[转]3.5寸1.44M软盘结构,容量和分配

也许有用的老东西:)可以用来理解FAT格式

 

1、 结构：2面、80道/面、18扇区/道、512字节/扇区
         扇区总数=2面 X  80道/面 X  18扇区/道  =  2880扇区
         存储容量= 512字节/扇区X  2880扇区 =  1440 KB

2、物理扇区号：
         2  面： 编号0----1；
         80道： 编号0----79
         18扇区：编号1----18

3、相对扇区号：共2880个扇区，相对扇区号范围为 0----2879
编号顺序：
扇区物理号               相对扇区号
0面，0道，1扇区             0
0面，0道，2扇区             1
0面，0道，3扇区             2
…………………….
0面，0道，18扇区           17
1面，0道，1扇区            18
……………..
1面，0道，18扇区           35
0面，1道，1扇区            36
0面，1道，18扇区           53
1面，1道，1扇区            54
………
1面，79道，18扇区          2879

4、物理扇区号（A，B，C）与相对扇区号（S）相互转换公式：
头/面(0--1)      道(0-79)       扇区 (1--18)
   A              B          C
例如：1面           15道       7扇区
（0道----14道）*2面*18+0面的第15道18个扇区+1面第15道7个扇区-1
      15*2*18+18+7-1
当A=1时S=B*18*2+18+C-1
当A=0时S=B*18*2+C-1
一般情况：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):磁盘分配给文件的最小单位，1簇=2n扇区,  n=0,1,2,……..
扇区：是磁盘读写的最小单位
字节：是内存读写的最小单位
位：是CPU处理的最小单位

5、3.5寸1.44MB软盘存储结构
1、引导扇区BOOT
（0扇区）
作用：
记录磁盘的基本信息。
OEM ID:格式化本软盘的软件版本号
BYTES PER SECTOR：       每扇区字节数 （512）
SECTOR PER CLUSTER：    每簇扇区数 （1）
FAT COPIES：               文件分配表的个数   （2）
ROOT DIRECTORY ENTRIES：根目录区可容纳的文件数（224）
TOTAL SECTORS ON DISK： 磁盘总扇区数 （2880）
MEDIA DESCRIPTOR BYTE：本磁盘类型的特征字节 （F0）
SECTORS PER FAT：        每个FAT占用的扇区数  （9）
SECTORS PER TRACK：     每磁道的扇区数     （18）
SIDES：                   磁盘的面数         （2）
VOLUME SERIAL NUMBER：卷标号 （18F53A49）
FILE SYSTEM ID：          文件系统标识 （FAT12）
2、文件分配表FAT1
（1--9扇区）
作用：
记录磁盘空间每个簇的使用情况以及相互之间的关系。 共有9X512=4608个字节，用12个二进制位(1.5个字节)
表示一个簇的状态,最多可管理3072个簇，实际管理2847个簇，有334.5个字节空余。
FAT每个单元的值以及含义:
000H          空簇
002H----FEFH  该簇已被使用,其值为下一个簇的簇号
FF7H          坏簇
FF8H----FFFH  该簇已被使用,并且是最后一个簇
FF0H----FF6H  保留簇
3、文件分配表FAT2
（10--18扇区）
作用：
作为FAT1的备份。 同上
4、根目录区ROOT
（19--32扇区） ROOT根目录  14个扇区   14*512B
  文件目录表中每个文件登记项占用 32个字节，一共可以存储224个文件。（14*512/32）
32个字节：1- 8 文件的主名           （ 8B）
          9-11 文件的扩展名         （ 3B）
12 文件的属性           （ 1B）
b7  b6   b5    b4     b3     b2   b1    b0
存档、子目录、卷标、系统、隐含、只读

         13-22 保留字节             （10B）
         23-24 文件的最后更新的日期 （ 2B）  
[月 4位、日 5位、年 7位  (+1980)]
         25-26 文件的最后更新的时间 （ 2B）  
[时 5位、分 6位、秒 5位 （*2）]
         27-28 文件的起始簇号       （ 2B）
         29-32 文件的大小           （ 4B）

文件名第一个字节的含义：
00：该目录项未用，下面无目录项
E5：已经删除文件的目录项
2E：子目录项
其他：文件名首字符
5、数据区DATA
（33—2879扇区,共2847个扇区，1簇=2n个扇区,  n取0,共2847个簇，编号为 2--2848） 
FAT1和FAT2：
FAT 特征         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为3.5寸软盘的特征(在BOOT区中)

簇号和相对扇区号的关系：
磁盘可用的扇区的范围(用相对扇区号表示):        33--2879
对应的簇号:                                    2—2848
          簇号=相对扇区号-31
**********************
FAT12最多能管理 4K个簇， 如120G硬盘采用FAT12则每簇约 30M
FAT16最多能管理64K个簇， 如120G硬盘采用FAT16则每簇约1.9M
FAT32最多能管理 4G个簇， 如120G硬盘采用FAT32则每簇约 30B
***************************
FAT1: 9个扇区,  9*512字节
      用12个二进制位表示一个簇的状态,(1.5B)
      9*512*8/12=3072(个簇)
offset:偏移量,距离本扇区第一个字节的位置.

   FAT12: 12b = 4096(个簇)
          1.44M  1个簇=1扇区
     如果 4G硬盘，则  4*1024*1024*2扇区/4096簇
                 1个簇=2048扇区
***********************************
问题：
1、FAT12 用12个二进制表示一个簇的状态, 为什么1.44MB软盘FAT需要9个扇区?
(2847+2)*1.5=2849*1.5=4273.5字节,  
换算为扇区4273.5/512=8.34  取整数9
   FAT12: 12b = 4096(个簇)
   4GB    4*1024*1024*2扇区   /   4096簇
                 1个簇=2048扇区
2、如果4GB硬盘用FAT12管理，每簇多少扇区？
3、对于FAT系统的磁盘，删除一个文件对磁盘的各个区域（BOOT、FAT1、FAT2、ROOT、DATA）做哪些操作？
在ROOT 中把文件名的第一个字节改为E5H
在FAT中把文件占用的簇的状态改为0

FAT12 用12个二进制表示一个簇的状态,
需要(2847+2)*1.5=4274字节,  换算为扇区4274/512=9
F0为3.5寸软盘的特征(在BOOT区中)
2847+2=2849    2849*12/8=4274字节  占8.34扇区即9扇区
************************************
硬盘结构：
柱面（0-----1023），头（0-15），扇区（1---63）
1024 X 16 X 63 X 512 = 540MB
1024 X 256 X 63 X 512 = 8 GB

0头0道1扇区：MBS（主引导扇区）
MBS（主引导扇区）：1、主引导程序：MBR      （446B） 0--1BDH
                命令FDISK  /MBR ：重新构造主引导程序
                 2、分区表：         （16X4=64B）  1BEH—1FDH
把硬盘分为4个区域，每个区域可以安装一类操作系统。

每16B字节 描述硬盘一个区的基本信息：
引导标志，        1B
开始的物理位置    3B
操作系统标识，    1B
结束的物理位置，  3B
开始的相对扇区号，4B
可用扇区总数。    4B
                   3、主引导扇区标志：55AAH （2B）  1FEH—1FFH
硬盘的0头0道1扇区（512B），主引导扇区
0-445：  （000-1BDH） 446B   主引导记录    主引导程序
446-461：（1BEH-1CDH） 16B   第一个分区信息
462-477：（1CEH-1DDH） 16B   第二个分区信息
478-493：（1DEH-1EDH） 16B   第三个分区信息
494-509：（1EEH-1FDH） 16B   第四个分区信息
510-511：（1FEH-1FFH）  2B   主引导记录标志，内容为 55AAH
***********
每个分区信息（16B）
0：分区的激活标志，00H/80H （不可引导/可引导），四个分区中只能有一个80H
1-3：本分区开始的头、道、扇区
4：  本分区安装的操作系统标志
5-7：本分区结束的头、道、扇区
8-11：本分区开始的相对扇区号
12-15：本分区可用的扇区总数

3.5寸软盘存储结构
BOOT（0扇区） FAT1文件分配表1（1--9扇区） FAT2文件分配表2（10--18扇区）
ROOT根目录区（19--32扇区）
DATA数据区（2847扇区、2847个簇，编号为 2-----2848）

2847+2=2849    2849*12/8=4274字节  占8.34扇区即9扇区

簇(CLUSTER):磁盘分配给文件的最小单位
文件分配表(FAT):记录磁盘空间每个簇的使用情况,以及相互关系.
磁盘可用的扇区的范围(用相对扇区号表示):
          33--2879  
对应的簇号:2--2848
FAT1: 9个扇区,  9*512字节
      用12个二进制位表示一个簇的状态,(1.5B)
      9*512*8/12=3072(个簇)
offset:偏移量,距离本扇区第一个字节的位置.

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