柱面、簇、扇区、容量之间的大小关系和换算关系是怎样的

FAT32格式和NTFS格式有什么区别？

FAT32： （一）FAT32 文件系统将逻辑盘的空间划分为三部分，依次是引导区（BOOT区）、文件分配表区（FAT区）、数据区（DATA区）。引导区和文件分配表区又合称为系统区。 　　（二）引导区从第一扇区开始，使用了三个扇区，保存了该逻辑盘每扇区字节数，每簇对应的扇区数等等重要参数和引导记录。 之后还留有若干保留扇区。而FAT16文件系统的引导区只占用一个扇区，没有保留扇区。 　　（三）文件分配表区共保存了两个相同的文件分配表，因为文件所占用的存储空间（簇链）及空闲空间的管理都是通过FAT实现的，FAT如此重要，保存两个以便第一个损坏时，还有第二个可用。 文件系统对数据区的存储空间...全部

  FAT32： （一）FAT32 文件系统将逻辑盘的空间划分为三部分，依次是引导区（BOOT区）、文件分配表区（FAT区）、数据区（DATA区）。引导区和文件分配表区又合称为系统区。 　　（二）引导区从第一扇区开始，使用了三个扇区，保存了该逻辑盘每扇区字节数，每簇对应的扇区数等等重要参数和引导记录。
  之后还留有若干保留扇区。而FAT16文件系统的引导区只占用一个扇区，没有保留扇区。 　　（三）文件分配表区共保存了两个相同的文件分配表，因为文件所占用的存储空间（簇链）及空闲空间的管理都是通过FAT实现的，FAT如此重要，保存两个以便第一个损坏时，还有第二个可用。
  文件系统对数据区的存储空间是按簇进行划分和管理的，簇是空间分配和回收的基本单位，即，一个文件总是占用若干个整簇，文件所使用的最后一簇剩余的空间就不再使用，而是浪费掉了。 　　从统计学上讲，平均每个文件浪费0。
  5簇的空间，簇越大，存储文件时空间浪费越多，利用率越低。因此，簇的大小决定了该盘数据区的利用率。FAT16系统簇号用16位二进制数表示，从0002H到FFEFH个可用簇号(FFF0H到FFFFH另有定义,用来表示坏簇，文件结束簇等)，允许每一逻辑盘的数据区最多不超过FFEDH(65518)个簇。
  FAT32系统簇号改用32位二进制数表示，大致从00000002H到FFFFFEFFH个可用簇号。FAT表按顺序依次记录了该盘各簇的使用情况，是一种位示图法。 　　每簇的使用情况用32位二进制填写，未被分配的簇相应位置写零；坏簇相应位置填入特定值；已分配的簇相应位置填入非零值，具体为：如果该簇是文件的最后一簇，填入的值为FFFFFF0FH，如果该簇不是文件的最后一簇，填入的值为该文件占用的下一个簇的簇号，这样，正好将文件占用的各簇构成一个簇链，保存在FAT表中。
  0000000H、00000001H两簇号不使用，其对应的两个DWORD位置(FAT表开头的8个字节)用来存放该盘介质类型编号。FAT表的大小就由该逻辑盘数据区共有多少簇所决定，取整数个扇区。
   　　（四）FAT32系统一簇对应8个逻辑相邻的扇区，理论上，这种用法所能管理的逻辑盘容量上限为16TB(16384GB)，容量大于16TB时，可以用一簇对应16个扇区，依此类推。FAT16系统在逻辑盘容量介于128MB到256MB时，一簇对应8个扇区，容量介于256MB到512MB时，一簇对应16个扇区，容量介于512MB到1GB时，一簇对应32个扇区，容量介于1GB到2GB时，一簇对应32个扇区，超出2GB的部分无法使用。
  显然，对于容量大于512MB的逻辑盘，采用FAT32的簇比采用FAT16的簇小很多，大大减少了空间的浪费。 　　但是，对于容量小于512MB的盘，采用FAT32虽然一簇8个扇区，比使用FAT16一簇16个扇区，簇有所减小，但FAT32的FAT表较大，占用空间较多，总数据区被减少，两者相抵，实际并不能增加有效存储空间，所以微软建议对小于512M的逻辑盘不使用FAT32。
   　　另外，对于使用FAT16文件系统的用户提一建议，硬盘分区时，不要将分区(逻辑盘)容量正好设为某一区间的下限，例：将一逻辑盘容量设为1100M(稍大于1024M)，则使用时其有效存储容量比分区为950M的一般还少，因其簇大一倍，浪费的空间较多。
  还有，使用FDISK等对分区指定容量时，由于对1MB的定义不一样(标准的二进制的1MB为1048576B，有的系统将1MB理解为1000000B，1000KB等),及每个分区需从新磁道开始等因素，实际分配的容量可能稍大于指定的容量，亦需注意掌握。
   　　（五）根目录区（ROOT区）不再是固定区域、固定大小，可看作是数据区的一部分。因为根目录已改为根目录文件，采用与子目录文件相同的管理方式，一般情况下从第二簇开始使用，大小视需要增加，因此根目录下的文件数目不再受最多512的限制。
  FAT16文件系统的根目录区（ROOT区）是固定区域、固定大小的，是从FAT区之后紧接着的32个扇区，最多保存512个目录项，作为系统区的一部分。 　　（六）目录区中的目录项变化较多，一个目录项仍占32字节，可以是文件目录项、子目录项、卷标项(仅跟目录有)、已删除目录项、长文件名目录项等。
  目录项中原来在DOS下保留未用的10个字节都有了新的定义，全部32字节的定义如下： (1) 0-- 7字节 文件正名。 (2) 8--10字节 文件扩展名。 (3) 11字节 文件属性，按二进制位定义，最高两位保留未用，0至5位分别是只读位、隐藏位、系统位、卷标位、子目录位、归档位。
   (4) 11--13字节 仅长文件名目录项用，用来存储其对应的短文件名目录项的文件名字节校验和等。 (5) 13--15字节 24位二进制的文件建立时间，其中的高5位为小时，次6位为分钟。
   (6) 16--17字节 16位二进制的文件建立日期，其中的高7位为相对于1980年的年份值，次4位为月份，后5位为月内日期。 (7) 18--19字节 16位二进制的文件最新访问日期，定义同(6)。
   (8) 20--21字节 起始簇号的高16位。 (9) 22--23字节 16位二进制的文件最新修改时间，其中的高5位为小时，次6位为分钟，后5位的二倍为秒数。 (10)24--25字节 16位二进制的文件最新修改日期，定义同(6)。
   (11)26--27字节 起始簇号的低16位。 (12)28--31字节 32位的文件字节长度。 　　其中第(4)至(8)项为以后陆续定义的。 对于子目录项，其(12)为零；已删除目录项的首字节值为E5H。
  在可以使用长文件名的FAT32系统中，文件目录项保存该文件的短文件名，长文件名用若干个长文件名目录项保存，长文件名目录项倒序排在文件短目录项前面，全部是采用双字节内码保存的，每一项最多保存十三个字符内码，首字节指明是长文件名的第几项,11字节一般为0FH，12字节指明类型，13字节为校验和，26--27字节为零。
   NTFS： NTFS是一个比FAT复杂的多的文件系统，我们一起努力来把它完整的解读出来 NTFS的引导扇区也是完成引导和定义分区参数，和FAT分区不同，FAT分区的BOOT记录正常，就显示分区没有错误，即使文件不正确，而NTFS分区的BOOT不是分区的充分条件，它要求必须MFT中的系统记录如$MFT等正常该分区才能正常访问。
  其BPB参数如下表所示。 字节偏移 长度 常用值 意义 0x0B 字 0x0002 每扇区字节数 0x0D 字节 0x08 每簇扇区数 0x0E 字 0x0000 保留扇区 0x10 3字节 0x000000 总为0 0x13 字 0x0000 NTFS未使用，为0 0x15 字节 0xF8 介质描述 0x16 字 0x0000 总为0 0x18 字 0x3F00 每磁盘扇区数 0x1A 字 0xFF00 磁头数 0x1C 双字 0x3F000000 隐含扇区 0x20 双字 0x00000000 NTFS未使用，为0 0x28 8字节 0x4AF57F0000000000 扇区总数 0x30 8字节 0x0400000000000000 $MFT的逻辑簇号 0x38 8字节 0x54FF070000000000 $MFTMirr的逻辑簇号 0x40 双字 0xF6000000 每MFT记录簇数 0x44 双字 0x01000000 每索引簇数 0x48 8字节 0x14A51B74C91B741C 卷标 0x50 双字 0x00000000 检验和 MFT中的文件记录大小一般是固定的，不管簇的大小是多少，均为1KB。
  文件记录在MFT文件记录数组中物理上是连续的，且从0开始编号，所以，NTFS是预定义文件系统。MFT仅供系统本身组织、架构文件系统使用，这在NTFS中称为元数据（metadata，是存储在卷上支持文件系统格式管理的数据。
  它不能被应用程序访问，只能为系统提供服务）。其中最基本的前16个记录是操作系统使用的非常重要的元数据文件。这些元数据文件的名字都以“$”开始，所以是隐藏文件，在Windows 2000/XP中不能使用dir命令（甚至加上/ah参数）像普通文件一样列出。
  在WINHEX中带有NFI。EXE，用此工具可以显示这些记录与文件的对应关系，下一次再详细解释。 这些元数据文件是系统驱动程序管理卷所必需的，Windows 2000/XP给每个分区赋予一个盘符并不表示该分区包含有Windows 2000/XP可以识别的文件系统格式。
  如果主文件表损坏，那么该分区在Windows 2000/XP下是无法读取的。为了使该分区能够在Windows 2000/XP下能被识别，就必须首先建立Windows 2000/XP可以识别的文件系统格式即主文件表，这个过程可通过高级格式化该分区来完成。
  Windows以簇号来定位文件在磁盘上的存储位置，在FAT格式的文件系统中，有关簇号的指针包含在FAT表中，在NTFS中，有关簇号的指针则包含在$MFT及$MFTMirr文件中。 NTFS使用逻辑簇号（Logical Cluster Number，LCN）和虚拟簇号（Virtual Cluster Number，VCN）来对簇进行定位。
  LCN是对整个卷中所有的簇从头到尾所进行的简单编号。用卷因子乘以LCN，NTFS就能够得到卷上的物理字节偏移量，从而得到物理磁盘地址。VCN则是对属于特定文件的簇从头到尾进行编号，以便于引用文件中的数据。
  VCN可以映射成LCN，而不必要求在物理上连续。 在NTFS卷上，跟随在BPB后的数据字段形成一个扩展BPB。这些字段中的数据使得 Ntldr能够在启动过程中找到主文件表MFT（Master File Tabl ）。
  在NTFS卷上，MFT并不象在FAT 16卷和FAT 32卷上一样，被放在一个预定义的扇区中。由于这个原因，如果在MTF的正常位置中有坏扇区的话，就可以把MFT移到别的位置。但是，如果该数据被破坏，就找不到MFT的位置，Windows 2000假设该卷没有被格式化。
   因此，如果一个ntfs的卷提示未格式化，可能并未破坏MFT,依据BPB的各字段的意思是可以重建BPB的。 NTFS的缺省簇的大小 卷大小 每簇的扇区 缺省的簇大小 小于等于512MB 1 512字节 513MB~1024MB(1GB) 2 1024字节(1KB) 1025MB~2048MB(2GB) 4 2048字节(2KB) 大于等于2049MB 8 4KB 从上面可以看出，也就是说不管驱动器多大 NTFS 簇的大小不会超过 4KB NTFS文档：文档属性定义 每个文档属性都由以下部分组成： 一个由该属性的实际值组成的被称为“流”的重要的字节序列，元数据可访问该流。
   文件中的每个文件属性都可能会有一个名字：在这种情况下，在命令行方式下可以通过语法“文件名：属性名”来访问该流（这也是文件名中不能使用“：”的原因）。
  Windows NT® 使用以下在元数据文件$AttrDef中预定义的文件属性列表（一般会有一个未命名流，为缺省流，未命名流只能有一个，而命名流可以有多个，NTFS支持多流文件）： 10 $STANDARD_INFORMATION （标准信息） 20 $ATTRIBUTE_LIST （属性列表） 30 $FILE_NAME （文件名） 40 $VOLUME_VERSION （卷版本） 50 $SECURITY_DEscriptOR （安全描述符） 60 $VOLUME_NAME （卷名） 70 $VOLUME_INFORMATION （卷信息） 80 $DATA （数据） 90 $INDEX_ROOT （索引根） A0 $INDEX_ALLOCATION （索引分配） B0 $BITMAP （位图） C0 $SYMBOLIC_LINK（符号链接） D0 $EA_INFORMATION （？信息） E0 $EA 。收起