FAT文件系统

微软在Dos/Windows系列操作系统中共使用了6种不同的文件系统（包括即将在windows的下一个版本中使用的Winfs）。它们分别是：FAt12、FAT16、FAT32、NTFS、NTFS5.0和WINFS。下面我们一一来对它们的相关特点和规则做个介绍。其中FAt12、FAT16、FAT32均是Fat文件系统。是File Allocation Table的简称。 最古老的文件系统FAT12：

这是伴随着Dos诞生的“老”文件系统了。它采用12位文件分配表，并因此而得名。而以后的FAT系统都按照这样的方式在命名。在DOS3.0以前使用。但是在现在，我们都还能找得到这个文件系统：用于软盘驱动器。当然，其他地方的确基本上不使用这个文件系统了。Fat12可以管理的磁盘容量是8M。这在当时，没有硬盘的情况下，这个磁盘管理能力是非常大的。

Fat12文件系统的限制：

1）文件名：只能是8.3格式的文件名。

2)磁盘容量：最多8M。（4096clusters×4sectors/clusters×512bytes、sectors）

3)文件碎片严重。（只在磁盘上不存储在不连续的簇内。）

使用时间最长文件系统的Fat16：

在Dos2.0的使用过程中，对更大的磁盘的管理能力的需求已经出现了，所以在Dos3.0中，微软推出了新的文件系统Fat16。除了采用了16位字长的分区表之外，Fat16和Fat12在其他地方都非常的相似。实际上，随着字长增加4位，可以使用的簇的总数增加到了65546。在总的簇数在4096之下的时候，应用的还是Fat12的分区表，当实际需要超过4096簇的时候，应用的是Fat16的分区表。刚推出的Fat16文件系统管理磁盘的能力实际上是32M。这在当时是看来是足够大的。1987年，硬盘的发展推动了文件系统的发展，Dos4.0之后的Fat16可以管理128M的磁盘。然后这个数字不断的发展，一直到2G。在整整的10年中，2G的磁盘管理能力都是大大的多于了实际的需要。需要指出的是，在windows95系统中，采用了一种比较独特的技术，叫做VFat来解决长文件名等问题。FAT16分区格式存在严重的缺点：大容量磁盘利用效率低。在微软的DOS和Windows系列中，磁盘文件的分配以簇为单位，一个簇只分配给一个文件使用，不管这个文件占用整个簇容量的多少。这样，即使一个很小的文件也要占用一个簇，剩余的簇空间便全部闲置，造成磁盘空间的浪费。由于分区表容量的限制，FAT16分区创建的越大，磁盘上每个簇的容量也越大，从而造成的浪费也越大。所以，为了解决这个问题，微软推出了一种全新的磁盘分区格式FAT32，并在Windows 95 OSR2及以后的Windows 版本中提供支持。

Volume size　Cluster size

0 to 32 MB　512 bytes

33 to 64 MB　1 KB

65 to128 MB　2 KB

129 to 256 MB　4 KB

257 to 511 MB　8 KB

512 to 1023 MB　16 KB

1024 to 2047 MB　32 KB

2048 to 4095 MB　64 KB

最新的Fat32文件系统：

Fat32文件系统将是Fat系列文件系统的最后一个产品。和它的前辈一样，这种格式采用32位的文件分配表，磁盘的管理能力大大增强，突破了FAT16 2GB的分区容量的限制。由于现在的硬盘生产成本下降，其容量越来越大，运用FAT32的分区格式后，我们可以将一个大硬盘定义成一个分区，这大大方便了对磁盘的管理。

FAT32推出时，主流硬盘空间并不大，所以微软设计在一个不超过8GB的分区中，FAT32分区格式的每个簇都固定为4KB，与FAT16相比，大大减少了磁盘空间的浪费，这就提高了磁盘的利用率。在其他更大的分区中的簇大小的可以看下表：

Volume size　Cluster size

less than 8GB　4 KB

less than 16GB　8 KB

less than 32GB　16 KB

more than 32gB　32 KB

目前，支持这种格式的操作系统有Windows 95、Windows 98、OSR2、Windows 98 SE、Windows Me、Windows 2000和Windows XP，Linux Redhat部分版本也对FAT32提供有限支持，然而，如果Linux安装在FAT32分区下，必须使用软盘进行引导。但是，这种分区格式也有它明显的缺点，首先是由于文件分配表的扩大，运行速度比FAT16格式要慢，特别是在DOS 7.0下，性能差别更明显。

FAT32的限制：

1)最大的限制在于兼容性方面，Fat32不能保持向下兼容。

2)当分区小于512M时，Fat32不会发生作用。

4)单个文件不能大于4G。（精确数据是4G－2bytes）。

FAT16文件系统

FAT16使用了16位的空间来表示每个扇区(Sector)配置文件的情形，故称之为FAT16。

FAT16由于受到先天的限制，因此每超过一定容量的分区之后，它所使用的簇(Cluster)大小就必须扩增，以适应更大的磁盘空间。所谓簇就是磁盘空间的配置单位，就象图书馆内一格一格的书架一样。每个要存到磁盘的文件都必须配置足够数量的簇，才能存放到磁盘中。FAT16各分区与簇大小的关系如下表：

分区大小 FAT16簇大小

16MB-127MB 2KB

128MB-255MB 4KB

256MB-511MB 8KB

512MB-1023MB 16KB

1024MB-2047MB 32KB