解析磁盘、分区、文件系统

当前越来越多的用户已经从Windows 98逐步升级到更高级的系统了，随之而来的就是必须面对Windows 98/2000/XP/2003等系统的FAT16/FAT32/NTFS磁盘分区 格式，它们到底是什么？有什么特点和优点？到底选择那种格式？如何建立的转换？如何解决使用中的各种问题？ 本文就是针对上述一系统问题，进行全方位的讨论和分析。

解析磁盘、分区、文件系统

大部分读者都会经常听到诸如FAT/NTFS/CDFS等分区格式，实际上，由于不同的操作系统、不同的需求场合，存在有各种各样的分区格式，所以首先就让我们来看看这些分区格式的来龙去脉，了解它们的优缺点，根据应用需要选择好自己的分区格式方案!在开始后面的话题前，先让我们来认识下面的对象：

1.磁盘

一般是从硬件（物理）角度来说的，它是通过磁介质存储数据的设备。包括我们常见的软盘、硬盘及不太常用的磁带盘等。另外，U盘及用内存虚拟的磁盘等虽然不是严格意义上的“磁盘”，但它们也可以使用同磁盘一样的文件系统。本文讨论的磁盘对象主要就是硬盘，这里包括普通的IDE接口和较高端的SCSI接口的硬盘，前者是大部分普通桌面用户所用的；后者多用于一些高端用户和服务器配置。不管什么接口，都属于本文的硬磁盘讨论范围。

2.分区

如我们大部分用户已经采用的方案那样，即我们的硬盘通常都会分成几个区，比如C区、D区、E区等等，其目的主要是为了更合理、有效地去保存数据，为文件安放提供更宽松的余地。我们现在所使用的PC（个人电脑）的硬盘，仍然沿用的是第一台PC硬盘所使用的分区原理，它由IBM的工程师设计，即一个硬盘只允许分为4个主分区，而其中的一个主分区可以分成若干逻辑分区，所以从理论上来说，我们的一个硬盘最多可分24个区（即从C区到Z区）。

3.文件系统

指文件命名、存储和组织的总体结构。例如Windows系列操作系统支持的FAT、FAT32 和 NTFS都是文件系统。其实文件系统也就是我们经常所说的“磁盘格式”或“分区格式”，总体都是一个概念，只不过“分区”只针对硬盘来说的，而文件系统是针对所有磁盘及存储介质的。所以大家应该明白，本专题讨论的其实也就是文件系统，只不过讨论的核心是针对硬磁盘而已。

知识点：什么是“簇”

文件占用磁盘空间时，基本单位不是字节而是簇。簇的大小与磁盘的规格有关，一般情况下，软盘每簇是1个扇区，硬盘每簇的扇区数与硬盘的总容量大小有关，可能是4、8、16、32、64……（如图1所示的每个簇占用4个扇区）。

图 1

同一个文件的数据并不一定完整地存放在磁盘的一个连续的区域内，而往往会分成若干段，像一条链子一样存放。这种存储方式称为文件的链式存储。硬盘上的文件常常要进行创建、删除、增长、缩短等操作。这样操作做的越多，盘上的文件就可能被分得越零碎（每段至少是1簇）。但是，由于硬盘上保存着段与段之间的连接信息（即FAT），操作系统在读取文件时，总是能够准确地找到各段的位置并正确读出。

不过，这种以簇为单位的存储法也是有其缺陷的。这主要表现在对空间的利用上。每个文件的最后一簇都有可能有未被完全利用的空间（称为尾簇空间）。一般来说，当文件个数比较多时，平均每个文件要浪费半个簇的空间。

文件系统大阅兵

1.FAT16

FAT的全称是“File Allocation Table”（文件分配表系统），FAT文件系统1982年开始应用于MS-DOS中。FAT文件系统主要的优点是它可以被多种操作系统访问，如MS-DOS、Windows所有系列和OS/2等。这一文件系统在使用时遵循8.3命名规则（即文件名最多为8个字符，扩展名为3个字符）。同时FAT文件系统无法支持系统高级容错特性，不具有内部安全特性等。

2.VFAT

在Windows 95中，通过对FAT文件系统的扩展，长文件名问题得到妥善解决，这也就是人们所谓的扩展FAT（VFAT）文件系统。它对FAT16文件系统进行扩展，并提供支持长文件名功能，文件名可长达255个字符，VFAT仍保留有扩展名，而且支持文件日期和时间属性，为每个文件保留了文件创建日期/时间、文件最近被修改的日期/时间和文件最近被打开的日期/时间这三项内容。

3.FAT32

FAT32是FAT16文件系统的派生，比 FAT16 支持更小的簇和更大的分区，这就使得 FAT32 分区的空间分配更有效率。FAT32主要应用于Windows 98及后续Windows系统（实际从未正式发布的Windows 97，即OSR2就开始支持了），它可以增强磁盘性能并增加可用磁盘空间，同时也支持长文件名。

4.NTFS

NTFS（New Technology File System）是Microsoft Windows NT的标准文件系统，它也同时应用于Windows 2000/XP/2003。它与旧的FAT文件系统的主要区别是NTFS支持元数据（metadata），并且可以利用先进的数据结构提供更好的性能、稳定性和磁盘的利用率。NTFS有三个版本：在NT 3.51和NT 4中的1.2版，Windows 2000中的3.0版和Windows XP中的3.1版。这些版本有时被提及为4.0版、5.0版和5.1版。更新的版本添加了额外的特性，比如Windows 2000引入了配额。在兼容性方面，Windows的95/98/98SE和Me版都不能识别NTFS文件系统。

5.Ext2

这是Linux中使用最多的一种文件系统，是专门为Linux设计的，拥有最快的速度和最小的CPU占用率。现在已经有新一代的Linux文件系统如SGI公司的XFS、ReiserFS、ext3文件系统等出现。