菜鸟进阶十二:大容量U盘文件系统分析

    文件系统是指文件命名、存储和组织的总体结构。作为最常见的操作系统Windows来说，它支持的文件格式就是我们所要研究的。FAT(16)、FAT32和NTFS都是Windows的文件系统。其实文件系格式也就是我们经常所说的“磁盘格式”或“分区格式”，总体都是一个概念，只不过“分区”只针对硬盘来说的，而文件系统是针对所有磁盘及存储介质的。

    FAT，FAT32，NTFS，这些我们耳熟能详的分区格式，他们分别有什么用途呢？

● FAT16文件系统

    最初的U盘，也就是以MB为存储单位的U盘，所使用的文件系统格式统一为FAT16，所以我们首先就来讲讲FAT16。

    在说明FAT16文件系统之前，我们必须清楚FAT是什么？FAT(File Allocation Table)是“文件分配表”的意思。顾名思义，就是用来记录文件所在位置的表格，它对于磁盘的使用是非常重要的，假若丢失文件分配表，那么硬盘上的数据就会因无法定位而不能使用了。

　　FAT16使用了2个字节（也就是16位）的空间来表示每个扇区(Sector)配置文件的情形，故称之为FAT16。

　　FAT16由于受到先天的限制，因此每超过一定容量的分区之后，它所使用的簇(Cluster)大小就必须扩增，以适应更大的磁盘空间。所谓簇就是磁盘空间的配置单位，就象图书馆内一格一格的书架一样。每个要存到磁盘的文件都必须配置足够数量的簇，才能存放到磁盘中。FAT16各分区与簇大小的关系如下表：

　　分区大小 FAT16簇大小
　　16MB-127MB 2KB
　　128MB-255MB 4KB
　　256MB-511MB 8KB
　　512MB-1023MB 16KB
　　1024MB-2047MB 32KB

　　如果你在一个1GB容量的U盘分区中存放50KB的文件，由于该分区簇的大小为16KB，因此它要用到4个簇才行。而如果是一个1KB的文件，它也必须使用一个簇来存放。那么每个簇中剩下的空间可否拿来使用呢？答案是不行的，所以在使用磁盘时，无形中都会或多或少损失一些磁盘空间。

2GB的分区使用FAT16系统格式化

● FAT16的缺点

• 磁盘分区最大只能到2GB。因此从Win98系统开始，FAT16已经基本被FAT32所取代，但当时U盘刚刚起步，容量多为64MB、128MB，其默认分区只能是FAT16；
• 使用簇的大小不恰当。试想，如果一个只有1KB大小的文件放置在一个1000MB的磁盘分区中，它所占的空间并不是1KB，而是16KB，足足浪费了15KB！一般文本文档及HTML碎文件的体积多是个位数，如果用来存储这些文件的话，空间浪费就极为严重了。

    能解决这两个问题的，就是FAT32文件系统了。