微软在Dos/Windows系列操作系统中共使用了6种不同的文件系统（包括即将在windows的下一个版本中使用的Winfs）。
它们分别是：FAt12、FAT16、FAT32、NTFS、NTFS5.0和WINFS。
其中FAT12、FAT16、FAT32均是FAT文件系统。是File Allocation Table的简称。
1. FAT12
这是伴随着Dos诞生的“老”文件系统了。它采用12位文件分配表，并因此而得名。而以后的FAT系统都按照这样的方式在命名。在DOS3.0以前使用。但是在现在，我们都还能找得到这个文件系统：用于软盘驱动器。当然，其他地方的确基本上不使用这个文件系统了。FAT12可以管理的磁盘容量是8M。这在当时，没有硬盘的情况下，这个磁盘管理能力是非常大的。
以3.5英寸的1.44M标准格式化的FAT12文件系统的软盘为例，当软盘被标准格式化后，每磁头80个柱面(磁道)，每个柱面有18个扇区，每个扇区有512字节空间。所以标准软盘的总空间(容量)为：2*80*18*512=1474560B=1440K=1.44M
但是1.44M的软盘格式化可以不是1.44M，可以大于也可以小于；格式化的文件系统也可以不是FAT12。为什么会出现正常的1.44M软盘格式化后可大可小的情况呢？从软盘及软盘驱动器原理出发，软盘的寻址方式（可以认为是读取数据的方式）是：CHS，C = Cylinder（柱面）,H = Header（磁头）,S = Sector（扇区）。标准地格式化后，磁盘将被格式化为 每面80磁道（80个同心圆，柱面），每个磁道有18个扇区，每个扇区是 512字节，那么高密3.5英寸软盘的容量为：2×80×18×512 ＝ 1474560 Byte = 1440 KB = 1.44 MB。然而，软盘可以不格式为80磁道，每个磁道也可以不是18扇区。
FAT12文件系统将按照下表所示的方式划分全部的容量，即文件系统数据结构：
| FAT12 2880扇区 (1474560B) | 逻辑扇区 | 占用扇区 | 内容 | 磁盘CHS参数(磁头/柱面/扇区) |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 1(512B) | 引导程序 | 起：0/0/1 | |
| 1 | 9(4608B) | FAT文件分配表1 | 起：0/0/2 止：0/0/10 | |
| 10 | 9(4608B) | FAT文件分配表2 | 起：0/0/11 止：1/0/1 | |
| 19 | 14(9728B) | 根目录 | ||
| 33 | 14(9728B) | 文件数据区 |
操作系统之所以认识FAT12格式的磁盘，其秘密就在于逻辑0扇区这512B上。如果这512字节的最后两个字节的内容分别是55和AA（0xAA55低字节在前，高字节在后)的话，BIOS在启动时会将这个扇区读取到0:7C00h-0:7DFFh处，然后跳转到0:7C00h处继续执行指令，操作系统即用此来达到引导系统的目的，而这个磁盘就称为可引导磁盘。操作系统标识FAT12文件系统是因为在逻辑0扇区(即引导扇区)处还存储着一个特定的数据结构，此结构有固定的格式，在操作系统将此磁盘格式化时自动生成，具体数据结构如下表所示：
| 标识 | 偏移量 | 类型 | 大小 | 说明 | 默认值 |
|---|---|---|---|---|---|
0 | db | 3 | 跳转指令 | ||
| BS_OEMName | 3 | db | 8 | OEM字符串，必须为8个字符，不足以空格填空 | MSWIN4.1 |
| BPB_BytsPerSec | 11 | dw | 2 | 每扇区字节数 | 200h |
| BPB_SecPerClus | 13 | db | 1 | 每簇占用的扇区数 | 1 |
| BPB_RsvdSecCnt | 14 | dw | 2 | 保留扇区数 | 1 |
| BPB_NumFATs | 16 | db | 1 | FAT表的记录数 | 2 |
| BPB_RootEntCnt | 17 | dw | 2 | 最大根目录文件数 | 0e0h |
| BPB_TotSec16 | 19 | dw | 2 | 逻辑扇区总数 | 0b40h |
| BPB_Media | 21 | db | 1 | 媒体描述符 | 0f0h |
| BPB_FATSz16 | 22 | dw | 2 | 每个FAT占用扇区数 | 9 |
| BPB_SecPerTrk | 24 | dw | 2 | 每个磁道扇区数 | 12h |
| BPB_NumHeads | 26 | dw | 2 | 磁头数 | 2 |
| BPB_HiddSec | 28 | dd | 4 | 隐藏扇区数 | 0 |
| BPB_TotSec32 | 32 | dd | 4 | 如果BPB_TotSec16是0，则在这里记录扇区总数 | 0 |
| BS_DrvNum | 36 | db | 1 | 中断13的驱动器号 | 0 |
| BS_Reserved1 | 37 | db | 1 | 未使用 | 0 |
| BS_BootSig | 38 | db | 1 | 扩展引导标志 | 29h |
| BS_VolID | 39 | dd | 4 | 卷序列号 | 0 |
| BS_VolLab | 43 | db | 11 | 卷标，必须是11个字符，不足以空格填充 | |
| BS_FileSysType | 54 | db | 8 | 文件系统类型，必须是8个字符，不足填充空格 | FAT12 |
62 |
|
| 引导代码，由偏移0字节处的短跳转而来 | ||
510 | dw | 2 | 系统引导标识 | 0aa55h |
首先是跳转指令，偏移0处的跳转指令必须是合法的可执行的基于x86的CPU指令，如：jmp start，这样可以生成3字节长的指令，（加关键字short的短跳转指令的长度是2字节），指向操作系统引导代码部分。Windows和MS-DOS生成的FAT12启动扇区中的跳转指令是短跳转，如：jmp short start，然后加一个nop的空指令来保持3字节的长度。
接着是位于偏移3处的OEM字符串，它必须是一个8字节长的字符串，标识了格式化此磁盘的操作系统的名称和版本号，为了保留与MS-DOS的兼容性，通常Windows 2000系统格式化的磁盘上在此记录中的字符串是“MSDOS5.0”，在Windows 95系统格式化的磁盘上在此记录中的字符串是“MSWIN4.0”，在Windows 95 OSR2和Windows 98系统上格式化的磁盘上在此记录中的字符串是“MSWIN4.1”。
接下来是每扇区的字节数，类型是双字节长，标准分区上的每扇区字节数一般是512B，但也可以是其它的数字，如1024,2048和4096，FAT12的格式下设置为512(200h)。
偏移13处的是每簇所占用的扇区，类型是字节，簇是数据存储的最小单位，此字段的值取决于分区的大小，在FAT12格式下一般为1，即每簇只有1个扇区(512字节)，簇越大，那么分区的容量也就越大，通过增加簇的扇区数，可以支持更大的磁盘分区，标准的簇大小为1、2、4、8、16、32、64和128，FAT12格式下只能管理2^12个簇(4096)，所以在FAT12格式下能管理和分配的最大空间为：4096*1*512=2097152B=2M，所以FAT12一般只适合3.5寸高密度软盘(1.44M)。
保留扇区指的是在第一个FAT文件分配表之前的引导扇区，一般情况下只保留1个扇区(512B)。
接下来是类型为1字节长的FAT表的总数，默认情况下此字段的值为2，也就是有两个FAT表，FAT1和FAT2的内容相同，当FAT1表出错的时候可以使用FAT2来恢复文件分配表。
位于偏移17处的字段是类型为双字节长的能够储存在根目录下的最大文件(包含子目录)数量，默认为224，每个目录或文件名占用32B的空间，因此根目录的大小为：224*32=7168B=7KB，如果使用长文件名的话，根目录文件数还可能无法达到224的数量。
接下来是位于偏移19处的逻辑扇区总数，类型是双字节，如果此磁盘的逻辑扇区总数大于2^16位(65536)的话，就设置此字段为0，然后使用偏移32处的双字来表示逻辑总扇区数。
位于偏移21处的是单字节长的磁盘类型标识符，使用0f0h表示3.5寸高密码软盘，用0f8h来表示硬盘。此字段主要用于FAT12或FAT16的分区格式中，在Windows 2000中未使用。
偏移22处双字节长的是每个FAT文件分配表所占用的扇区数，操作系统用这个字段和FAT表数量以及隐藏扇区数量来计算根目录所在的扇区。还可以根据最大根目录数来计算用户数据区从哪里开始。
根目录扇区位置=FAT表数量*FAT表所占用的扇区数量+隐藏扇区数量
用户数据开始位置=根目录扇区位置+根目录所占用扇区(FAT12格式下为224*32/512)
此处所说的扇区指的是逻辑(线性)扇区，需要通过转换才能得到CHS磁盘参数，然后通过CHS参数来读写磁盘扇区。
接下来是位于偏移24处的每磁道扇区总数，类型是双字节长，软盘的默认值为18，即每个磁道有18个扇区。
然后是双字节长的磁头数，磁头数指的是磁盘面数，每面都有一个磁头，软盘都是2面的，所以在FAT12格式下此字段固定为2。
接下来是的位于偏移28处类型为双字(4B)长的隐藏扇区数，指的在引导扇区之前的隐藏扇区，在FAT12格式上此字段默认为0，即不隐藏任何扇区，此字段参与计算根目录区和用户数据区位置。
偏移32处的是类型为双字(4B)长的逻辑扇区总数，如果此分区或磁盘的逻辑扇区总数大于65536则用这个字段来表示逻辑扇区总数，否则设置此字段为0后用位于偏移19处的双字节字段来表示。
偏移36处的是物理驱动器号，类型是字节长，它与BIOS物理驱动器相关，在磁盘中断Int13h相关的操作中使用，第一个软盘驱动器设置为0，第一个硬盘驱动器设置为80h，第二个硬盘驱动器设置为81h，以此类推。此字段的值可以在系统引导时用dl寄存器得到。
位于偏移37处的字节没有使用，保留并设置为0。
位于偏移38处的是扩展引导标识，类型是字节，操作系统用它来识别引导信息，值可以是28h或29h。
接下来的是位于偏移39处的卷标号，类型是双字(4B)长，在格式化磁盘时所产生的一个随机序号，有助于区分磁盘，可以为0。
然后是位于偏移43处的卷标，长度必须是11字节长(不足以空格20h填充)，此字段只能使用一次，用来保存磁盘卷的标识符，再次设置的时候被保存到根目录中作为一个特殊的文件来储存。
最后是位于偏移54处的是长度为8字节的文件系统类型标识符，不足8字节则以空格20h来填充。FAT12格式下此字段为“FAT12 ”，相应的还有“FAT16 ”和“FAT32 ”。但要注意的是，操作系统并不使用这个字段来识别此磁盘所用的文件系统。
我们先来看看文件分配表的数据格式，文件分配表所在的扇区应该是(隐藏扇区+保留扇区)=0+1=第1扇区处，从第1扇区开起到第9扇区结束，第一个文件分配表共占用9个扇区，第二个文件分配表从第10个扇区开始到第18扇区结束，在引导扇区的数据结构中明明确的指出了这些位置。
文件分配表数据结构如下图所示：
在FAT表开始扇区的第1字节是存储介质，0f0h代表软盘，0f8代表硬盘；第2、3这两个字节都是0ffh，代表了FAT文件分配表标识符，从第四个字节开始与用户数据区所有的簇一一对应，应该注意的是，用户数据区的第一个簇的序号是002，而不是000，因为储存介质和标识符占用了这两个序号。
在FAT12格式中用12比特位来代表一个簇的序号，我们知道，每个字节有8位比特，所以每个簇要占用1.5个字节，也就是说，占用了第1字节和第2字节的一半才能表示一个簇的序号，半字节的拆分办法按照下图的方式进行：
例如：在FAT表中开始位置储存的字节内容依次是F0 FF FF FF 4F 00 05 F0 FF，前面三个字节是储存介质和标识符，我们不管它，前面三个字节占用了0和1这两个簇序号，那么就应该从2簇开始了。经过转换得到的簇序号是：0fffh 004h 005h 0fffh，簇号是12位比特，第4字节(1111 1111)的作为第2簇号的低8位(0-7)，第5字节(4F)的低4位(1111)作为第2簇号的高4位(8-11)，这样就得到了第2簇号的内容为0fffh；然后第5字节的高4位(0100)作为第3簇号的低4位(0-3)，第6字节(0000 0000)作为第3簇号的高8位(4-11)，这样便得到了第3簇号的内容为004h；第7字节(0000 0101)作为第4簇号的低8位(0-7)，第8字节的低4位(0000)作为第4簇号的高4位(8-11)，这样可以得到第4簇号的内容为005h；第8字节的高4位(1111)作为第5簇号的低4位(0-3)，第9字节(1111 1111)作为第5簇号的高8位(4-11)，这样得到第5簇号的内容为0fffh。
Fat12文件系统的限制：
1)文件名：只能是8.3格式的文件名。
2)磁盘容量：最多8M。（4096clusters×4sectors/clusters×512bytes、sectors）
3)文件碎片严重。（只在磁盘上不存储在不连续的簇内。）