FAT (File Allocation Table) — файлова система и принцип на работа
FAT (File Allocation Table) — проста, широко съвместима файлова система: принцип на работа, клъстери, резервни копия, предимства и ограничения при USB, SD карти и вградени устройства.
Таблицата за разпределение на файловете (FAT) е начинът, по който компютрите намират и следят съхранените данни в устройство за съхранение. Такива носители включват дискети, USB флаш памети, SD карти и други носители с различен капацитет и предназначение.
По своята същност FAT е таблица със записи за клъстерите на устройството: всеки запис показва дали даден клъстер е свободен, повреден или част от файл, и приета е схема, при която клъстерите на един файл образуват верига (chain). Това означава, че частите на един компютърен файл могат да бъдат разпръснати по повърхността на носителя и FAT съдържа "пътеводителя", който ги свързва. FAT обикновено се намира в началните области на устройството — в т.нар. резервирана област след секторa за зареждане — и обикновено се запазват две идентични копия, като едното е резервно копие на другото, за да се даде възможност за възстановяване при повреда.
Как работи FAT
При четене на файл операционната система претърсва FAT, следвайки веригата от клъстери, за да получи всички части от файла. В таблицата има специални стойности: маркери за свободен клъстер, маркери за в края на верига (end-of-chain) и маркери за повредени клъстери. Ако файлът е фрагментиран (клъстерите не са непрекъснати), достъпът изисква сканиране на веригата и това може да забави работата — поради това съществуват инструменти за дефрагментиране, които подреждат клъстерите последователно, когато е възможно.
Версии на FAT
Има няколко основни варианта на FAT, които се различават по размер на идентификаторите на клъстерите и поради това по максималния поддържан обем и размер на файла:
- FAT12 — използвана предимно при дискети и много малки дялове.
- FAT16 — по-подходяща за по-големи дялове от тези на FAT12, но с ограничения при много големи устройства.
- FAT32 — въведена за да поддържа по-големи дялове и по-ефективно използване на място; основно ограничение е максималният размер на отделен файл от порядъка на 4 GB минус 1 байт.
- exFAT — по-нова файлова система, разработена за големи файлове и големи носители (особено флаш памети); преодолява ограничението от 4 GB и оптимизира работата с флаш памети.
За да се поддържат по-дълги имена на файлове, над класическата FAT е добавен механизъм за дълги имена (VFAT), който позволява имена извън остарелия 8.3 формат.
Предимства и ограничения
FAT е наследена файлова система с няколко характерни предимства: тя е проста, лесна за имплементация и широко съвместима — почти всички съвременни операционни системи за персонални компютри, както и много мобилни устройства и вградени системи могат да четат и записват FAT-форматирани носители. Затова FAT често се използва като стандартен формат за обмен на данни между различни устройства и платформи.
В същото време FAT има и съществени ограничения: липсва вграден механизъм за защита и права (permissions), няма журнал (journaling), което го прави по-податлив на корупция при внезапно спиране на тока, и не е оптимизиран за много големи устройства или многопотребителски сървърни натоварвания. Част от тези слабости влияят и на скоростта и мащабируемостта при съвременни приложения.
Практически съвети
- За обмен на файлове между различни устройства и операционни системи FAT (особено exFAT) остава добър избор поради съвместимостта.
- Ако работите с отделни файлове над 4 GB, използвайте exFAT или друга модерна файлова система, тъй като FAT32 има лимит на размера на файла.
- Поради фрагментация, при чести записи и изтривания периодичното дефрагментиране може да подобри производителността при механични дискове; при флаш памети дефрагментацията не е полезна и може да съкрати живота на устройството.
- Винаги правете резервни копия на важни данни — макар FAT да поддържа резервно копие на таблицата, повреда на носителя може да доведе до загуба на данни.
В обобщение: FAT е проста и широко поддържана файлова система, удобна за носители и обмен на данни, но има ограничения по отношение на размери, устойчивост и съвременни функции за управление на данните. Затова за специализирани приложения и големи обеми данни често се предпочитат по-модерни файлови системи, докато FAT остава практичен стандарт за преносими и вградени устройства от 1980-те години до днес.
таблица за разпределение на файловете и таблица на директориите за файлова система FAT32
История
Първоначално е проектиран през 1977 г. за използване върху дискети. Скоро FAT е адаптиран и се използва почти универсално за твърди дискове през ерата на DOS и Windows 9x в продължение на две десетилетия. С усъвършенстването на дисковите устройства възможностите на файловата система бяха съответно разширени. В резултат на това се появиха три основни варианта на файловата система: FAT12, FAT16 и FAT32. Стандартът FAT е разширен и по други начини, като като цяло е запазена обратната съвместимост със съществуващия софтуер.
С въвеждането на по-мощни компютри и операционни системи FAT вече не е файловата система по подразбиране за използване в компютрите с Microsoft Windows.
Съвременна употреба
Файловите системи FAT все още се срещат често на дискети, USB памети, флаш памет и други карти с твърдотелна памет. DCF използва FAT като стандартна файлова система за цифрови фотоапарати. FAT се използва и в етапа на зареждане на компютри, съвместими с EFI.
Въпроси и отговори
В: Какво представлява таблицата за разпределение на файловете (FAT)?
О: Таблицата за разпределение на файловете (FAT) е начинът, по който компютрите търсят съхранените данни в устройство за съхранение. Това е списък от клъстери, който показва къде се съхранява даден компютърен файл и може да бъде намерен в първите няколко клъстера на устройството за съхранение.
Въпрос: Кои видове устройства за съхранение използват FAT?
О: FAT може да се използва на флопидискове, USB флаш памети, SD карти и други устройства за съхранение с голям капацитет.
В: Какви са предимствата на използването на FAT?
О: Файловата система FAT е проста и надеждна, което я прави подходяща за леки приложения. Освен това тя се поддържа от почти всички разработени в момента операционни системи за персонални компютри, както и от много мобилни устройства и вградени системи, което я прави идеална за обмен на данни между компютри и устройства от почти всякакъв тип или възраст от 1981 г. до наши дни.
В: Има ли недостатъци при използването на FAT?
О: Въпреки че FAT работи добре дори при леки употреби, тя не може да осигури същата скорост, надеждност и мащабируемост като някои съвременни файлови системи.
В: Винаги ли има едно резервно копие на FAT?
О: Да - винаги има две идентични копия на FAT; едното е резервно копие на другото.
обискирам