FAT文件系统解析：从磁盘引导到文件分配表

"本文主要介绍了FAT文件系统的基本概念、组织方式以及其在磁盘管理中的应用。FAT，即文件分配表，是用于记录文件在磁盘上存储位置的关键表格，若丢失则可能导致数据无法访问。文件系统分为FAT12、FAT16和FAT32，区别在于它们的FAT表中记录簇链接的位数不同。FAT通过簇对磁盘空间进行管理，通常每个簇是2的n次幂个扇区的大小。此外，文章还探讨了磁盘引导原理，包括主引导纪录扇区MBR和分区表的作用。在MBR中，引导程序占据前446字节，随后是64字节的硬盘分区表，最后是结束标志"55AA"。" 在磁盘引导原理部分，主引导记录扇区MBR位于硬盘的0柱面0磁头1扇区，当计算机启动时，BIOS会将控制权交给MBR，执行引导程序。MBR包含446字节的引导程序、64字节的分区表和2字节的结束标志。 FAT文件系统的核心是FAT表，它记录了文件所占用簇的链接关系。例如，如果磁盘大小为100KB，以1KB为簇，可以分为100簇。文件如A.TXT、B.TXT和C.TXT在磁盘上存储时，会根据其大小分配相应的簇，并在目录中记录这些信息。然而，连续存储分配法可能会导致空间浪费，如B.TXT和C.TXT未完全填满各自的簇。 连续存储分配存在的问题包括：文件扩展困难（如A.TXT增加内容可能需要移动大量簇）、删除文件后空间回收的复杂性（如删除B.TXT后，60.3KB的D.TXT无法直接填补空缺）。为了解决这些问题，FAT系统引入了更灵活的链式分配方式，使得文件可以在磁盘上分散存储，提高了空间利用率。 FAT12、FAT16和FAT32分别对应12位、16位和32位的FAT表，允许管理更大数量的簇，从而适应不同容量的磁盘需求。随着磁盘容量的增大，FAT16逐渐被FAT32取代，以提供更好的磁盘空间管理能力。 FAT文件系统是早期个人计算机广泛使用的文件系统，虽然存在一些局限性，但其简单性和有效性使其在许多嵌入式系统和低容量存储设备中仍然有应用。随着技术的发展，NTFS和exFAT等更高级的文件系统逐渐成为主流，提供了更高效的数据管理和安全性。