硬盘的高级格式化

1、3.2.4 FAT表结构1.FAT表的概念文件分配表FAT（FileAllocationTable）用来描述文件系统内存储单元的分配状态及文件内容的前后链接关系的表格（也可以笼统的说成是记录文件所在位置的表格）。它对于FAT文件系统来讲是至关重要的一个组成部分，并且它对于硬盘的使用也非常重要，假若丢失文件分配表，那么硬盘上的数据就无法定位，也就不能使用了。2.FAT表类别FAT文件系统有FAT12、FAT16、FAT32。其所包含的这三种类型皆是由FAT表中每个FAT表项所占长度来分类的，也就是说，FAT12的FAT表中的每个FAT表项占用12位，FAT16中的FAT表每个FAT表项占用16位

2、，FAT32的FAT表中的每个FAT表项占用32位。3.FAT表位置FAT文件系统将逻辑盘的空间大致划分为三部分，依次是DBR及保留扇区、文件分配表区（FAT1、FAT2）、数据区（DATA区）。DBR只占一个扇区，之后还留有31个保留扇区。文件分配表区紧跟在DBR及保留扇区后，FAT1的具体地址偏移量为0EH0FH的两字节，FAT2跟在FAT1之后，其地址可以用FAT1的所在扇区号加上每个FAT所占的扇区数获得。（需要注意的是，FAT16文件系统只有DBR，占一个扇区，没有保留扇区。）FAT表是由格式化程序在对分区进行格式化时创建，具体数量在引导扇区的偏移0x10字节处FAT1是活动FAT，

3、FAT2是备份FAT。FAT文件系统一般有两份FAT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，但对于一些较小的存储介质允许只有一个FAT表。4.FAT表组成FAT表由FAT表项构成。每个FAT表项的大小有12位、16位、和32位三种情况。每个FAT表项都有一个固定的编号，这个编号从0开始。FAT表的0号和1号FAT表项有专门的用途。0号FAT表项通常用来存放分区所在的介质类型；1号FAT表项用来存储文件系统的肮脏标志，表明文件系统被非法卸载或者磁盘表面存在错误。每一个FAT表项都会映射FAT数据区的一个簇

4、中。因为0号FAT表项和1号FAT表项有特殊用途，无法与数据区中的簇形成映射，所以从2号FAT表项开始跟数据区中的第一个簇映射，正因为如此，数据区中的第一个簇也就编号为2号簇，这也是没有0号簇和1号簇的原因。然后3号簇跟3号FAT表项映射，4号簇跟4号FAT表项映射，以此类推，直到数据区中的最后一个簇。5. FAT表的功能表明分区所在介质类型。表明一个文件所占用的各簇的簇链分配情况。每个簇在FAT表中映射一个FAT项，FAT项以指针的方式记录文件的簇链。标明坏簇和可用簇。坏簇是在格式化过程中，由格式化程序发现并记录在相应的FAT表项中。在一个簇中，只要有一个扇区有问题，该簇就不能使用。以FAT

5、16为例，如果分区格式化时发现坏扇区，即在相应簇的表项中写入FFF7H，表明该簇的扇区不能使用，系统就不会将它分配给用户文件。6.FAT表的使用如果一个FAT表项为非零，则表示这个簇已被分配使用。一个非零的FAT表项可能会是一个文件的下一个簇号，也有可能是一个好的文件的结束标记，或者是一个坏簇标记。如果要找一个文件的下一个簇，只需要查看该文件的目录项中描述的起始簇号所对应的FAT项，如果该文件只有一个簇，则此处的值为一个结束标记；如果该文件不只一个簇，则此处的值是它下一个簇的簇号。对于FAT表项的管理，以FAT16文件系统的为例，其FAT表项是16位的，也就是每个FAT项占2个字节。16位的F

6、AT表项项最多管理65535个簇。在Windows 2000系统之前簇大小最大为64个扇区（32KB），这样，采用FAT16操作系统最多能管理32*65535=209120KB=2048MB=2GB的分区。对于容量超过2GB的硬盘，必须将其划分成多个不超过2GB的分区。从Windows 2000系统开始，簇大小可以达到128个扇区（64KB），FAT16文件系统就可以管理4GB的分区了，但这种分区在Windows 2000之前的系统不可访问。7.FAT表结构我们知道磁盘是由一个一个扇区组成的，若干个扇区合为一个簇，文件存取是以簇为单位的，哪怕这个文件只有1个字节。每个簇在文件分配表中都有对应的

7、表项，簇号即为表项号，每个表项占1.5个字节（磁盘空间在10MB以下）或2个字节（磁盘空间在10MB以上）。为了方便起见，以后所说的表项都是指2个字节的。FAT表的开始由介质描述符+一串“已占用”标志组成：FAT16硬盘-F8 FF FF 7FFAT32硬盘-F8 FF FF 0F FF FF FF 0F每个有效的FAT结构区包含两个完全相同的拷贝：FAT1、FAT2文件分配表结构如1（H表示16进制）表1第0字节 表头，表磁盘类型。FFH双面软盘，每次道8扇区FEH单面软盘，每磁道8扇区FDH双面软盘，每磁道9扇区FCCH单面软盘，每磁道9扇区FC8H硬盘第12字节 （表项号1）表示第一簇状

8、态，因第一簇被系统占据，故此两字节为FFFFH第34字节 （表项号2）表示第二簇状态，若为FFFH表此簇为坏的，DOS已标记为不能用；0000H表示此簇为空，可以用；FFF8H表不能示该簇为文件的最后一簇；其余数字表示文件的下一个簇号，注意高字节在后，低字节在前。第56字节 （表项号3）表示第三簇状态，同上。注意：不要把表项内的数字误认为表示当前簇号，而应是该文件的下一个簇的簇号。高字节在后，低字节在前是一种存储数字方式，读出时应对其进行调整。是如两字节12H，34H，应调整为3412H。文件分配表与文件目录（FDT）相配合，可以统一管理整个磁盘的文件。它告诉系统磁盘上哪些簇是坏的或已被使用，

9、哪些簇可以用，并存储每个文件所使用的簇号。它是文件的“总调度师”。当DOS写文件时，首先在文件目录中检查是否有相同文件名，若无则使用一个文件目录表项，然后依次检测FAT中的每个表项对应的簇中，同时将该簇号写入文件目录表项相的26-27字节，如文件长度不止一簇，则继续向后寻找可用簇，找到后将其簇号写入上一次找到的表项中，如此直到文件结束，在最后一簇的表项里填上FFF8H，形成单向链表。DOS删除文件时只是把文件目录表中的该文件的表项第0个字节改为E5H，表此项已被删除，并在文件分配表中把该文件占用的各簇的表项清0，并释放空间。其文件的内容仍然在盘上，并没有被真正删除，文件分配表在系统中的地位十分

10、重要，用户最好不要去修改它，以免误操作带来严重的后果。典型的FAT32表:F8 FF FF FF FF FF FF FF 96 C4 00 00 FF FF FF 0FFF FF FF 0F 06 00 00 00 FF FF FF 0F 08 00 00 0009 00 00 00 0A 00 00 00 0B 00 00 00 0C 00 00 000D 00 00 00 0E 00 00 00 0F 00 00 00 10 00 00 00FF FF FF 0F 00 00 00 00 FF FF FF 0F 14 00 00 0015 00 00 00 FF FF FF 0F FF F

11、F FF 0F FF FF FF 0F19 00 00 00 1A 00 00 00 1B 00 00 00 FF FF FF 0F00 00 00 00 1E 00 00 00 FF FF FF 0F 20 00 00 00FF FF FF 0F 22 00 00 00 23 00 00 00 24 00 00 0025 00 00 00 26 00 00 00 27 00 00 00 28 00 00 00文件目录表（File Directory Table），即根目录区，又称为ROOT区:紧跟在FAT2的下一个扇区，长度为32个扇区（256个表项）。如果支持长文件名，则每个表项为64个字

12、节，其中，前32个字节为长文件链接说明；后32个字节为文件属性说明，包括文件长度、起始地址、日期、时间等。如不支持长文件名，则每个表项为32个字节的属性说明。值得注意的是:1,FAT32没有储存目录的目录区，而 FAT16储存根目录并把子目录放到数据区。2,表示目录的目录项指出根目录地址同时长度字节为0，表示文件的目录项指出数据地址。典型的FAT32根目录：30 30 30 30 30 30 20 20 20 20 20 10 00 12 3C 7C39 2B 39 2B 05 00 3D 7C 39 2B 3A 34 00 00 00 0044 4D 32 4B 44 49 53 4B 49 4D 47 20 00 96 DB 4039 2B 39 2B 0A 00 DC 40 39 2B 88 02 5B 72 13 0042 49 4E 42 49 4E 20 20 20 20 20 08 00 00 00 0