★【FAT32の制限〜２ＧＢが上限？・・・】　の話

今回の 動作テストで 【劇場版 あれ】が生成した“録画データ一時ファイル”のサイズが ４ＧＢを超えていた・・・件について。

『４ＧＢを超えるファイルなんて、そんな馬鹿なことがあるか！。お前のWindows98は ＦＡＴ64 か？。　だから　お前は インチキなんだ。』
〜〜 と抗議のメールが届いた。

　　※この人は　多分、アプリケーション用のメモリ空間＝最大２ＧＢ・・という事と混同しているかも・・と思われる。
　　　もし、中傷目的であれば、掲示板で同じ内容の投稿をしたであろうが、
　　　掲示板を読む人々に そのように混同させようと狙ったのであろう。


最終的には、ご自分で試してみれば、インチキかどうか判明する。
	ただし、Windows自体が不安定であれば、４ＧＢの一時ファイルが生成される前に　Windows もしくは【劇場版 あれ】がフリーズする
	事も考えられる・・・。（仕方が無い。笑。）
　　初級〜中級者のために　一応　説明しておく。


◆このテストの後で　“田中式を中傷するMarcomサイト”を 訪問して（何度か）録画したのだが、
　【24フレーム/秒　カラー　800×600】で録画したが、やはり　“一時ファイル”のサイズが ４ＧＢを超えていた。
　ただし、“仕上がりファイル”に変換する時の 圧縮率 を控えめにすると、駄目であった。
　つまり、録画データを　劇場版 あれ で“仕上がりファイル”に変換した結果 〜 のサイズが ２ＧＢを超えると駄目であった。
　この時　【劇場版 あれ】は フリーズしないが、【エラーメッセージ】を表示する。

　　※Marcomサイトを 訪問した時の録画ビデオは、たった３分程度の録画でありながら　仕上がりサイズが４００ＭＢもあるので、
　　　ＨＰで公開するのは　サイズ的に無理。
　　　静止画像を数枚　サイトアップしてあるが、サーバーの負荷を考慮して　ＧＩＦに圧縮してある。
　　　【 〜 Last_Information/to_biginners.htm】を開くと閲覧できる。
　　　“ビデオデータ仕上げ変換”の時　圧縮していないので、その後で静止画像を切り出す時に ＧＩＦに圧縮しても かなり鮮明である。


◆【Windows98のリソースキット】に、↓　次のように記述されています （534ページ）。

２ＧＢを超えるサイズのファイルを作成するには、【Extended Size】という 新しいフラッグを使ってファイルを開かなければならない。

これ ↑　に類する記述は　【リソースキット】の数ヶ所に存在し、ディスクを 直接 読み書きする関数も　Windows98用に用意されている。
『２ＧＢを超えるサイズのファイルは作成できない』〜とは書かれていない。


◆１２ビットFAT の時代も、その【ディレクトリエントリ】の中で　ファイルサイズ記録の項目に 32ビットが用意されており、
当たり前のように１６ビット以上の認識サイズが 書き込めている。
そりゃそうです。
１２ビット＝２の12乗＝4096 （4096個のクラスタを認識・管理できる。）
	もし、これが 【ファイルサイズの制限】であれば　どうであろうか？。
	当時は １クラスタのサイズ＝１ＫＢである。
	4096ＫＢ（４ＭＢ）がファイルサイズ上限であるとすれば、Dosの時代とは言え、実に不便な事になる。


◆【劇場版 あれ】 の内部動作が、クラスタ接続情報だけを使って【一時ファイル】として処理しているのかも知れない。
一時ファイルとして処理するだけなら、クラスタ接続情報だけで処理できる〜と思う。
　　（一時ファイルをエクスプローラーでコピーすると駄目かも。）

この辺のところは　私が勉強不足の点もあるし、忘れてしまった知識もあって　うまく説明できない。


　　※以下に説明する内容について、詳しく勉強したい方は、Ｄosのバージョン２ 〜 ３ の本を買って下さい。
　　　それより後の解説書には ほとんど解説されていません。
　　　ちなみに、Windows95初期版のＤosは　Ｄosバージョン7.0 です。Windows3.1ののＤosは　Ｄosバージョン5.0です。

◆【クラスタ接続情報】＝“クラスタとペアとなる FATエントリ”に書かれた 【次のクラスタの“クラスタ番号”】。

　※ FAT＝File Allocation table。
　　　（初級者のために、ここでは 便宜上　【FATテーブル】とも呼ぶことにする。）

　※１ビット＝２進数１ケタ。１ケタの数値で２とおりの数値を認識する（０ か １）。
　※４ビット＝16進数１ケタ。１ケタの数値で16とおりの数値を認識する（０〜Ｆ。 0〜9、A、B、C、D、E、F）。
　※８ビット＝16進数２ケタ。（４ビット×４ビット。即ち　16×16。）
　　８ビット＝１バイト（１byte）。
　　　　人間がコンピュータを扱う時、この１バイトという単位が基本となる。
　　　　２の10乗＝1024。
　　　　1024バイト＝１Kバイト（１KB）。　1024KB＝１MB。　1024MB＝１GB。
　※32ビット＝16進数８ケタ。
　　デバイスマネージャーで【リソースタブ】を見ると、８ケタで E3DFFFFF などと表示されるのは　これ。


◆ファイルを作成した時、【ディレクトリエントリ】という領域が作成される。
この中に、
　ＨＤＤ内での“ファイルの実体”が存在する最初のクラスタ（開始クラスタ）の【クラスタ番号】が記録される。

そして、そのクラスタ（ファイルの実体）を 読み込む時、ＯＳは 【FATテーブル】の同じ番号の箇所（FATエントリ）も
ついでに読みます。
つまり、４番クラスタを読む時、【FATテーブルの ４番エントリ】も　一緒に読むのです。
その【FATエントリ】に　何が書かれているか？〜〜というと、そのファイル実体の 次のクラスタの【クラスタ番号】が
記録されています。
　（１クラスタのサイズ＝４KB〜32KBだから、“次”が存在する。　どこかに“まとめて”記録されてはいない。）

ＨＤＤやＦＤＤでは、これを　延々と繰り返して　たどる事によって、１つのファイル全体を読み込む〜という仕組みになっています。
だから、【クラスタ接続情報】と呼ぶのです。
これが 【File Allocation table】　の名前の由来です（略して FAT）。　旅館の台帳みたいなものです。

ファイルを作成する時は、“次に読み込む時”に上記の読み込みルールで読めるように　ＯＳが書き込むのです。

　　※FAT は、 ＨＤＤの円盤上で最も信頼性の高い“外周”の部分に存在します。
　　　フロッピーを持つ時に「角の部分を持て」と言われるのは、これが理由です。（静電気の問題。）
　　　フロッピーは四角いですが、中の磁性体は円盤ですから。

フリーズした時など　ディスク-ファイルの論理構成 を修復できる事が多い理由は、
この【FAT】が２本あって、２本が 常に ミラーリングされて記録されるからです。（ミラー ＝ 鏡。）

【ディレクトリエントリ】の中には　ファイルのサイズも記録されています。
また、“ファイル実体の 最後のクラスタ”と同じ番号の【FATエントリ】には　特有の数値が書き込まれます。
　（最後のクラスタの特有の数値 ＝ FFFFFFFF 。 FAT16 では FFFF。　FAT32 ではたしか FFFFFFFF。）
これらを突き比べて　論理構成 を高い確率で修復できる訳です。
ファイル作成時・更新時に　ファイルサイズは最後に記録されます。
　（アプリケーションの種別／動作状況によっては　【一時ファイルのサイズ＝０バイト】と表示されているのを
　　体験したことがあるでしょう。）


FAT32 の場合は　【FATエントリの数】が３２ビットで認識され、その上限の理論値＝２の32乗（16進数８ケタ）。
　（実際には　“クラスタのアドレッシング”は 28ビットで処理されている。）

　※ Windows95初期版などで、FAT16で　２ＧＢのＨＤＤをフォーマットした時、１クラスタのサイズ＝32KB　となる理由は、
　　２ＧＢ＝２×1024×1024KB・・これを 16ビット最大認識数値（65536 ： 16進数４ケタ）で割ると、１クラスタ＝32KB。
　　FAT16で　【１パーティーション】のサイズの上限＝２ＧＢ　となる制限も、これが理由です。
　※ FAT16 の前の規格は　FAT12。
　　　（FAT12の当時は　FAT12という呼称ではなく、単にFATと呼んでいた。
　　　　　SCSI-2規格が登場してから それまでのSCSI規格をSCSI-1と呼ぶようになったのと同じ。）


◆FAT32 の場合は、割る方の数値の上限値が 32ビット（65536×65536 ： 16進数８ケタ）。
　つまり、
　【FATエントリの数】として　その最大認識数値に“３２ビット”を使って ファイルシステムを管理する・・・という事。
　これが 【FAT32】のネーミングの由来でもあり、制限でもあり、根本原理でもある。
　即ち、原理的には　ＨＤＤ内のクラスタの個数として　最大で 65536×65536個 を認識（処理）できる・・・という事。

さて、　クラスタ接続情報だけを使って“一時ファイル”が生成されているとすれば、
“FATエントリ”の 【次のクラスタの クラスタ番号】 を　32ビット（28ビット）で認識できれば良いことになる。

仮に、ＨＤＤの １クラスタのサイズ＝４ＫＢでフォーマット（標準値）されているとすれば、
【28ビットで認識可能なクラスタ番号】＝２の28乗。・・・ 即ち　268435456 である。

　↑ １クラスタのサイズ＝４ＫＢと仮定して　別の表現をすれば、
　　　【４ＧＢのファイルの クラスタ数】を認識（処理）するために必要な　ビット数　＝ ２０ビット。

　　　※４ＧＢ＝４×1024×1024KB・・・これを ４ＫＢずつで割算すると、1024×1024個　← 即ち ２０ビット（1048576個）である。

ＨＰで公開した【動作テスト】を行なった時は　Ｃドライブの １クラスタのサイズ＝16ＫＢ である。

　※【動作テスト】を公開する１年も前から　ＨＰのサブページで、
　　『Ｃドライブのフォーマットは　１クラスタのサイズ＝16ＫＢ〜32ＫＢ』が望ましい・・と　書いていたのを読んだ方も多いハズ。

では、　４ＧＢ＝４×1024×1024KB・・・これを 16ＫＢずつで割算すると　クラスタ数は 何個であろうか？。
４×1024×1024KB ÷ 16ＫＢ　＝　262144 個である。

262144 個 という数値を認識するのに必要な“ビット数”は　１８ビット である。（32ビットの範囲内。）

◆つまり、　ファイルを　【一時ファイル】として　クラスタ接続情報でたどって 順番に処理するだけなら、
　【FAT32】でも処理できる・・・という事になる。
　　　※ファイル全体を読み込んで　１個のファイルとしてメモリ空間でまとめて処理しなければ良い。
　　　　例えば、エクスプローラーで コピーしようとすると　サイズ認識の点でも　制限に引っ掛かるのかも・・。


◆【参考】
　拡張カードで【Rom-BIOS】を保有するカードの場合は、
　ＰＣ起動時に　【Rom-BIOS】専用の領域が メモリ空間に確保される。
　そして、この領域は　必ず　下位から1024KB（１MB）までのメモリ空間（物理メモリ空間）に確保される。
　1024KBのメモリ空間は　２０ビット（16進数５ケタ）で表現できる。
　デバイスマネージャーの【リソースタブ】で、16進数下位５ケタより上（左側３ケタ）が 000 となっているアドレスは
　ＰＣ起動時に確保されたメモリ空間である。そうでないアドレスは　Windowsが【仮想アドレス】として動的に管理するメモリ空間。