FAT32文件系统中的数据区解析细节 (fat32 数据区)

随着计算机技术的不断发展，文件系统成为计算机操作系统中一个十分重要的组成部分。而FAT32文件系统作为Windows操作系统中常见的文件系统，也是备受重视的研究对象。在FAT32文件系统中，数据存储区域（Data Area）是存储实际文件数据的区域。本文将从数据区的组成、特点、结构以及FAT表与数据区的映射等方面进行详细阐述，帮助读者更好地理解。

一、数据区组成

FAT32文件系统中的数据区是由若干个簇（Cluster）组成的，每个簇的大小相等，通常为4KB、8KB、16KB等。这些簇全部组合在一起，构成了数据存储区域。在FAT32文件系统中，每个文件都被存储在若干个簇中，不同的文件可能占用不同数量的簇。因此，一个完整的文件在数据区中可能不是连续存储的，而是分散存储在不同的簇中。

二、数据区特点

1. 数据区是FAT32文件系统中存储实际数据的区域，占整个磁盘容量的大部分。

2. 数据区中的每个簇大小固定，可以是4KB、8KB、16KB等。

3. 数据区中每个簇可以存储一个或多个文件的数据，不同的文件可能分散存储在不同的簇中。

4. 数据区中可能存在已删除文件的数据，这些数据可以被恢复。

三、数据区结构

1. 文件数据

在数据区中，存储着FAT32文件系统中所有文件的实际数据。每个文件的数据可能被存储在不同的簇中，需要通过FAT表才能找到所有的簇。在数据存储区域中，空闲的簇用0填充，而文件数据则存储于非0的簇中。

2. 簇位图

簇位图是数据区中的重要组成部分，用于记录哪些簇被占用，哪些簇是空闲的。簇位图中每个比特位表示一个簇的状态，0表示空闲，1表示已占用。

3. 文件名

在数据区中存储着所有文件的信息，包括文件名、文件大小、创建时间、修改时间等。但是，在数据区中存储文件名的结构与文件系统的版本有关，因此存在不同的存储方式，具体可以参考FAT32文件系统规范。

四、FAT表与数据区的映射

在FAT32文件系统中，FAT表记录着所有文件的簇分布情况。通过FAT表，我们可以找到每个文件数据所存储的所有簇。因此，FAT表与数据区具有直接的映射关系。

FAT表由若干个FAT项（FAT Entry）组成，每个FAT项对应了数据存储区域中的一个簇，保存了该簇下一个连续的簇号。如果该簇是文件的最后一个簇，则FAT项中的值为0xFFFFFFFF。

在FAT32文件系统中，有两个不同的FAT表，分别为FAT1和FAT2。它们的作用相同，但存储位置不同。其中，FAT1存储在磁盘的之一个扇区（Sector），而FAT2存储在磁盘的第二个扇区。

当文件被写入磁盘时，FAT1和FAT2同时被更新。由于FAT1和FAT2中的值应该相同，因此在进行写操作时，需要将FAT1和FAT2相应项中的值都修改为新的簇号。

由于FAT表的存在，FAT32文件系统中的数据区是可以被分散存取的，即文件的数据不需要连续地存储在数据区中。当我们打开一个文件时，系统会根据FAT表的信息找到该文件的所有簇，并将它们组合起来，再返回给应用程序。这一过程称为簇链（Cluster Chn）。

FAT32文件系统是一种流行的文件系统，数据区是其中存储实际数据的重要组成部分。数据区中的簇大小固定，每个簇可以存储一个或多个文件的数据。数据区中还包括簇位图、文件名等信息。FAT表记录了所有文件的簇分布情况，通过FAT表可以找到每个文件数据所存储的所有簇。由于FAT表的存在，文件的数据可以分散存储在数据区中，通过簇链可以找到所有的簇。理解FAT32文件系统中数据区的组成、特点、结构以及FAT表与数据区的映射对于文件系统的分析和数据恢复具有重要意义。

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是文件系统磨庆格式

NTFS是新技族知术文件系统的简写，在兆游消WIN98和以前的系统下看不到NTFS的分区，FAT32就是32位的文件分配表，适用于WINDOWS的大多数操作系统。

我们新购买的硬盘首先要进行分区、格式化，才能安装操作系统。在这个过程中，要面临选择哪种操作系统的问题。操作系统的差异在某种程度上决定了整体系统所能发挥出的性能。 wx

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Windows XP可以支持NTFS和FAT32两种文件系统，NTFS文件系统的优点是比FAT32具有更高的安全性，FAT32的长处是兼容性比NTFS好，两者各有利弊。那么在满足应用的前提下，究竟那种文件系统更加适合我们的使用？在讨论这个问题之前，我们先来看一下NTFS和FAT32两种文件系统各有哪些特点。 :*)7=_

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二、NTFS&FAT32)

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NTFS是“新技术文件系统”的缩写,是微软为Windows NT开发的一种文件系统，它在以前FAT文件系统的基础上作了一定的改进，提高了性能。它是建立在保护文件和目录数据基础上，同时节省存储资源、减少磁盘占用量的一种先进的文件系统。Windows XP采用的NTFS文件系统，可以使用户不但可以像Win 9X那样方便快捷地操作和管理计算机，同时也可享受到NTFS所带来的系统安全性。 NTFS支持基于NT操作系统的安全性管理，当然天下没枯雀判有免费的午餐，需要进行这种管理的时候就需要付出额外的空间。一般在运行NT操作系统的时候，更好将硬盘空间的10-15%空出，以保证NT操作系统的正常运行。w

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NTFS文件系统有以下几个特点：9MN1UU

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1.NTFS可以支持的分区大小可以达到2TB（2023GB）,而FAT32支持分区的大小更大为32GB。 pB{#>C

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2.NTFS采用了更小的簇组，可以更有效率地管理磁盘空间。NTFS文件系统，当分区的大小在2GB以下时，簇的大小都比相应的FAT32簇小，当分区的大小在2GB以上时，簇的大小都为4KB。在FAT32文件系统的情况下，分区大小在2GB～8GB时簇的大小为4KB，分区大小在8GB～16GB时簇的大小为8KB，分区大小在16GB～32GB时簇的大小为16KB。相比较而言，NTFS可以更有效地管理磁盘空间，更大限度地避免了磁盘空间的浪费。 b9bg!)

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3.NTFS可以自动地修复磁盘错误而不会显示出错信息。Windows XP向NTFS分区中写文件时，会保留文件的一份拷贝，然后检查向磁盘中所写的文件是否与内存中的一致。如果两者不一致，Windows就把相应的扇区标为坏扇区而不再使用它（簇重映射），然后用内存中保留的文件拷贝重新向磁盘上写文件。如果在读文件时出现错误，NTFS则返回一个读错误信息，并告知相应的应用程序数据已经丢失。NA|M

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4.NTFS有许多安全性能方面的选项，可以在本机上和通过远程的方法保护文件、目录。NTFS还支持加密文件系统（EFS），可以阻止没有授权的用户访问文件。+*C%

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5.NTFS文件系统带来的另一个好处是支持文件压缩功能，用户可以选择压缩单个文件或整个文件夹。任何基于Windows的应用程序对NTFS分区上的压缩文件进行读写时不需要事先由其他程序进行解压缩，当对文件进行读取时,文件将自动进行解压缩；文件关闭或保存时会自动对文件进行压缩。 >

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6.磁盘限额功能允许系统管理员管理分配给各个用户的磁盘空间，合法用户只能访问属于自己的文件，Windows 2023中的磁盘限额功能是基于用户和卷的。n8Ufm

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在FAT32文件系统之前，PC机通常使用的文件系统是FAT16。像MS-DOS，Winows95等系统采都用了FAT16文件系统。在Win 9X系统下，FAT16更大支持的分区大小为2GB。在FAT16情况下簇比较大，存储效率越低，造成了存储空间的浪费。在这种情况下，推出了增强的文件系统FAT32。FAT32使用了32位的空间来表示每个扇区(Sector)配置文件的情形。利用FAT32所能使用的单个分区，更大可达到2TB(2023GB)，而且各种大小的分区所能用到的簇的大小，也是恰如其分，上述两大优点，造就了硬盘使用上更有效率。`C~wFu

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同FAT16相比，FAT32主要具有以下特点：SU

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1. FAT32可以支持的磁盘大小达到2TB，Windows XP下可以支持分区更大为32GB。而FAT16更大只支持4GB的分区。8Dfo:`

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2. 由于采用的簇更小，因此FAT32文件系统可以更有效率地进行信息的保存，通常情况下可以提高15%。

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三、结尾W

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我们就两个文件系统的区别加以说明：NTFS相对于FAT文件系统的区别在于NTFS不但是一个可恢复的，安全高效的文件系统，NTFS在设计时还考虑到了支持多数据流，西欧字符集名称和坏簇重定向功能。多数据流使得可以在对文件添加新属性或信息时不用重新建立文件系统。西欧字符集可以支持世界上任何一种语言，而我们知道ASCII码只有7位，支持的语言种类也就是英语。最后，坏簇的重定向功能可以使NTFS识别坏簇，这样可以使写入的数据不写入这些族中，保证了数据的安全性。U+!i*e

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如果在Windows XP中使用大于32GB的分区，唯一可以选择的是NTFS格式。如果计算机不考虑安全性问题，更注重与Win 9X的兼容性，那么FAT32格式是更好的选择。如果注重计算机系统的安全性的话，建议用户采用NTFS格式。如果要使用多个操作系统，需要安装Win 9X或其它操作系统，建议用户做成多启动系统，一个分区采用FAT32格式，另外的分区采用NTFS格式，并且将Windowds XP安装在NTFS格式分区下，其它操作系统安装在FAT32格式下。

硬盘分区是操作系统安装过程中经常谈到的话题。对于一些简单的应用，硬盘分区并不成为一种障碍，但对于一些复杂的应用，就不能不深入理解硬盘分区机制的某些细节。

　　硬盘的崩溃经常会遇见，特别是病毒肆虐的时代，关于引导分区的恢复与备份的技巧，你一定要掌握。

　　在使用电脑时，你往往会使用几个操作系统。如何在硬盘中安装多个操作系统？

　　如果你需要了解这方面的知识或是要解决上述问题，这期的“硬盘分区”专题会告诉你答案！

　　硬盘是现在计算机上最常用的存储器之一。我们都知道，计算机之所以神奇，是因为它具有高速分析处理数据的能力。而这些数据都以文件的形式存储在硬盘里。不过，计算机可不像人那么聪明。在读取相应的文件时，你必须要给出相应的规则。这就是分区概念。分区从实质上说就是对硬盘的一种格式化。当我们创建分区时，就已经设置好了硬盘的各项物理参数，指定了硬盘主引导记录(即Master Boot Record，一般简称为MBR)和引导记录备份的存放位置。而对于文件系统以及其他操作系统管理硬盘所需要的信息则是通过以后的高级格式化，即Format命令来实现。

面、磁道和扇区

　　硬盘分区后，将会被划分为面(Side)、磁道(Track)和扇区(Sector)。需要注意的是，这些只是个虚拟的概念，并不是真正在硬盘上划轨道。先从面说起，硬盘一般是由一片或几片圆形薄膜叠加而成。我们所说，每个圆形薄膜都有两个“面”，这两个面都是用来存储数据的。按照面的多少，依次称为0面、1面、2面……由于每个面都专有一个读茄樱液写磁头，也常用0头(head)、1头……称之。按照硬盘容量和规格的不同，硬盘面数(或头数)也不一定相同，少的只有2面，多的可达数十面。各面上磁道号相同的磁道合起来，称为一个柱面(Cylinder)(如图1)。(图)

　　上面我们提到了磁道的概念。那么究竟何为磁道呢？由于磁盘是旋转的，则连续写入的数据是排列在一个圆周上的。我们称这样的圆周为一个磁道。(如图2)如果读写磁头沿着圆形薄膜的半径方向移动一段距离，以后写入的数据又排列在另外一个磁道上。根据硬盘规格的不同，磁道数可以从几百到数千不等；一个磁道上可以容纳数KB的数据，而主机读写时往往并不需颂穗要一次读写那么多，于是，磁道又被划分成若干段，每段称为一个扇区。一个扇区一般存放512字节的数据。扇区也需要编号，同一磁道中的扇区，分别称为1扇区，2扇区……

　　计算机对硬盘的读写，处于效率的考虑，是以扇区为基本单位的。即使计算机只需要硬盘上存储颤物的某个字节，也必须一次把这个字节所在的扇区中的512字节全部读入内存，再使用所需的那个字节。不过，在上文中我们也提到，硬盘上面、磁道、扇区的划分表面上是看不到任何痕迹的，虽然磁头可以根据某个磁道的应有半径来对准这个磁道，但怎样才能在首尾相连的一圈扇区中找出所需要的某一扇区呢？原来，每个扇区并不仅仅由512个字节组成的，在这些由计算机存取的数据的前、后两端，都另有一些特定的数据，这些数据构成了扇区的界限标志，标志中含有扇区的编号和其他信息。计算机就凭借着这些标志来识别扇区。(图)

硬盘的数据结构

　　在上文中，我们谈了数据在硬盘中的存储的一般原理。为了能更深入地了解硬盘，我们还必须对硬盘的数据结构有个简单的了解。硬盘上的数据按照其不同的特点和作用大致可分为5部分：MBR区、DBR区、FAT区、DIR区和DATA区。我们来分别介绍一下：

1．MBR区

　　MBR(Main Boot Record 主引导记录区)�位于整个硬盘的0磁道0柱面1扇区。不过，在总共512字节的主引导扇区中，MBR只占用了其中的446个字节，另外的64个字节交给了DPT(Disk Partition Table硬盘分区表)(见表)，最后两个字节“55，AA”是分区的结束标志。这个整体构成了硬盘的主引导扇区。(图)

　　主引导记录中包含了硬盘的一系列参数和一段引导程序。其中的硬盘引导程序的主要作用是检查分区表是否正确并且在系统硬件完成自检以后引导具有激活标志的分区上的操作系统，并将控制权交给启动程序。MBR是由分区程序(如Fdisk．exe)所产生的，它不依赖任何操作系统，而且硬盘引导程序也是可以改变的，从而实现多系统共存。

　　下面，我们以一个实例让大家更直观地来了解主引导记录：

　　例：B FE BF FC 3FE 86 BB 00

　　在这里我们可以看到，最前面的“80”是一个分区的激活标志，表示系统可引导；“”表示分区开始的磁头号为01，开始的扇区号为01，开始的柱面号为00；“0B”表示分区的系统类型是FAT32，其他比较常用的有04(FAT16)、07(NTFS)；“FE BF FC”表示分区结束的磁头号为254，分区结束的扇区号为63、分区结束的柱面号为764；“3F”表示首扇区的相对扇区号为63；“7E 86 BB 00”表示总扇区数为。

2．DBR区

　　DBR(Dos Boot Record)是操作系统引导记录区的意思。它通常位于硬盘的0磁道1柱面1扇区，是操作系统可以直接访问的之一个扇区，它包括一个引导程序和一个被称为BPB(Bios Parameter Block)的本分区参数记录表。引导程序的主要任务是当MBR将系统控制权交给它时，判断本分区跟目录前两个文件是不是操作系统的引导文件(以DOS为例，即是Io．sys和Msdos．sys)。如果确定存在，就把它读入内存，并把控制权 交给该文件。BPB参数块记录着本分区的起始扇区、结束扇区、文件存储格式、硬盘介质描述符、根目录大小、FAT个数，分配单元的大小等重要参数。DBR是由高级格式化程序(即Format．com等程序)所产生的。

3．FAT区

　　在DBR之后的是我们比较熟悉的FAT(File Allocation Table文件分配表)区。在解释文件分配表的概念之前，我们先来谈谈簇(Cluster)的概念。文件占用磁盘空间时，基本单位不是字节而是簇。一般情况下，软盘每簇是1个扇区，硬盘每簇的扇区数与硬盘的总容量大小有关，可能是4、8、16、32、64……

　　同一个文件的数据并不一定完整地存放在磁盘的一个连续的区域内，而往往会分成若干段，像一条链子一样存放。这种存储方式称为文件的链式存储。由于硬盘上保存着段与段之间的连接信息(即FAT)，操作系统在读取文件时，总是能够准确地找到各段的位置并正确读出。

　　为了实现文件的链式存储，硬盘上必须准确地记录哪些簇已经被文件占用，还必须为每个已经占用的簇指明存储后继内容的下一个簇的簇号。对一个文件的最后一簇，则要指明本簇无后继簇。这些都是由FAT表来保存的，表中有很多表项，每项记录一个簇的信息。由于FAT对于文件管理的重要性，所以FAT有一个备份，即在原FAT的后面再建一个同样的FAT。初形成的FAT中所有项都标明为“未占用”，但如果磁盘有局部损坏，那么格式化程序会检测出损坏的簇，在相应的项中标为“坏簇”，以后存文件时就不会再使用这个簇了。FAT的项数与硬盘上的总簇数相当，每一项占用的字节数也要与总簇数相适应，因为其中需要存放簇号。FAT的格式有多种，最为常见的是FAT16和FAT32。

4．DIR区

　　DIR(Directory)是根目录区，紧接着第二FAT表(即备份的FAT表)之后，记录着根目录下每个文件(目录)的起始单元，文件的属性等。定位文件位置时，操作系统根据DIR中的起始单元，结合FAT表就可以知道文件在硬盘中的具置和大小了。

5．数据(DATA)区

　　数据区是真正意义上的数据存储的地方，位于DIR区之后，占据硬盘上的大部分数据空间。

是文件系统格式。XP系统更好用NTFS格式

是文件系统格式。NTFS比FAT32要好。

假定磁盘的大小为1K,对于1.2MB的软盘,FAT需占用多少的存储空间 如何计算

需占用1.8K存储空间。

假设盘块大小为1k，每个盘块需要一个表项。

1.2M含有1.2M/1K=1.2K个表项，每个表项占有12位，8位占一个字节（B）。

（12/8）*1.2K =1.8K。所以FAT需占1.8K存储空间。

扩展资料：

一个FAT文件系统包括四个不同的部分。

保留扇区，位于最开始的位置。之一个保留扇区是引导区（分区启动记录）。它包括一个称为基本输入输出参数块的区域（包括一些基本的文件系统信息尤其是它的类型和其它指向其它扇区的指针），通常包括操作系统的启动调用代码。

FAT区域。它包含有两份文件分配表，这是出于系统冗余考虑，尽管它很少使用，即使是磁盘修复工具也很少使用它。它是分区信息的映射表，指示簇是如何存储的。

根目录区域。它是在根目录中存储文件和目录信息的目录表。在FAT32下它可以存在分区中的任何位置，但是在早期的版本中它永远紧随FAT区域之后。

数据区域。这是实际的文件和目录数据存储的区域，它占据了分区的绝大部分前铅悉。通过简单地在FAT中添加文件链接的个数可以激差任意增加文件大小和子目录个数（只要有空簇存在）。然而需要注意的是每个簇只能被一个文件占有，这样的话如果在32KB大慧乎小的簇中有一个1KB大小的文件，那么31KB的空间就浪费掉了。

需要1.8K的存储空间。分析及计算过程如下：

假设磁盘块大小为1k，则每个磁盘块都需要一个条目。

1.2M包含1.2M / 1K = 1.2K条目，每个条目占用12位瞎凳，8位占用1个字节（B）。

（12/8）* 1.2K = 1.8K。 因此FAT需要占用1.8K的存储空间。

扩展资料：

保留

扇区

位于开头。之一个保留扇区是引导区（分区引磨银旅导记录），包括一个称为基本输入和输出参数块的区域（包括一些基本文件系统信息，尤其是其类型和指向其他扇区的其他指针），并且通常包括操作系统的启动调用代码。

FAT区包含两个文件分配表，这是由于系统冗余，即使磁盘修复工具也很少使用，是分区信息的映射表，指示如何存储集群。

根目录

区域是一个目录表，用于在根目录中存储文件和目录信息。在FAT32下，可以存在于分区中的任何位置，但是在早期版本中，始终位于FAT区域之后。

数据区是实际搏迅的文件和目录数据存储区，占据了大部分分区。通过简单地在FAT中添加文件链接的数量，可以任意增加文件大小和子目录的数量。但是，应注意，每个群集只能被一个文件占用。在这种情况下，如果32KB群集中有1KB文件，则会浪费31KB的空间。

首先说假定的应该是埋锋盘块大小为返液伏1k，每个盘块需要一个表项，1.2M含有1.2M/1K=1.2K个表项，每个表项占有12位，8位占一个字漏携节（B），（12/8）*1.2K =1.8K。所以FAT需占1.8K存储空间。

1.2MB/1KB=1.2K个表游念项，由银纳于每个FAT表项锋磨没占12位，（12/8）*1.2K 所以两者相乘等于1.8KB

1.2MB/1KB=1.2K个表项，由于每个FAT表项占12位，所以两者相乘等于1.8KB

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