硬盘维护与数据恢复：簇链与磁盘文件读写

DOS有了文件分配表FAT，能有效地管理磁盘空间。当需要存贮一个新文件时，DOS逐一扫描FAT，跳过已分配的簇直到找到第一个可用簇，将该簇分给文件，其簇号作为该文件起始簇号放在该文件目录项起簇号位置处。在FAT中该簇号的表项对应放什么内容呢？若只需这一簇，就放结束标志（F）FF8～（F）FFF中的一个值，若还需一个簇，继续扫描FAT再找到一个可用簇，将该簇分给文件，其簇号就作为上一簇（起始簇号）对应表项的内容。新近找到的这簇对应FAT表项又放什么内容呢？不是下一簇簇号，就是末簇标志。如上所述重复进行，直到满足文件所需簇号对应的空间为止，最后一个可用簇，其簇号对应表项内容是结束标志值[即（F）FF8～（F）FFF之一]。图2.3以文件所需4簇为例，给出用FAT管理文件写时的示意图。

图2.3　用FAT管理文件写时的示意图

（a）FAT表；（b）以簇号为单位的文件所占磁盘空间；（c）文件所占逻辑空间

在读取一个文件时，先从该文件对应的目录项中找到该文件的起始簇号，再在FAT表内查看该簇号内容，若是一个可用簇号，则为该文件的下一个可用簇，其簇号对应表项内容；若又是一个可用簇号，该簇号为文件的下一簇……其簇号直到可用簇号对应表项内容为结束标志（F）FF8～（F）FFF为止。顺着这些簇号，就可以将文件内容读出来。图2.4所示FAT与磁盘文件的关系，可以较好地解释这个读出过程。因此，文件目录项中存放的起始簇号为FAT入口，由入口开始，第一个FAT 对应登记项中包含文件下一簇的簇号，直到遇到标志文件结束的标志为止。这样由一个盘簇指出文件所用的下一个盘簇的概念称为盘簇链。

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图2.4　FAT 与磁盘文件的关系

（a）FAT表；（b）数据区

通过上面的分析，我们看到FAT是一个以顺序簇号为下标的特殊的一维数组。正如任何一维数组那样，用一个数字指针就能找到元素（其内容也是簇信息）。这个被用作指针指向FAT的号码就是簇号。从外特性看，也可以把FAT看作一个映像图或者一个转换表，它以簇号作为输入，并送回一个不同的簇号作为输出。一个文件的任一簇号均能作为输入，送回的数字是该文件的下一个簇号。

DOS采用这种文件结构的特点有二：第一是文件目录只需记录文件的首簇号，即使很大的文件也只需一个目录项；第二是文件容易扩充，并可使用磁盘上的任意空间而不考虑其物理位置的连续性，从而使文件长度仅受盘空间的限制。