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1、FAT32文件系统结构研究摘要：Windows98操作系统引入了FAT32文件系统,它解决了FAT16文件系统存在的诸多问题.但有关FAT32文件系统技术实质的文章尚不多见.本文对FAT32文件系统的结构和技术实质进行了详细分析,揭示了FAT32文件系统存储和管理文件的算法.掌握FAT32文件系统的内部结构,可以使读者在更高层次上发挥操作系统的功能.关键词:文件分配表；文件目录表；文件系统；操作系统 1.引言 FAT32是个非常有功劳的文件系统，Microsoft成功地设计并运用了它，直到今天NTFS铺天盖地袭来的时候，FAT32依然占据着MicrosoftWindows文件
2、系统中重要的地位。FAT32最早是出于FAT16不支持大分区、单位簇容量大以致空间急剧浪费等缺点设计的。文件系统总体上与FAT16文件系统变化不大,现将有关变化部分简介如下: (1)FAT32文件系统将逻辑盘的空间划分为三部分,依次是引导区(BOOT区)、文件分配表区(FAT区)、数据区(DATA区)。引导区和文件分配表区又合称为系统区。 (2)引导区从第一扇区开始,使用了三个扇区,保存了该逻辑盘每扇区字节数,每簇对应的扇区数等等重要参数和引导记录。之后还留有若干保留扇区。而FAT16文件系统的引导区只占用一个扇区,没有保留扇区。 (3)文件分配表区共保存了
3、两个相同的文件分配表,因为文件所占用的存储空间(簇链)及空闲空间的管理都是通过FAT实现的,FAT如此重要,保存两个以便第一个损坏时,还有第二个可用.为了彻底了解FAT32文件系统对操作系统的哪些方面进行了改变,本文对FAT32文件系统的完整结构进行了深入分析,其中包括对构成FAT32文件系统的主引导扇区(分区扇区)、分区引导扇区、FAT和FDT表4个结构的分析.FAT32文件系统带来了很多好处,随着大容量硬盘的日益普及,使用FAT32文件系统将是大势所趋.2.对FAT32文件系统主引导扇区的分析11 主引导扇区是硬盘独有的一个磁盘控制数据存储区域,是硬盘独有的一个磁盘控制
4、数据存储区域，其首要功能是存储有关硬盘分区的数据，它通常位于硬盘的0磁头0柱面1扇区。由于主引导扇区存放硬盘分区的有关数据，因此又称为分区扇区。分区数据对硬盘是至关重要的，分区数据的丢失或破坏将导致硬盘上的逻辑磁盘不能被系统识别，当然也就无法访问磁盘上存储的文件和数据。2.1主引导扇区的传统功能与作用 通过对硬盘主引导扇区程序的分析,其中存储的数据主要由以下3个部分构成: 1)引导系统启动的程序代码 2)硬盘的分区数据 3)主引导扇区的有效标志 主引导扇区的首要功能是存储有关硬盘分区的数据,保存了该逻辑盘每扇区字节数,每簇对应的扇区数等等重要参数和
5、引导记录,这些分区数据对硬盘是至关重要的.分区数据的丢失或破坏将导致硬盘上的逻辑磁盘不能被系统识别,当然也就无法访问磁盘上存储的文件和数据.2.2FAT32文件系统对主引导扇区的改变 根据对FAT32文件系统主引导扇区的分析可知，FAT32文件系统的主引导扇区在保持与FAT16文件系统主引导扇区兼容的基础上，针对FAT32文件系统的特点作了适当扩展。FAT32文件系统主引导扇区对分区表数据结构的扩展仅限于增加了3个标识32位分区的类型标志，这3个增加的分区类型标志分别为0BH、0CH和0EH，用于描述FAT32文件系统的三种分区情况。对于扩展分区，则增加了一个类型标志0FH
6、，表示Windows98操作系统扩展分区。类型标志为0BH表示分区是FAT32分区，最大分区容量可以达到2047GB；为0CH表示的意义与0BH相同，但是对于INT13H指令使用扩展的逻辑块地址（LBA）方式；为0EH表示的意义与06H相同，但是对于INT13H指令使用扩展的逻辑块地址（LBA）方式；为0FH表示的意义与05H相同（扩展分区），但是同样对于INT13H指令使用扩展的逻辑块地址方式。使用扩展的逻辑块地址方式是为了支持容量超过8GB11的大容量硬盘。由于文件系统转化为FAT32后，分区的类型标志变化为0BH、0CH和0EH，这些新的类型标志是原来FAT16文件系统所不
7、能识别的，所以当用户使用MS－DOS操作系统的软盘启动系统后，机器不能识别硬盘的分区数据，当然也不能对硬盘的数据进行访问。3.对FAT32文件系统分区引导扇区的分析 硬盘的主引导扇区，分区表，分区引导扇区(MBR、DPT、DBR、BPB)是电脑BIOS自检完成后，操作系统开始引导系统前整个电脑运作过程中需要检查的重要参数，硬盘的主引导扇区，分区表，分区引导扇区(MBR、DPT、DBR、BPB)参数错误可能导致系统无法启动或存储的数据丢失，硬盘的0柱面、0磁头、1扇区称为主引
