一 FAT32文件系统模型

实现方式一：首先单独开辟一块区域用于存放文件名及文件存放地址，也就是下图中的文件索引扇区。然后在各个扇区的起始位置存储下一个扇区的位置。

例如，当需要查找文件名为“name4"的文件时，首先在文件索引扇区逐个搜索，找到文件名”name4“，然后跳转到存储该文件的起始扇区扇区8（start8），在扇区8的开始位置存放了下一个扇区的位置”next9“，然后再跳转到扇区9，以此类推，当读取到”next0“时，表示文件在该扇区结束。

这种做法基本满足了我们所说的需求，但是这种方式中，扇区的链式关系与数据存放在一起，我们在读写数据时，需要人为的将链式关系与数据分割开，造成一定的不便。因此，我们可以直接将链式关系也提取出来集中存储。

实现方式二：在实现方式一的基础上，我们把扇区的链式关系提取出来，集中存放到数据链关系扇区，这就是FAT32文件系统的文件分配表(File Allocation table,FAT)的模型。

那以这种方式存放的话，用来存放数据链关系的扇区需要多大的空间呢？会不会占用过多的空间？

我们来计算一下最坏的可能：

FAT32文件系统用32位二进制数据，也就是4个字节来表示一个扇区的地址（FAT16就是用16位二进制表示一个扇区地址），那么

一个扇区（512字节）可以存储的地址数量为：512/4=128个

容量为1GB的磁盘扇区数为：1 * 1024 * 1024 * 1024 / 512 = 2097152个

所以最多需要 2097152 / 128= 16384个扇区

也就是需要 16384*512=8 388 608 字节，即8MB的存储空间。

1GB的磁盘就需要8MB的空间来存储数据链关系，体积还是很大的。

另外，如果一个文件占用了N个扇区，就需要到表中查找N次，而每次查找只读到了一个扇区，也就是512B的数据。

想减少存放数据链关系的空间大小，就要减少扇区地址的个数；想减少查找次数，就要减少存放文件的“扇区”个数，但相应的就要扩大每个“扇区”的大小。

铺垫到这，解决方案就不难想出了：把扇区们组队，若干个扇区合并成一个存储单元，用一个地址代表这个存储单元。这样由若干个扇区组成的存储单元就叫做“簇”。在FAT32文件系统中，簇就是存放数据的最小单位。当文件大小不到一簇时，仍会占用一簇的空间，如下图所示，文件的实际大小为6.29KB，但占用的空间为一簇的大小8KB。这样的方式某种程度上会造成存储空间的浪费，但是提高了效率。

二 FAT32文件系统的组成：

在以上的内容中，我们从最简单的模型开始分析，最终引出了FAT32文件系统的模型，下面，我们简单介绍一下FAT32文件系统的结构和主要功能。

MBR(Master Boot Record)：严格来说，MBR区并不属于FAT32文件系统，它的主要功能是记录各个分区的信息。

DBR(DOS Boot Record)：这个区域记录了非常多的关键信息，如扇区和簇的大小、FAT表的大小、根目录的位置等。

FAT(File Allocation Table)：文件分配表，如上文详细介绍的，该区域记录了数据的链式关系。

根（首）目录区：该区域就是上文介绍模型中的文件索引扇区，操作磁盘上数据时，就是由该目录一层层进入。

数据区：该区域是FAT32文件系统的主体部分，主要存放文件和数据的目录。

至此，我们已经从最简单的文件存储模型引出了FAT32系统的存储模型，并简单介绍了FAT32文件系统的结构和主要功能，后续的文章会对各个区域的功能进行详细的介绍，敬请期待！

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