Sistemul de Fișiere FAT

Sistemul de fişiere FAT

FAT ( File Alocation Table) – tabela de alocare a fişierelor.

Orice sistem de operare se bazează pe unul sau mai multe sisteme de fişiere, care sunt modelele folosite pentru a memora fişierele pe unităţi de stocare. Există multe sisteme de fişiere ca, de exemplu, FAT, NTFS ( New Technology File System), HPFS ( High Performance File System), CDFS ( CD-ROM File System) şi aşa mai departe. Windows 98 poate utilize 4 sisteme de fişiere: FAT 16, FAT 32, CDFS şi UFS (Universal File System) pentru unităţi de DVD-ROM.

FAT este principalul sistem de administrare al fişierelor dezvoltat pentru DOS şi Windows. Sistemul FAT este considerat relativ simplu, acesta fiind unul din motivele pentru care este cel mai popular format pentru discurile flexibile. Este suportat, virtual, de multe sisteme de operare şi adesea este folosit pentru distribuirea informaţiilor între mai multe sisteme de operare instalate pe acelaşi calculator într-un mediu multibooting.

FAT a fost dezvoltat de mult timp, acesta fiind unul din motivele pentru care astăzi este destul de criticat;

FAT induce în timp o fragmentare importantă a fişierelor pe disc, aceasta având drept consecinţă scăderea vitezei de accesare a fişierelor;

FAT nu păstrează informaţii redundante necesare pentru recuperarea datelor în cazul unei defecţiuni a sistemului; într-adevăr, există o copie a tabelului de alocare însă aceasta, de cele mai multe ori nu poate rezolva problemele apărute;

FAT nu dispune de nici un mecanism pentru prevenirea accesului neautorizat la fişiere, atributele asociate fişierelor fiind minimale;

Primele versiuni de FAT aveau limitate numărul de caractere pentru numele şi extensia fişierului (8+3); prin VFAT, o variantă modernizată, s-a extins totuşi la 255 numărul de caractere al numelui şi extensiei;

Organizarea, prin clustere de mari dimensiuni, iroseşte spaţiul pe discurile de mare capacitate, spaţiu inaccesibil sistemului dar accesibil unor aplicaţii perfide; spaţiul respectiv este denumit slack file. FAT a debutat o dată cu DOS 1.0 în 1983. Varianta iniţială era destinată numai discurilor flexibile şi nu admitea existenţa directoarelor. Datorită dimen¬siunii reduse a discurilor, primele sisteme FAT erau realizate pe 12 biţi, dimensi¬une acceptabilă pentru discurile flexibile cu care lucra sistemul de operare DOS1.0 (12 biţi semnifică 4096 de sectoare adresabile adică o capacitate de 2MB, mai mare decât cei 1.44 MB ai discului). Acest sistem de administrare a căpătat denumirea de FAT12.

Ulterior, DOS 2.0 a inclus şi suportul pentru subdirectoare, precum şi FAT pe 16 biţi necesar pentru utilizarea primelor hard discuri de 5 MB. Cele 65536 de locaţii permiteau adresarea unui disc de 32 MB, suficienţi la data respectivă. Sistemul a căpătat denumirea de FAT16.

Odată ce hard discurile au începu să crească în dimensiuni, FAT16 a început să aibă probleme în administrarea întregului spaţiu util de pe un hard disc. Soluţiile au constat în partiţionarea discului (împărţirea în mai multe volume logice de sine stătătoare) şi în introducerea clusterelor care au mărit, virtual, capacitatea de stocare a unei unităţi de alocare. În principal, aceste facilităţi au apărut odată cu Windows 95 care a mai eliminat o limitare a sistemului clasic: prin VFAT (virtual FAT) era eliminată regula numelor de fişiere 8+3.

Din 1997, creşterea în dimensiuni a clusterelor a fost epuizată: clusterul maxim era de 32768 octeţi, ceea ce însemna că Windows 95 nu putea vedea discuri mai mari de 2 GB. În consecinţă, pentru următorul sistem de operare, Windows 95 OSR2, s-a introdus FAT32, sistem care permitea adresarea a 268 435 456 clustere (deocamdată nu sunt folosiţi decât 28 de biţi din cei 32; valoarea reprezintă 228). În aceste condiţii, dimensiunea clusterelor a putut fi redusă înapoi la 4 KB (8 sectoare), fiind totuşi posibilă adresarea unui disc de 1TB. O consecinţă pozitivă rezultată din scăderea dimensiunii clusterului a fost şi utilizarea mai eficientă a spaţiului pe disc.

Sistemele de operare alternative pentru PC, de exemplu OS/2, BeOS, FreeBSD, LINUX etc. dispun şi ele de variante care suportă VFAT şi FAT32.

• Structura FAT

Sistemul de fişiere FAT pe un disc flexibil sau o partiţie de hard disc este format din următoarele structuri:

1. Partition Boot Sector (sector pentru iniţializare) formată din unul sau mai multe sectoare dispuse la începutul discului care include mai multe informaţii referitoare la proprietăţile generale ale discului şi codul maşină folosit de sistemul de operare pentru iniţializare.

2. File Allocation Table (tabelul de alocare al fişierelor), o structură după care a luat numele chiar sistemul de administrare; este formată dintr-o listă de legături care memorează ordinea logică a clusterelor pe disc; cu aceste informaţii, clusterele sunt înlănţuite unul după altul până când se formează un fişier complet; din motive de siguranţă tabelul FAT este duplicat.

3. Root directory (directorul rădăcină) asociat partiţiei are o dimensiune memorată în sectorul Boot şi conţine informaţii pentru fişierele şi subdirectoarele subordonate directorului principal, informaţii referitoare la numele şi extensia lor, adresa primului cluster, atribute etc.

4. Zona de date este locul unde sunt memorate fişierele şi ocupă, bineînţeles, cea mai mare parte a discului; fişierele sunt sparte în bucăţi egale cu dimensiunea unui cluster, adresele logice ale fiecărui fragment de fişier fiind păstrate în FAT.

Structura şi deplasamentul în sectoare al fiecărei zone, pentru o dischetă de 3”½ cu 224 de intrări în root este prezentată în Figura 1.1.

Figura 1.1 Structura sistemului de fişiere FAT.