Failų priskyrimo lentelė (FAT) — apibrėžimas, veikimo principas ir naudojimas

Failų priskyrimo lentelė (FAT) – tai paprastas ir plačiai naudojamas būdas, kuriuo kompiuteriai randa ir seka saugyklose laikomus duomenis. FAT failų sistema taikoma įvairiems fiziniams įrenginiams – diskeliai, USB atmintinės, SD kortelės ir kiti saugojimo įrenginiai gali būti formatuojami FAT. Pagrindinė FAT idėja – padalinti laikmeną į mažus blokėlius, vadinamus klasteriais, ir sudaryti lentelę, kurioje nurodomi klasterių ryšiai, t. y. kuriame seka yra saugomas kiekvienas failas.

Kaip FAT yra organizuota ir veikia

FAT struktūra paprastai susideda iš kelių pagrindinių dalių:

Įkrovos sektorius (boot sector) – saugo informacijas apie failų sistemos parametrus (klasterio dydį, rezervuotų sektorių skaičių ir pan.).
FAT regionas – tai pati priskyrimo lentelė, kurioje kiekvienam klasteriui priskiriamas sekantis klasteris arba specialus žymeklis, žymintis failo pabaigą. Dažniausiai įrenginyje yra atsarginė ir antroji kopija FAT lentelės, kad būtų galima atstatyti informaciją gedimo atveju.
Root katalogas ir katalogų įrašai – saugo failų vardus ir pagrindinę atributiką; senesnėse FAT versijose root katalogas turėdavo fiksuotą dydį.
Duomenų regionas – čia saugomi klasteriai, kuriuose iš tiesų laikomi failų baitai.

Failo vieta nurodoma per klasterių grandinę: pradiniame katalogo įraše nurodomas pirmasis klasteris, o FAT lentelėje užfiksuota, koks yra kitas klasteris to failo sekoje. Klasteriai nebūtinai yra vienas šalia kito – dėl to failai gali būti išsibarstę (fragmentuoti) per visą laikmeną. FAT žymi grandinės pabaigą specialiu žymeniu (End-of-File). Dėl paprastos struktūros FAT yra lengvai skaitoma ir taisoma, todėl ji plačiai naudotina remontuojant ar atstatant duomenis.

FAT versijos ir jų skirtumai

FAT12 – naudota labai mažose laikmenose, pvz., klasikiniuose disketuose.
FAT16 – palaiko didesnes talpas, bet turi ribotą adresavimo lauką, todėl maksimalus tomų ir failų dydis priklauso nuo klasterio dydžio.
FAT32 – plačiausiai paplitusi FAT versija nuo 1990-ųjų; leidžia dirbti su daug didesnėmis tomų talpomis, tačiau turi 4 GB mažesnę maksimalaus failo dydžio ribą (4 GB minus 1 baitas).
exFAT – modernizuota FAT versija, sukurta didesnėms laikmenoms ir didesniems failams be FAT32 failo dydžio ribojimo; dažnai naudojama didelių SDXC kortelių ir naujesnių USB laikmenų formate.

Privalumai ir trūkumai

Privalumai: paprastumas, plačios suderinamumo galimybės (dėl to FAT palaiko beveik visos asmeninių kompiuterių operacinės sistemos, taip pat daug mobiliųjų įrenginių ir įterptųjų sistemų), lengvas taisymas ir didelis duomenų mainų patogumas tarp skirtingų įrenginių ir platformų. FAT formatas naudojamas nuo 1981 m., todėl daug senesnių įrenginių jį supranta ir palaiko.
Trūkumai: nėra žurnalo (journaling) – tai reiškia, kad po staigaus maitinimo nutrūkimo ar gedimo gali būti prarasta arba sugadinta informacija; didelė fragmentacija, blogesnis našumas su labai didelėmis tomomis; ribotas failo dydis FAT32; ribotos saugumo galimybės (trūksta pažangių leidimų ir savybių, kurias teikia naujesnės failų sistemos).

Praktinis naudojimas ir priežiūra

FAT failų sistema dažnai pasirenkama, kai reikalingas maksimalus suderinamumas tarp skirtingų operacinių sistemų ar įrenginių (pvz., failų perkėlimui tarp Windows, macOS, Linux, kamerų ir automobilių garso sistemų). Kuo mažesnė laikmenos talpa ir kuo paprastesnė paskirtis (pvz., laikyti nuotraukas ar perkėlimui skirtą failų rinkinį), tuo labiau tinka FAT ar exFAT.

Jeigu FAT failų sistema užsiciklina ar tampa sugadinta, dažniausiai taikomi tokie įrankiai kaip Windows chkdsk, Linux fsck arba specializuotos duomenų atkūrimo programos. Formatuojant laikmeną galima pasirinkti FAT32 arba exFAT, priklausomai nuo reikalingos maksimalios failo ir tomų dydžių bei suderinamumo reikalavimų.

Išvados

FAT – sena, bet patikima failų sistema, kuri dėl savo paprastumo ir plataus palaikymo išlieka aktuali ir šiandien. Ji nėra tobula (yra našumo, saugumo ir dydžio apribojimų), tačiau dėl suderinamumo ir lengvo remonto dažnai pasirenkama duomenų mainams ir mažesnėms laikmenoms. Jeigu reikia didesnio patikimumo, žurnalo palaikymo ar pažangių leidimų, verta pasirinkti modernesnes failų sistemas; jeigu svarbiausia — suderinamumas su kuo platesniu įrenginių spektru, FAT arba exFAT dažnai yra tinkamiausias pasirinkimas.

FAT32 failų sistemos failų paskirstymo lentelė ir katalogų lentelė

Istorija

Iš pradžių jis buvo sukurtas 1977 m. ir skirtas naudoti disketėse. Netrukus FAT buvo pritaikytas ir du dešimtmečius beveik visuotinai naudotas standžiuosiuose diskuose DOS ir "Windows 9x" eros metu. Tobulėjant diskiniams kaupikliams, atitinkamai buvo plečiamos ir failų sistemos galimybės. Taip atsirado trys pagrindiniai failų sistemos variantai: FAT12, FAT16 ir FAT32. FAT standartas taip pat buvo išplėstas kitais būdais, tačiau iš esmės išsaugotas atgalinis suderinamumas su esama programine įranga.

Atsiradus galingesniems kompiuteriams ir operacinėms sistemoms, FAT nebėra numatytoji failų sistema, naudojama "Microsoft Windows" kompiuteriuose.

Šiuolaikinis naudojimas

FAT failų sistemos vis dar dažnai naudojamos diskiniuose diskuose, USB atmintinėse, "flash" ir kitose kietojo kūno atminties kortelėse. DCF naudoja FAT kaip standartinę skaitmeninių fotoaparatų failų sistemą. FAT taip pat naudojama su EFI suderinamų kompiuterių įkrovos etape.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra failų paskirstymo lentelė (FAT)?

A: Failų paskirstymo lentelė (FAT) - tai būdas, kuriuo kompiuteriai ieško atminties įrenginyje saugomų duomenų. Tai yra klasterių sąrašas, rodantis, kur saugomas kompiuterio failas, ir jį galima rasti keliuose pirmuosiuose atminties įrenginio klasteriuose.

K: Kokių tipų atminties įrenginiuose naudojamas FAT?

A: FAT gali būti naudojamas disketuose, USB atmintinėse, SD kortelėse ir kituose didelės talpos saugojimo įrenginiuose.

K: Kokie yra FAT naudojimo privalumai?

A: FAT failų sistema yra paprasta ir patikima, todėl ji puikiai tinka lengvam naudojimui. Be to, ją palaiko beveik visos šiuo metu sukurtos asmeninių kompiuterių operacinės sistemos, taip pat daugelis mobiliųjų įrenginių ir įterptinių sistemų, todėl ji idealiai tinka duomenų mainams tarp beveik bet kokio tipo ar amžiaus kompiuterių ir įrenginių nuo 1981 m. iki dabar.

K: Ar yra kokių nors FAT trūkumų?

A.: Nors FAT gerai veikia net ir nesudėtingais atvejais, ji negali užtikrinti tokios pat spartos, patikimumo ir masteliavimo galimybių kaip kai kurios šiuolaikinės failų sistemos.

K: Ar visada yra viena atsarginė FAT kopija?

A: Taip - visada yra dvi identiškos FAT kopijos; viena yra atsarginė kitos kopija.