ساختارهای دیسک FAT

اساسا هارد دیسک ها و سایر رسانه ها ارائه دهنده فناوری اصلی جهت ذخیره سازی داده ها می باشند. ولی سیستم پرونده مزبور ساختار سلسله مراتب حجم ها و دایرکتوری هایی را ارائه می دهد که در آن پرونده های شخصی والگوهای سازماندهی ( که به سیستم امکان می دهنده تا داده ها را در مکانی از دیسک یا درایو ارائه شده قرار می دهد. ) را ذخیره می کنید. معملا سیستم های پرونده یک بخش مجتمع از سیستم عامل OS می باشند و بسیاری از سیستم های عامل جدیدتر پشتیبانی از سیستم های پرونده مختلف را در اختیار شما می گذارند تا بتوانید آنها را انتخاب نمایید.

امروزه رایج ترین سیستم های پرونده به کار رفته مبتنی بر جدول تخصیص پرونده می باشند که داده های ذخیره شده در هر خوشه موجود در دیسک را ردیابی می کند. انواع مختلفی از سیستم FAT به نام های FAT12, FAT16, FAT32 وجود دارند و همه آنها برحسب تعداد ارقامی که در شماره های جدول تخصیص به کار می روند از یکدیگر متمایز می شوند. به عبارت دیگر FAT16 از ارقام 16 بیتی برای ردیابی خوشه های داده ها استفاده  می کند و FAT32 ارقام 32 بیتی و غیره را به کار می برد. بدین ترتیب سیستم های متنوع FAT به صورت زیر مورد استفاده  قرار می گیرند:

-                          FAT12: در تمام حجم های کمتر از 16 مگابایت به کار می رود.

-           FAT16: در حجم های 16 مگابایت تا 2 گیگابایت توسط MS-DOS و بیشتر نگارش های ویندوز استفاده  می شود. ویندوز های NT,2000, XP حجم های FAT16 که به بزرگی 4 گیگا بایت می باشند را پشتیبانی می کنند.

-                          FAT32 به طور اختیاری در حجم های 512 مگابایت تا 2 ترابایت TB مورد استفاده  قرار می گیرد.

در اصل FAT12, FAT16 سیستم های پرونده ای هستند که به طور اختیاری توسط DOS و ویندوز به کار می روند و تقریبا از طریق سایر سیستم های عامل PC امروزی پشتیبانی می شوند.

FAT32 توسط ویندوز 95 و نگارش های بعدی از جمله 2000, xp, Me, 98 95c پشتیبانی می شود. اگر چه تمام سیستم های عامل PC که من از آنها اطلاع دارم حداقل FAT12, FAT16 را پشتیبانی می نمایند ولی برخی از آنها هیچ یک از سیستم های پرونده FAT را به خوبی پشتیبانی نمی کنند. ویندوز NT را معرفی نمود که منحصرا متعلق به سیستم عامل اصلی NT از جمله ویندوز 2000 و ویندوز xp می باشد. ولی ویندوز me/98 را پشتیبانی نمی کند.

OS/2 1.2 نیز high performance file system (HPES) را عرضه نمود که مختص os/2 می باشد اگر چه نگارش 3.x. NT نیز آن را پشتیبانی می کند. امروزه بیشتر حجم ها و درایوهای PC توسط یکی از سیستم های پرونده FAT فرمت می شوند.

این فصل جزییات سیستم های پرونده را به تفضیل بررسی می کند. اگرچه قابلیت های دیگری که توسط HPFS, NTFS ارائه شده اند نیز بحث می شوند ولی به دلیل عمومیت سیستم های پرونده fAT روی آنها تاکید بیشتری شده است.

برای مرتب کردن پرونده های روی یک دیسک و قادر ساختن برنامه های کاربردی برای مشاهده یک رابطه سازگار با سیستم پرونده سیستم عامل چندین ساختار روی یک دیسک ایجاد می کند. این ساختارهای برای هر OS که از سیستم پرونده FAT پشتیبانی می کند از جمله ویندوز 9x  NT, 2000 یکسان می باشد. لیست زیر همه ساختارها و نواحی FAT را برای اداره کردن یک دیسک استفاده  می شوند را نشان می دهد که تقریبا به همین ترتیب در رسانه ها ظاهر می شوند:

§        رکوردهای راه اندازی بخش اصلی وتوسعه یافته

§        رکورد راه اندازی حجم

§        دایرکتوری اصلی

§        جدول های تخصیص پرونده

§        خوشه ها ( واحدهای تخصیصی موجود در ناحیه داده ها)

§        استوانه خطایاب خوانده و نوشتن

VFAT و نام های طولانی پرونده

اولین محصول ویندوز 95 بجز در برخی از سیستم های پیشرفته تر از موردی که اساسا شبیه به سیستم پرونده FAT است استفاده  می کند. همانند اکثر ویندوزهای 95 پشتیبانی سیستم عامل مزبور برای سیستم پرونده FAT با استفاده  از کد 32 بیتی و VFAT بازنویسی می شود. VFAT در ترکیب با کد VCACH حالت حفاظت شده 32 بیتی کار می کند ( که نهانگاه SMARTDrive حالت واقعی 16 بیتی مورد استفاده  در DOS و ویندوز 1/3 را جایگزین می نماید) تا کارآیی بهتری از سیستم پرونده را ارائه دهد. با این وجود واضح ترین پیشرفت در VFAT، پشتیبانی آن از نام های طولانی پرونده است. DOS و ویندوز 1/3 در طی چندین سال با قرار داد نامگذاری پرونده 8.3 استاندارد دچار مشکل شده بودند و افزودن پشتیبانی نام های طولانی پرونده یک اولویت بالا در ویندوز 95 بود به ویژه در روشن شدن این واقعیت که کاربران سیستم عامل مکینتاش و OS/2 از این قابلیت بهره بسیاری می برند.

مشکل طراحان ویندوز 95 غالبا در مورد صنعت PC سازگاری پسرو بود. هنگامی که به طور ابتدا به ساکن یک سیستم پرونده جدید را طراحی می کنید ایجاد نام های طولانی پرونده کار مهمی نیست. همانند میکروسافت که طی سال های قبل این کار را با NTFS مربوط به ویندوز NT انجام می داد. با این وجود توسعه گران ویندوز 95 می خواستند نام های طولانی پرونده را به سیستم پرونده FAT موجود اضافه کنندو امکان ذخیره این نام ها در حجم های موجود DOS را فراهم سازند.

VFAT قابلیت تعیین نام های پرونده و دایرکتوری که به طول حداکثر 255 کاراکتر هستند ( طول مسیر را نیز شامل می شود) را ارائه می دهد. ولی پسوند سه کاراکتری ماندگار شد زیرا ویندوز 95 همانند نگارش های قبلی ویندوز به پسوندهایی متکی است که به انواع پرونده ها با برنامه های کاربردی خاص مربوط می شوند. نام های طولانی پرونده VFAT نیز می توانند علاوه بر کاراکترهای بعدی دارای فضاهایی باشند که نام های استاندارد DOS 8.3  فاقد آن می باشند. این فضاها عبارتند از : + - ; = [ ] .

اولین مشکل هنگام پیاده سازی نام های طولانی پرونده نحوه قابل استفاده  ساختن آنها برای نگارش های قبلی DOS و برنامه کاربردی ویندوز 16 بیتی بود که فقط نام های طولانی پرونده نحوه قابل استفاده  ساختن آنها برای نگارش های قبلی DOS و برنامه کاربردی ویندوز 16 بیتی بود که فقط نام های 3/8 را پشتیبانی می کند. راه حل این مشکل ارائه دو نام برای هر پرونده می باشد.

یک نام طولانی پرونده و یک نام مستعار که از قرارداد نامگذاری قدیمی 3/8 استفاده  می کند وقتی یک پرونده با یک نام طولانی پرونده در ویندوز 9x ایجاد می نمایید VFAT برای ایجاد نامی معادل با نما مستعار 3/8 از فرایند زیر استفاده  می کند.