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FAT16 y FAT32

Marzo 2015

El sistema de archivos FAT16

El primer sistema de archivos en ser utilizado en un sistema operativo de Microsoft fue el sistema FAT, que utiliza una tabla de asignación de archivos. La tabla de asignación de archivos es en realidad un índice que crea una lista de contenidos del disco para grabar la ubicación de los archivos que éste posee. Ya que los bloques que conforman un archivo no siempre se almacenan en el disco en forma contigua (un fenómeno llamado fragmentación), la tabla de asignación permite que se mantenga la estructura del sistema de archivos mediante la creación de vínculos a los bloques que conforman el archivo. El sistema FAT es un sistema de 16 bits que permite la identificación de archivos por un nombre de hasta 8 caracteres y tres extensiones de caracteres. Es por esto que el sistema se denomina FAT16.

Para mejorar esto, la versión original de Windows 95 (que usa el sistema FAT16) se lanzó al mercado con una administración FAT mejorada en la forma del sistema VFAT (Virtual FAT [FAT Virtual]). VFAT es un sistema de 32 bits que permite nombres de archivos de hasta 255 caracteres de longitud. Sin embargo, los programadores tenían que asegurar una compatibilidad directa para que los entornos (DOS) de 16 bits aún pudieran acceder a estos archivos. Por ende, la solución fue asignar un nombre para cada sistema. Por esta razón se pueden usar nombres extensos de archivos en Windows 95 y, aún así, acceder a ellos en DOS.

El sistema de archivos FAT es un sistema de 16 bits. Esto implica que las direcciones de clúster no pueden ser mayores a 16 bits. El número máximo de clústers al que se puede hacer referencia con el sistema FAT es, por consiguiente, 216 (65536) clústers. Ahora bien, ya que un clúster se compone de un número fijo (4,8,16,32,...) de sectores de 512 bytes contiguos, el tamaño máximo de la partición FAT se puede determinar multiplicando el número de clústers por el tamaño de un clúster. Con clústers de 32Kb, el tamaño máximo de una partición es, por lo tanto, de 2GB.

Además, un archivo sólo puede ocupar un número integral de clústers. Esto significa que si un archivo ocupa varios clústers, el último solamente estará ocupado en forma parcial y no se podrá utilizar el espacio disponible. Como resultado, cuanto menor sea el tamaño del clúster, menor será el espacio desperdiciado. Se estima que un archivo desecha un promedio de medio clúster, lo cual significa que en una partición de 2 GB, se perderán 16KB por archivo.

Tabla de asignación de archivos

La Tabla de Asignación de Archivos es una lista de valores digitales que describe la asignación de los clústers de una partición o, dicho de otra forma, el estado de cada clúster de la partición en la que se encuentra. De hecho, cada célula de la tabla de asignación corresponde a un clúster. Cada célula contiene un número que indica si un archivo está utilizando el clúster. De ser así, indica la ubicación del siguiente clúster en el archivo. De esta forma, se obtiene una cadena FAT, la cual es una lista vinculada de referencias que apunta a los clústers sucesivos hasta el final del archivo. Cada entrada FAT tiene una extensión de 16 ó 32 bits (todo depende de si es una entrada FAT16 o FAT32). Las primeras dos entradas almacenan información acerca de la tabla misma, mientras que las entradas siguientes hacen referencia a los clústers. Algunas entradas pueden contener valores que indiquen el estado del clúster específico. Por ejemplo, el valor 0000 indica que no se está usando el clúster, FFF7 identifica al clúster como defectuoso por lo que no se utilizará, y los valores entre FFF8 y FFFF especifican que el clúster contiene el final de un archivo. En realidad, cada partición contiene dos copias de la tabla almacenada de manera contigua en el disco, para que pueda recuperarse si la primera copia se corrompe.

Sistema de archivos FAT32

Aunque el VFAT era un sistema inteligente, no afrontaba las limitaciones de FAT16. Como resultado, surgió un nuevo sistema de archivos en Windows 95 OSR2 (el cual no sólo contaba con una mejor administración FAT como fue el caso de VFAT). Este sistema de archivos, denominado FAT32 utiliza valores de 32 bits para las entradas FAT. De hecho, sólo se utilizan 28 bits, ya que 4 bits se reservan para su uso en el futuro.

Cuando surgió el sistema de archivos FAT32, el máximo número de clústers por partición aumentó de 65535 a 268.435.455 (228-1). Por lo tanto, FAT32 permite particiones mucho más grandes (hasta 8 terabytes). Aunque en teoría, el tamaño máximo de una partición FAT32 es de 8 TB, Microsoft lo redujo, voluntariamente, a 32 GB en los sistemas 9x de Windows para promover NTFS (ref.: http://support.microsoft.com/default.aspx?scid=kb;en;184006). Ya que una partición FAT32 puede contener muchos clústers más que una partición FAT16, es posible reducir significativamente el tamaño de los clústers y, así, limitar también el espacio desperdiciado del disco. Por ejemplo, con una partición de 2 GB, es posible usar clústers de 4KB con sistemas FAT32 (en lugar de clústers de 32KB con sistemas FAT16), que reducen el espacio desperdiciado por un factor de 8.

El intercambio radica en que FAT32 no es compatible con las versiones de Windows previas al OEM Service Release 2. Un sistema que arranque con una versión anterior simplemente no verá este tipo de particiones.
Asimismo, las utilidades de administración de un disco de 16 bits, como ser versiones antiguas de Norton Utilities, ya no funcionarán correctamente. En términos de realización, el uso de un sistema FAT32 en lugar de un sistema FAT16 tendrá como resultado una leve mejora, de aproximadamente 5%, en el rendimiento.

¿Sistemas de archivos FAT16 o FAT32?

Debido a que el número de clústers es limitado, el tamaño máximo de una partición depende del tamaño de cada clúster. Veamos el tamaño máximo de la partición según el tamaño del clúster y el sistema de archivos utilizado:

Tamaño del clúster Sistema de archivos FAT16 Sistema de archivos FAT32
(en teoría)
512 bytes 32 MB 64 MB
1 KB 64 MB 128 MB
2 KB 128 MB 256 MB
4 KB 256 MB 8 GB
(1 TB)
8 KB 512 MB 16 GB
(2 TB)
16 KB 1 GB 32 GB
(4 TB)
32 KB 2 GB 2 GB
(8 TB)

Al formatear un disco rígido, deberá decidir el tipo de sistema de archivos que utilizará y seleccionar el que le brinde el espacio disponible más cercano al tamaño que desea.

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