文件系统

先天限制

FAT16由于受到先天的限制，因此每超过一定容量的分区之后，它所使用的簇（Cluster）大小就必须扩增，以适应更大的磁盘空间。所谓簇就是磁盘空间的配置单位，就象图书馆内一格一格的书架一样。每个要存到磁盘的文件都必须配置足够数量的簇，才能存放到磁盘中。FAT16各分区与簇大小的关系如下表：

分区大小 FAT16簇大小

16MB-127MB 2KB

128MB-255MB 4KB

256MB-511MB 8KB

512MB-1023MB16KB

1024MB-2047MB 32KB

如果你在一个1000MB的分区中存放50KB的文件，由于该分区簇的大小为16KB，因此它要用到4个簇才行。而如果是一个1KB的文件，它也必须使用一个簇来存放。那么每个簇中剩下的空间可否拿来使用呢？答案是不行的，所以在使用磁盘时，无形中都会或多或少损失一些磁盘空间。

最大缺点

由上可知，FAT16文件系统有两个最大的缺点：

（1）磁盘分区最大只能到2GB。当前只要你添购计算机的话，想必其中的硬盘大小必定至少有2GB，而现在300GB,700GB以上的硬盘比比皆是，且物美价廉。FAT16文件系统已不能适应当前这种大容量的硬盘，必须被迫分区成几个磁盘空间。而分区磁盘的大小又牵扯出簇的问题来，可谓影响颇大。

（2）使用簇的大小不恰当。试想，如果一个只有1KB大小的文件放置在一个1000MB的磁盘分区中，它所占的空间并不是1KB，而是16KB，足足浪费了15KB！当前流行的HTML文件，其大小几乎多为1KB、2KB，而制作一个网站往往用到数十个HTML文件。如果你的硬盘中有100个这种小文件的话，你浪费的磁盘空间可从700KB（511MB的分区），到3.1MB（2047MB的分区）。

以上这两个问题常常使得用户在“分多大的分区，才能节省空间，同时又可使硬盘的使用更加方便有效”的抉择中徘徊不定。

在Dos2.0的使用过程中，对更大的磁盘的管理能力的需求已经出现了，所以在Dos3.0中，微软推出了新的文件系统Fat16。除了采用了16位字长的分区表之外，Fat16和Fat12在其他地方都非常的相似。实际上，随着字长增加4位，可以使用的簇的总数增加到了65536。在总的簇数在4096之下的时候，应用的还是Fat12的分区表，当实际需要超过4096簇的时候，应用的是Fat16的分区表。刚推出的Fat16文件系统管理磁盘的能力实际上是32M。这在当时是看来是足够大的。1987年，硬盘的发展推动了文件系统的发展，Dos4.0之后的Fat16可以管理128M的磁盘。然后这个数字不断的发展，一直到2G。在整整的10年中，2G的磁盘管理能力都是大大的多于了实际的需要。需要指出的是，在windows95系统中，采用了一种比较独特的技术，叫做VFat来解决长文件名等问题。FAT16分区格式存在严重的缺点：大容量磁盘利用效率低。在微软的DOS和Windows系列中，磁盘文件的分配以簇为单位，一个簇只分配给一个文件使用，不管这个文件占用整个簇容量的多少。这样，即使一个很小的文件也要占用一个簇，剩余的簇空间便全部闲置，造成磁盘空间的浪费。由于分区表容量的限制，FAT16分区创建的越大，磁盘上每个簇的容量也越大，从而造成的浪费也越大。

簇概念

磁盘上最小可寻址存储单元称为扇区，通常每个扇区为512个字节（或字符）。由于多数文件比扇区大得多，因此如果对一个文件分配最小的存储空间，将使存储器能存储更多数据，这个最小存储空间即称为簇。根据存储设备（磁盘、闪卡和硬盘）的容量，簇的大小可以不同以使存储空间得到最有效的应用。在早期的360KB磁盘上，簇大小为2个扇区（1,024字节）；第一批的10MB硬盘的簇大小增加到8个扇区（4,096字节）；小型闪存设备上的典型簇大小是8KB或16KB。2GB以上的硬盘驱动器有32KB的簇。表2列出在给定簇大小和FAT类型的最大分区。

为什么采用簇呢？通常，存储设备上的空间分配是随机的。在一个新存储设备上，文件连续存储，并知道开始和结束扇区和长度，在读取时可以根据这些信息重新得到所存储的文件。但是，过一段时间后，有些文件将会被擦掉，同时可能有些文件增大，这时不能保证同一个文件存储在连续的一系列扇区里。因此，需要一种方法来辨别哪个扇区被分配到某些文件，以及还有哪些扇区可用。这时可以采用一种表结构来实现这种功能，使每个扇区对应一个表记录。然而，由于大多数文件存储在多个扇区，一个记录对应一个扇区的作法将造成一些浪费。因此，采用每个记录代表一个固定数量扇区将更有意义，这个固定扇区被称为簇。