Пример цепочки кластеров

Пусть некоторый каталог содержит дескриптор файла (обозначим его А.txt), в которой содержится ссылка на начальный кластер (кластер № 12) из цепочки кластеров, выделенных этому файлу.

На рисунке 6 обычным шрифтом обозначены номера элементов FAT (номера элементов FAT соответствуют номерам кластеров), а жирным шрифтом обозначены числовые значения, записанные в этих элементах.

	Фрагмент таблицы FAT (разбит на элементы)		Фрагмент области данных (разбит на кластеры)
			Пустой
			Пустой
			1-й кластер файла A.txt
			2-й кластер файла A.txt
			3-й кластер файла A.txt
			1-й кластер другого файла
	EOF		2-й (последний) кластер другого файла
			4-й кластер файла A.txt
			5-й кластер файла A.txt
	BAD		Плохой кластер
			6-й кластер файла A.txt
			7-й кластер файла A.txt
			8-й кластер файла A.txt
	EOF		9-й (последний) кластер файла A.txt
			Пустой
			Пустой
			Пустой

Рисунок 6 Пример цепочки кластеров для файла A.txt

Из приведенного на рисунке 6 фрагмента FAT следует:

Файл занимает цепочку из девяти кластеров: 12–13–14–17–18–20–21–22–23. Каждый элемент указывает на следующий элемент цепочки (содержит номер следующего кластера) - значение элемента № 13 равно 14, значение элемента 14 равно 17 и т.д. Последний элемент содержит специальный код EOF (FF8h) - конец файла.

Еще одна цепочка из двух кластеров начинается с кластера № 15 и кончается кластером № 16. Чтобы узнать, какому файлу (или каталогу) распределены эти кластеры, нужно отыскать в каком-либо каталоге диска дескриптор файла, содержащий ссылку на начальный кластер № 15.

Кластер № 19 помечен, как «плохой» (BAD - FF7) и не входит ни в одну из цепочек. При поиске свободных кластеров для записи нового файла этот кластер будет игнорироваться.

Кластеры № 10, 11, 24, 25, 26 пусты (точнее - объявлены таковыми). Они доступны для распределения под вновь записываемые файлы.

Каждая цепочка кластеров, выделенных системой для одного файла (подкаталога), упорядочена в порядке возрастания их номеров.

Форматы таблицы FAT(FAT12, FAT16, FAT32)

Каждый элемент таблицы FAT занимает на диске определенное место, т.е. под него выделяется определенное количество бит. Используются 12-ти, 16 32-битовые элементы FAT. Соответственно файловая система носит название FAT12, FAT16 или FAT32.

Длина элемента FAT определяет разрядность хранимого в нем двоичного числа, а значит и максимальный номер кластера, информация о котором находиться в этом элементе. Поэтому длина элемента FAT ограничивает максимальное количество кластеров, которые могут быть сформированы в рабочей области тома (для FAT12: 2¹² = 4096; для FAT-16: 2¹⁶ = 65535; для FAT-32: 2³² = 4294967296).

12-битовый формат годиться только для гибких дисков (дискет) с небольшим количеством секторов при этом вся таблица FAT помещается в одном секторе диска.

16-ти и 32-битовые версии FAT были разработаны для жестких дисков. В настоящее время используется в основном FAT32, FAT16 может использоваться только с дисками небольшого объема, которые в настоящий момент уже не применяются. Разберем почему. Пусть нам необходимо организовать файловую систему на диске объемом 4Гбайта (очевидно, что речь идет о Flash-диске). Если мы используем FAT16, количество используемых кластеров на диске может достигать 2^16. Вычислим размер одного кластера, размер всего диска 4*2³⁰ делим на количество кластеров:

Размер кластера = 4*230 / 216 = 216 = 64КБайта

Это значит, что даже для хранения файла размером один байт будет использовано 64 КБайта дисковой памяти, т.е. дисковое пространство используется крайне нерационально. Неиспользованная часть кластера называется потерянным местом (slack). В небольших файлах почти весь кластер может быть потерянным местом, а в среднем потери составляют половину размера кластера.

При применении FAT32 это ограничение на количество кластеров (а значит и на его размер) снимается, эта система намного эффективнее расходует дисковое пространство, так как использует кластеры меньшего размера. Размеры кластера задаются системой при форматировании диска (См. таблицу 9).

Таблица 9 Зависимость размера кластера от емкости диска

Емкость диска, Гбайт	Размер кластера, Кбайт
Менее 8
Менее 16
Менее 32
32 и более

У системы FAT16 есть одно преимущество, так как она является небольшой файловой системой, ее FAT-таблица при работе целиком помещается в память. У файловой системы FAT32 кластеры небольшие, зато она сама большая и поэтому ее таблица FAT полностью в памяти не помещается. Поэтому быстродействие файловой системы FAT16 гораздо выше, чем у FAT32.

Дата добавления: 2015-08-09