга;
  • VII Последовательность байт 0x29;

Информация из загрузочного сектора играет основополагающую роль в восстановлении удаленных файлов, поэтому его обнаружение чрезвычайно важно.

Структура FSINFO

Ссылка на начало структуры хранится в загрузочном секторе, размер составляет 1 сектор (обычно 512 байт). FAT использует FSINFO для алгоритма выделения свободных секторов диска.

Смещение Размер Описание Обязательное
4 Последовательность байт
0x41615252
Нет
4 480 Резерв Нет
484 4 Последовательность байт
0x6147272
Нет
488 4 Сколько свободных кластеров Нет
492 4 Следующий свободный кластер Нет
496 12 Резерв Нет
508 4 Последовательность байт
0xAA550000
Нет

Таб.2 Структура данных FSINFO.

Поскольку FSINFO может не обновляться и все ее поля не обязательны, опираться на нее для извлечения данных мы не можем.

Таблица FAT

Файловая система может иметь несколько копий этой таблицы, точное количество таблиц и их размер указаны в загрузочном секторе. Обычно используется 2 копии, полностью дублирующие друг друга. Они располагаются последовательно, одна за другой, и имеют столько записей, сколько кластеров на диске.

В FAT32 структура состоит из записей размером 4 байта. Каждая запись соответствует кластеру на логическом диске и может принимать следующие значения:

  • 0x000 0000 – если кластер свободен;
  • 0x0fff fff7 – если кластер поврежден и не должен выделяться;
  • 0x0fff fff8 – если кластер завершает файл или каталог;
  • 0x000 0001 … 0x0fff fff6 – указатель на следующий кластер, занимаемый файлом или каталогом.

Чтение и анализ основной таблицы FAT и её копий позволяют выяснить, в каких кластерах хранится содержимое нужного файла.

Записи каталогов

Записи каталогов содержат имя, атрибуты файлов и каталогов, а также время создания, последнего доступа и редактирования объектов. Эта информация хранится в кластерах, выделенных родительскому каталогу, ссылку на который можно получить из загрузочного сектора.

Базовая структура (Simple File Name) поддерживает только короткие имена файлов (8 символов – имя и 3 символа – расширение). Для поддержки длинных имён файлов в добавление к базовой записи создаются дополнительные структуры (Long File Name). Записи LFN имеют размер 32 байта и предшествуют базовой записи.

Смещение Размер Описание Обязательное
1 Порядковый номер
или последовательность байт 0xe5 I, II
Да
1 10 Первые 5 символов имени файла I Да
11 1 Последовательность байт 0x0f Да
12 1 Резерв Нет
13 1 Контрольная сумма Да
14 12 Следующие 6 символов имени файла I Да
26 2 Резерв Нет
28 4 Следующие 2 символа имени файла I Да

Таб.3 Структура записи каталога Long File Name.

  • I Имя файла хранится в Unicode;
  • II FAT заменяет первый символ имени файла на 0xe5, если он удален.

Для хранения длинного имени файла может использоваться несколько структур LFN. Чтобы получить полное имя, нужно сложить все эти структуры. После дополнительных следует базовая запись каталога размером 32 байта.

Смещение Размер Описание Обязательное
1 Первый символ имени файла I, II Да
1 10 Следующие 10 символов имени файла I Да
11 1 Атрибуты III Да
12 1 Резерв Нет
13 1 Десятые доли секунды времени создания Нет
14 2 Часы, минуты, секунды времени создания Нет
16 2 Дата создания Нет
18 2 Дата последнего обращения Нет
20 2 Старшие 2 байта ссылки на первый кластер Да
22 2 Часы, минуты, секунды времени модификации Нет
24 2 Дата модификации Нет
26 2 Младшие 2 байта ссылки на первый кластер Да
28 4 Размер файла Да

Таб.4 Структура базовой записи каталога FAT.

  • I Имя файла в кодировке ASCII;
  • II FAT заменяет первый символ имени файла на 0xe5, если он удален;
  • III Возможные атрибуты перечислены в таблице.
Значение Описание
0x01 Доступ только для чтения
0x02 Скрытый файл
0x04 Системный файл
0x08 Метка тома
0x0f Длинное имя файла
0x10 Каталог
0x20 Архивный файл

Из базовой записи можно восстановить атрибуты файла, время создания и редактирования, а также ссылку на первый кластер содержимого.

HEX редактор

Продукты компании Hetman Software имеют встроенный HEX редактор, который позволяет быстро найти и просмотреть содержимое загрузочного сектора и его копии, записи FAT-таблицы, корневого каталога и области данных. Подробнее о том, как использовать эти таблицы и алгоритмы восстановления диска FAT, читайте у нас в блоге.

Источник