FAT文件系统的组织结构

FAT文件系统的组织结构

ＦＡＴ文件系统的组织结构　　　

１．　软盘数据的逻辑存储　

软盘无须低级格式化和分区操作，只需用ＦＯＲＭＡＴ命令做高级格式化即可。经过格式化操作之　后，系统将在软磁盘上建立以下的数据结构：　

（１）　引导记录（ＤＢＲ）：位于０面０道１扇区，说明磁盘结构信息。　

（２）　文件分配表（ＦＡＴ）：用于记录磁盘空间的分配情况，指示硬盘数据信息存　

放的柱面及扇区的信息指针。其表项可以是以下四种表示方式之一：　

Ａ．一个数字，代表指向另一个簇的指针。　

Ｂ．数字０，表示一个未使用的簇　

Ｃ．一个坏扇区标记　

Ｄ．文件结束标记符ＥＯＦ　

（３）　文件根目录表ＦＤＴ：一个指示以存入数据信息的索引。记录磁盘上存储文　

件的大小，位置，日期和时间等数据。　

（４）　数据区：存放数据信息。　

２．　硬盘中的数据组织　

刚刚从厂商处购来的新硬盘既无任何数据，也不能写入任何数据，必须先进行低级格　

式化，ＦＤＩＳＫ分区，ＦＯＲＭＡＴ高级格式化后方可使用。对硬盘的这一系列初始化工作，称之为　硬盘准备。过程如下：　

低级格式化－－－－－－－－－－－－－－－ＦＤＩＳＫ分区－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ＦＯＲＭＡＴ高级格式化　

（１）低级格式化：对硬盘划分磁道和扇区，在扇区的地址域上标注地址信息，并剔出坏磁　道。　

（２）ＦＤＩＳＫ：允许整个物理硬盘在逻辑上划分成多个分区（最多４个），以实现多个操作系　统共享硬盘空间。如果将整个物理盘全部划归ＤＯＳ／ＷＩＮＤＯＷＳ管理，则ＦＤＩＳＫ分区的作用是将一　个物理盘划分一个主分区和一个扩展分区，然后再将扩展分区划分成一个或多个逻辑盘。在　硬盘上建立分区表的同时，ＦＤＩＳＫ把主引导记录ＭＢＲ写到硬盘的主引导记录（柱面０，磁头０，　扇区１），并激活一个用户指定的分区。　

（３）ＦＯＲＭＡＴ：在ＤＯＳ分区空间划分逻辑扇区，生成ＤＯＳ引导扇区（即逻辑０扇区）ＤＢＲ，文件　分配表ＦＡＴ和根文件目录表ＦＤＴ。　

硬盘在ＤＯＳ／ＷＩＮＤＯＷＳ的管理下，数据信息由ＭＢＲ，ＤＢＲ，ＦＡＴ，ＦＤＴ和数据区５　

个部分组成。与软盘的数据结构相比较，硬盘多了一个数据区ＭＢＲ（Ｍａｓｔｅｒ　Ｂｏｏｔ　　

Ｒｅｃｏｒｄ）。　

ＭＢＲ称为硬盘主引导记录。它是由ＦＤＩＳＫ建立在硬盘柱面０，磁头０，扇区１的硬盘引导记录数　据区，用于硬盘启动时将系统控制权转给用户指定的，并在分区表中登记了的某个操作系统　区。　

ＭＢＲ　　ＤＢＲ　　ＦＡＴ１　　ＦＡＴ２　　根目录　　数据区　　　

ＭＢＲ位于０柱，０头，１扇区　ＤＢＲ从逻辑０扇区开始　

ＦＡＴ１从逻辑１扇区开始　　

FAT文件系统的组织结构

硬盘ＦＡＴ３２文件系统的数据组织结构：　

ＭＢＲ　　ＤＢＲ　　ＤＢＲ副本　　保留扇区　　ＦＡＴ１　　ＦＡＴ２　　根目录ＦＤＴ　　数据区　　　

ＭＢＲ位于０柱，０头，１扇区　ＤＢＲ从逻辑０扇区开始　

ＤＢＲ副本从逻辑６扇区开始　ＦＡＴ１从逻辑３２扇区开始　　

　　硬盘的数据区结构与软盘相比较有两点主要区别：　

（１）　多了一个独立于操作系统的ＭＢＲ　

（２）　硬盘的ＦＡＴ１，ＦＡＴ２和根目录ＦＤＴ的大小及起止扇区并不固定，它于逻辑盘的容量有　关。　

虽然硬盘的ＦＡＴ１，ＦＡＴ２和根目录ＦＤＴ表的大小与起始扇区号和逻辑盘的容量有关。但是，根　目录ＦＤＴ的大小总为３２个扇区。；　

二、硬盘主引导记录（ＤＢＲ）及其结构　

硬盘的０柱面，０磁头，１扇区称为主引导扇区，ＦＤＩＳＫ程序写到该扇区的内容称为主引导记录　（ＭＢＲ）。该记录占用５１２个字节，它用于硬盘启动时将系统控制权转给用户指定的，并在分　区表中登记了某个操作系统分区。　

主引导记录记录磁盘最重要的结构信息。主引导记录是硬磁盘作分区时建立的（Ｆｄｉｓｋ）。主　引导记录包括一小段执行代码（主引导代码）、磁盘特征和硬盘分区表。主引导记录（以及后　面介绍的引导扇区）结束的两个字节必须是引导自举标记０ｘ５５ＡＡ。　

磁盘特征位于０ｘ０１Ｂ８，　指定磁盘操作系统。　

软盘无主引导记录。软盘的第一个扇区是引导扇区。虽然每个硬盘包含一个主引导记录，　只　有其拥有活动主分区时才用主引导代码。　

主引导代码实现下列功能：　

＊　扫描分区表查找活动分区；　

＊　寻找活动分区的起始扇区；　

＊　将活动分区的引导扇区读到内存；　

＊　执行引导扇区的运行代码。　

＊　如果主引导代码未完成这些功能，　系统显示下列错误信息：　

＊　Ｉｎｖａｌｉｄ　ｐａｒｔｉｔｉｏｎ　ｔａｂｌｅ　

＊　Ｅｒｒｏｒ　ｌｏａｄｉｎｇ　ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　

＊　Ｍｉｓｓｉｎｇ　ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　

１．　ＭＢＲ的读取　

硬盘的引导记录（ＭＢＲ）是不属于任何一个操作系统，也不能用操作系统提供的磁盘操作命　令来读取它。　

２．　ＭＢＲ的组成　

一个扇区的硬盘主引导记录ＭＢＲ由４个部分组成：　

（１）主引导程序（偏移地址００００Ｈ￣００８８Ｈ），它负责从活动分区中装载并运行系统引导程　序。　　

（２）出错信息数据区偏移地址（００８９￣００Ｅ１为出错信息，１０Ｅ２Ｈ￣１０ＢＤ全为０字节）　

（３）分区表（ＤＰＴ，Ｄｉｓｋ　Ｐａｒｔｉｔｉｏｎ　Ｔａｂｌｅ）．含４个分区项偏移地址０１ＢＥＨ￣０１ＦＤＨ，每个　

FAT文件系统的组织结构

分区表项长１６个字节，共６４字节为分区项１，分区项２，分区项３，分区项４）．其中，加下划线的１６　个字节数据就是分区项１（即主分区）的参数．　

（４）结束标志偏移地址（０１ＥＦＨ￣０１ＦＦＨ的两个字节值为结束标志５５ＡＡ，如果该标志错误系统就　不能启动）．　

３．　ＭＢＲ中的分区信息结构　

占用５１２个字节的ＭＢＲ中，偏移地址０１ＢＥＨ￣０１ＦＤＨ的６４个字节，为４个分区项内容（分区信息　表）。它是由磁盘介质类型及用户在使用ＦＤＩＳＫ定义分区时确定的。在实际应用中ＦＤＩＳＫ对一　个硬盘划分的主分区可少于４个，但最多不少于４个。每个分区表的项目是１６个字节。　４．　主要功能及其工作流程　

启动ＰＣ机时，系统首先对硬件设备进行测试，成功后进入自举程序ＩＮＴ　１９Ｈ。然后读系统磁　盘０柱面，０磁头，１扇区的主引导记录ＭＢＲ内容到内存指定单元０：７Ｃ００首址开始的区域，并　执行ＭＢＲ程序段。　

硬盘的引导记录是不属于任何一个操作系统的，它先于所有的操作系统而被调入内存并发挥　作用，然后才将控制权交给主分区内的操作系统，并让主分区信息表来管理硬盘。　

ＭＢＲ程序段的主要功能如下：　

（１）　检查硬盘分区表是否完好　

（２）　在分区表中寻找可引导的活动分区　

（３）　将活动分区的第一逻辑扇区内容装入内存。在ＤＯＳ／ＷＩＮＤＯＷＳ分区中，此扇区内容称为　ＤＯＳ引导记录。　

三、引导记录及其结构