一、前序
每篇文章前都要说些什么吧，不然觉得有点尴尬，你问为什么要写这篇文章？我说是为了“虚拟文件系统”管理讲解做铺垫，我一直的想法就是“一定要知道原理，才能走的更远更好”，因为你知道这其中的原理了，之后如果遇到问题了，就不好慌乱，一切让你心慌意乱的事儿都是一些你不能把握的事情，因为你不知道将会发生什么，掌握来原理，你就能掌握规律，你就能预判会发生什么，你也不会心慌了。本篇文章主要讲解FAT16文件系统。
二、硬盘的结构。
（1）硬盘的内部结构。
在这里并不需要知道硬盘长的什么样子，因为我们最终只是为了读取硬盘的数据，“硬盘”到目前为止，其实可以加上双引号，因为它已经不只是指代机械硬盘，只要在编程控制的时候抽象的结构类型与机械硬盘一样，固态硬盘、nor flash、nand flash，甚至eeprom都可以称作硬盘，下图是一个机械硬盘内部构成（图片来源网络，并非原创）。
从图中，可以看出，硬盘的有扇区、磁道、盘面、柱面构成，主轴我们就忽略它吧，它并不是存储介质可以操作的器件，他们的关系是：
（i）扇区构成了磁道。
（ii）水平方向的磁道构成了盘面。
（iii）垂直方向的磁道构成来柱面（个人觉得柱环比较好理解）。
（iv）柱面构成的柱体就是一个磁盘。
（2）一个硬盘的大小。
一个磁盘的大小：
盘面数 X 每个盘面的磁道数 X 每个磁道的扇区= 柱面数 X 每个柱面的扇区数 = 扇区总数
（3）硬盘读写时的“常识”。
（i）读写是以扇区为单位，扇区是操作的最小单位。
（ii）很多分区工具，在分区（生成分区表）的时候，会以柱面为单位进行分区。
（4）一些悬疑。
（i）PC怎么知道一块一盘的大小？
（ii）PC又怎么知道每个分区的大小和位置？
（iii）PC又怎么知道每个分区数据的存放位置？
（iv）格式化的时候，PC对硬盘做了什么？
（v）怎么进行写文件？
（vi）删除文件的时候，PC对硬盘做来什么？
解决了这些疑问，基本上就明确来FAT16文件系统的原理。
三、MBR是什么？
MBR是主引导记录的意思，就是一个名字代号，实际上，它就是硬盘的第一个扇区，这个扇区代表的意义是：
| 地址偏移 | 代表的意义 |
|---|---|
| 00H – 1BDH | 引导程序 |
| 1BE – 1FDH | 主分区表，就是基本分区表 |
| 1FE – 1FF | 签名，就是代表这个扇区是正常的，没有损坏 |
用winhex软件打开一个硬盘（winhex的用法自行百度），可以看到第1个扇区的内容：
（1）分区表是什么？
分区表记录的是一个分区的起始位置，起始位置的单位都是扇区。在FAT分区表中，又分为主分区和逻辑分区，主分区表存放在MBR所在的扇区，逻辑分区表的第一个分区信息存放在MBR中，第二、三等则存放在，逻辑分区的第一个扇区中，也就是DBR中。
| 值 | 含义 |
|---|---|
| 01H | FAT12 |
| 04H | 小于32M的FAT16 |
| 06H | 大于32M的FAT16 |
| 0BH或者0CH | FAT32 |
| 07H | NTFS |
（2）数据区在哪里？
数据区就是一个分区中，最后一部分的DATA区，一个分区中所有的文件数据都存放在这里。
（3）FAT表是什么？
（4）目录项表FDT是什么？
五、一些疑问的回答。
（1）格式化对硬盘到底做了什么？
（2）写一个文件到磁盘发生来什么？
答：填充FDT表，根据文件的大小在FAT表中填写簇号。
（3）删除文件的时候发生来什么？
（4）我们再写一个大文件到磁盘，验证一下之前的big.mp4的数据区被覆盖，下面是写入了一个over.mp4的大文件的FDT表，从7号簇开始占位置，
FAT表的变化：
原来big.mp4占的簇，被over.mp4占用了，此时，完全不可能进行文件恢复了！！！
（5）PC怎么知道一块新硬盘的大小？
答：当一块新硬盘插到PC机上后，PC机会跟进硬件接口，进行一系列命令操作，其中，就有命令发出后，磁盘会主动上报磁盘大小。
六、核心思想总结。
（3）目录项只有8个字节描述一个文件名，那么更长的文件名怎么描述和记录呢？文件夹是怎么被描述记录的？子文件夹又是怎么被描述和记录的？逻辑分区是怎么回事呢？
想知道答案，请看下节分解！！！
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