数据恢复技术案例教程 教学课件 作者 赵振洲 第4章 FAT文件系统数据恢复.pptx

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1、第4章FAT文件系统数据恢复4.1.1FAT文件管理系统的基本思想与发展过程FAT文件管理系统最早是在软盘上实现的，当时为FAT12。随着存储介质容量的加大，微软在FAT12的基础上推出FAT16，FAT16是一个具有高度兼容性的文件系统，目前仍然广泛应用于个人电脑尤其是移动存储设备中。随着存储空间的进一步扩大，微软又推出了FAT32文件管理系统。FAT文件系统之所以有12，16，32不同的版本之分，其根本区别在于FAT表用来记录任意一簇链接的二进制位数。对于FAT12来说，就是用12个二进制位（也就是一个半字节）来表示簇号。其最大可以表示的簇号为0xFFF（十进

2、制为4095）。少于32680个扇区（约为16MB）的分区，系统通常会将其格式化成12位的FAT，FAT12是FAT的初始实现形式，是针对小型介质的。4.1FAT文件系统总揽FAT16最大可以表示的簇号为0xFFFF(十进制的65535)，以32K为簇的大小的话，FAT16可以管理的最大磁盘空间为：32KB×65535=2048MB,这就是为什么FAT16不支持超过2GB分区的原因。FAT32将记录簇链的二进制位数扩展到了32位，故而这种文件系统称为FAT32。32位二进制位的簇链决定了FAT表最大可以寻址2T个簇。这样即使簇的大小为1扇区，理论上仍然能够寻址1T

3、B范围内的分区。但实际中FAT32是不能寻址这样大的空间的，随着分区空间大小的增加，FAT表的记录数会变得臃肿不堪，严重影响系统的性能。WINDOWS系统自带的分区功能对FAT32支持分区的大小最大为32GB。但通过第三方软件建立的FAT32分区，可以支持大于32G分区的正常读写。FAT文件管理系统磁盘分区大致分为以下几个部分：系统引导保留区、文件链表区、目录区、数据区。不同版本的FAT系统略有不同，FAT32文件系统把目录区与数据区合并在一块。下图为一个FAT32文件管理系统的典型磁盘布局情况。4.1.2FAT文件管理系统的磁盘布局4.2.1DBR作用与形成DB

4、R(DOSBOOTRECORD)即操作系统引导记录的意思，通常占用分区的第0扇区共512个字节(特殊情况也要占用其它保留扇区)。DBR的引导过程：当系统把引导权交给DBR以后，系统首先读取DBR前边的BPB系统参数，并据此参数寻找用于系统进一步启动的IO.SYS、SYSTEM.SYS、NTLDR等文件，把系统引导权移交给相应的程序，完成系统启动。DBR的作用：保证分区文件管理系统的正确加载。DBR的形成：一个分区的DBR是在分区格式化时就产生的。它保证了对本分区文件的读写管理，都按指定的系统参数统一进行。4.2FAT文件系统的DBR分析对于不同的文件系统来说，系统

5、引导保留区是不同的，FAT12没有保留区，只有引导扇区，而FAT16除引导扇区以外，还有一个扇区作为系统的保留区。FAT32，除了系统引导扇区以外，还会有31~37个系统保留扇区。其中，有第6扇区有系统引导扇区（DBR）的一个完整备份。4.2.2系统引导保留区与引导扇区（DBR）数据结构下图是某个FAT32分区引导扇区的截屏图。从中，我们可以看到，这一扇区的数据结构大致分为以下几个部分:1.跳转指令跳转指令本身占用2个字节，它将程序执行流程跳转到引导程序处，比如当前DBR中的“EB58”，就是代表汇编语言的“JMP58”。需要注意该指令本身占用2个字节，计算跳转目

6、标地址时以该指令的下一字节为基准，所以实际执行的下一条指令应该位于5A。紧接着跳转指令的是一条空指令NOP(90H)。2．OEM代号这部分占8个字节，其内容由创建该文件系统的OEM厂商具体安排。3．BPB(BIOSParameterBlock)参数表FAT32的BPB从DBR的第12（0BH偏移处）个字节开始，占用79个字节，记录了有关该文件系统的重要信息，其各个参数的含义见表4.1。.4．引导程序FAT32的DBR引导程序占用420个字节（5AH~1FDH），在Windows98之前的系统之下，这段代码负责完成DOS三个系统文件的装入，在Windows2000之

7、后的系统中，其负责完成将系统文件NTLDR装入，对于一个没有安装操作系统的分区来讲，这段程序没有用处。5．结束标志扇区的最后两个字节与我们所熟悉的MBR、EBR相同，55AA——引导扇区有效标志。以上5个部分共占用512个字节，正好是一个扇区，因此称它为DOS引导扇区。该部分的内容中除了第5部分结束标志是固定不变之外，其余4个部分都是不完全确定的，都因操作系统版本的不同而不同，也因硬盘的逻辑盘参数的变化而变化。1.FAT32分区的BPB字段4.2.3BPB参数表详解一个FAT32分区“J”双击打开时出现如图4-3所示的提示信息。一般情况下，用户会选择“是”，格式化

8、分区，带来