[轉]3.5寸1.44M軟盤結構,容量和分配

也許有用的老東西:)可以用來理解FAT格式

 

1、 結構:2面、80道/面、18扇區/道、512字節/扇區
         扇區總數=2面 X  80道/面 X  18扇區/道  =  2880扇區
         存儲容量= 512字節/扇區X  2880扇區 =  1440 KB

2、物理扇區號:
         2  面: 編號0----1;
         80道: 編號0----79
         18扇區:編號1----18

3、相對扇區號:共2880個扇區,相對扇區號範圍爲 0----2879
編號順序:
扇區物理號               相對扇區號
0面,0道,1扇區             0
0面,0道,2扇區             1
0面,0道,3扇區             2
…………………….
0面,0道,18扇區           17
1面,0道,1扇區            18
……………..
1面,0道,18扇區           35
0面,1道,1扇區            36
0面,1道,18扇區           53
1面,1道,1扇區            54
………
1面,79道,18扇區          2879

4、物理扇區號(A,B,C)與相對扇區號(S)相互轉換公式:
頭/面(0--1)      道(0-79)       扇區 (1--18)
   A              B          C
例如:1面           15道       7扇區
(0道----14道)*2面*18+0面的第15道18個扇區+1面第15道7個扇區-1
      15*2*18+18+7-1
當A=1時S=B*18*2+18+C-1
當A=0時S=B*18*2+C-1
一般情況:S=B*18*2+18*A+C-1
S=B*18*2+18*A+C-1
C=(S%18)+1
A= (INT(S/18))%2
B= INT(S/36)
簇(CLUSTER):磁盤分配給文件的最小單位,1簇=2n扇區,  n=0,1,2,……..
扇區:是磁盤讀寫的最小單位
字節:是內存讀寫的最小單位
位:是CPU處理的最小單位

5、3.5寸1.44MB軟盤存儲結構
1、引導扇區BOOT
(0扇區)
作用:
記錄磁盤的基本信息。
OEM ID:格式化本軟盤的軟件版本號
BYTES PER SECTOR:       每扇區字節數 (512)
SECTOR PER CLUSTER:    每簇扇區數 (1)
FAT COPIES:               文件分配表的個數   (2)
ROOT DIRECTORY ENTRIES:根目錄區可容納的文件數(224)
TOTAL SECTORS ON DISK: 磁盤總扇區數 (2880)
MEDIA DESCRIPTOR BYTE:本磁盤類型的特徵字節 (F0)
SECTORS PER FAT:        每個FAT佔用的扇區數  (9)
SECTORS PER TRACK:     每磁道的扇區數     (18)
SIDES:                   磁盤的面數         (2)
VOLUME SERIAL NUMBER:卷標號 (18F53A49)
FILE SYSTEM ID:          文件系統標識 (FAT12)
2、文件分配表FAT1
(1--9扇區)
作用:
記錄磁盤空間每個簇的使用情況以及相互之間的關係。 共有9X512=4608個字節,用12個二進制位(1.5個字節)
表示一個簇的狀態,最多可管理3072個簇,實際管理2847個簇,有334.5個字節空餘。
FAT每個單元的值以及含義:
000H          空簇
002H----FEFH  該簇已被使用,其值爲下一個簇的簇號
FF7H          壞簇
FF8H----FFFH  該簇已被使用,並且是最後一個簇
FF0H----FF6H  保留簇
3、文件分配表FAT2
(10--18扇區)
作用:
作爲FAT1的備份。 同上
4、根目錄區ROOT
(19--32扇區) ROOT根目錄  14個扇區   14*512B
  文件目錄表中每個文件登記項佔用 32個字節,一共可以存儲224個文件。(14*512/32)
32個字節:1- 8 文件的主名           ( 8B)
          9-11 文件的擴展名         ( 3B)
12 文件的屬性           ( 1B)
b7  b6   b5    b4     b3     b2   b1    b0
存檔、子目錄、卷標、系統、隱含、只讀

         13-22 保留字節             (10B)
         23-24 文件的最後更新的日期 ( 2B)  
[月 4位、日 5位、年 7位  (+1980)]
         25-26 文件的最後更新的時間 ( 2B)  
[時 5位、分 6位、秒 5位 (*2)]
         27-28 文件的起始簇號       ( 2B)
         29-32 文件的大小           ( 4B)

文件名第一個字節的含義:
00:該目錄項未用,下面無目錄項
E5:已經刪除文件的目錄項
2E:子目錄項
其他:文件名首字符
5、數據區DATA
(33—2879扇區,共2847個扇區,1簇=2n個扇區,  n取0,共2847個簇,編號爲 2--2848) 
FAT1和FAT2:
FAT 特徵         2     3     4     5       6      7    
F0F FFF 2848 0 0 0 0 0
8        9     10      11    12     13    14     15    
0 0 0 0 0 0 0 0

………………………………………………………

2841   2842   2843   2844   2845  2846   2847   2848
0 000 0 0 0 0 0 FFF
注:F0爲3.5寸軟盤的特徵(在BOOT區中)

簇號和相對扇區號的關係:
磁盤可用的扇區的範圍(用相對扇區號表示):        33--2879
對應的簇號:                                    2—2848
          簇號=相對扇區號-31
**********************
FAT12最多能管理 4K個簇, 如120G硬盤採用FAT12則每簇約 30M
FAT16最多能管理64K個簇, 如120G硬盤採用FAT16則每簇約1.9M
FAT32最多能管理 4G個簇, 如120G硬盤採用FAT32則每簇約 30B
***************************
FAT1: 9個扇區,  9*512字節
      用12個二進制位表示一個簇的狀態,(1.5B)
      9*512*8/12=3072(個簇)
offset:偏移量,距離本扇區第一個字節的位置.

   FAT12: 12b = 4096(個簇)
          1.44M  1個簇=1扇區
     如果 4G硬盤,則  4*1024*1024*2扇區/4096簇
                 1個簇=2048扇區
***********************************
問題:
1、FAT12 用12個二進制表示一個簇的狀態, 爲什麼1.44MB軟盤FAT需要9個扇區?
(2847+2)*1.5=2849*1.5=4273.5字節,  
換算爲扇區4273.5/512=8.34  取整數9
   FAT12: 12b = 4096(個簇)
   4GB    4*1024*1024*2扇區   /   4096簇
                 1個簇=2048扇區
2、如果4GB硬盤用FAT12管理,每簇多少扇區?
3、對於FAT系統的磁盤,刪除一個文件對磁盤的各個區域(BOOT、FAT1、FAT2、ROOT、DATA)做哪些操作?
在ROOT 中把文件名的第一個字節改爲E5H
在FAT中把文件佔用的簇的狀態改爲0

FAT12 用12個二進制表示一個簇的狀態,
需要(2847+2)*1.5=4274字節,  換算爲扇區4274/512=9
F0爲3.5寸軟盤的特徵(在BOOT區中)
2847+2=2849    2849*12/8=4274字節  佔8.34扇區即9扇區
************************************
硬盤結構:
柱面(0-----1023),頭(0-15),扇區(1---63)
1024 X 16 X 63 X 512 = 540MB
1024 X 256 X 63 X 512 = 8 GB

0頭0道1扇區:MBS(主引導扇區)
MBS(主引導扇區):1、主引導程序:MBR      (446B) 0--1BDH
                命令FDISK  /MBR :重新構造主引導程序
                 2、分區表:         (16X4=64B)  1BEH—1FDH
把硬盤分爲4個區域,每個區域可以安裝一類操作系統。

每16B字節 描述硬盤一個區的基本信息:
引導標誌,        1B
開始的物理位置    3B
操作系統標識,    1B
結束的物理位置,  3B
開始的相對扇區號,4B
可用扇區總數。    4B
                   3、主引導扇區標誌:55AAH (2B)  1FEH—1FFH
硬盤的0頭0道1扇區(512B),主引導扇區
0-445:  (000-1BDH) 446B   主引導記錄    主引導程序
446-461:(1BEH-1CDH) 16B   第一個分區信息
462-477:(1CEH-1DDH) 16B   第二個分區信息
478-493:(1DEH-1EDH) 16B   第三個分區信息
494-509:(1EEH-1FDH) 16B   第四個分區信息
510-511:(1FEH-1FFH)  2B   主引導記錄標誌,內容爲 55AAH
***********
每個分區信息(16B)
0:分區的激活標誌,00H/80H (不可引導/可引導),四個分區中只能有一個80H
1-3:本分區開始的頭、道、扇區
4:  本分區安裝的操作系統標誌
5-7:本分區結束的頭、道、扇區
8-11:本分區開始的相對扇區號
12-15:本分區可用的扇區總數


3.5寸軟盤存儲結構
BOOT(0扇區) FAT1文件分配表1(1--9扇區) FAT2文件分配表2(10--18扇區)
ROOT根目錄區(19--32扇區)
DATA數據區(2847扇區、2847個簇,編號爲 2-----2848)

2847+2=2849    2849*12/8=4274字節  佔8.34扇區即9扇區

簇(CLUSTER):磁盤分配給文件的最小單位
文件分配表(FAT):記錄磁盤空間每個簇的使用情況,以及相互關係.
磁盤可用的扇區的範圍(用相對扇區號表示):
          33--2879  
對應的簇號:2--2848
FAT1: 9個扇區,  9*512字節
      用12個二進制位表示一個簇的狀態,(1.5B)
      9*512*8/12=3072(個簇)
offset:偏移量,距離本扇區第一個字節的位置.

F0 FF FF  00 40 00 05 60 00
FAT特徵
   FAT12: 12b = 4096(個簇)
          1.44M  1個簇=1扇區
          4GB    4*1024*1024*2扇區/4096簇
                 1個簇=2048扇區

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