FAT32定義
FAT32是Windows系統(tǒng)硬盤分區(qū)格式的一種。這種格式采用32位的文件分配表，使其對磁盤的管理能力大大增強，突破了FAT16對每一個分區(qū)的容量只有2 GB的限制。由于現(xiàn)在的硬盤生產(chǎn)成本下降，其容量越來越大，運用FAT32的分區(qū)格式后，我們可以將一個大硬盤定義成一個分區(qū)而不必分為幾個分區(qū)使用，大大方便了對磁盤的管理。目前已被性能更優(yōu)異的NTFS分區(qū)格式所取代。
FAT32概述
性能特點
FAT32具有一個最大的優(yōu)點：在一個不超過8GB 的分區(qū)中，F(xiàn)AT32分區(qū)格式的每個簇容量都固定為4KB，與FAT16相比，可以大大地減少磁盤的浪費，提高磁盤利用率。目前，支持這一磁盤分區(qū)格式的操作系統(tǒng)有Win95、Win98、Win2000、Win2003和Win7。但是，這種分區(qū)格式也有它的缺點，首先是采用FAT32格式分區(qū)的磁盤，由于文件分配表的擴大，運行速度比采用FAT16格式分區(qū)的磁盤要慢。
約束
windows 2000和windows XP能夠讀寫任何大小的FAT32文件系統(tǒng)，但是這些平臺上的格式化程序只能創(chuàng)建最大32GB的FAT32文件系統(tǒng)。
在dos系統(tǒng)下可直接訪問fat32分區(qū)，而ntfs分區(qū)則不能在dos下直接訪問。
缺點
但FAT有一個嚴重的缺點：當文件刪除后寫入新資料，F(xiàn)AT不會將檔案整理成完整片段再寫入，長期使用后會使檔案資料變得逐漸分散，而減慢了讀寫速度。硬盤碎片整理是一種解決方法，但必須經(jīng)常整理來保持FAT文件系統(tǒng)的效率。
主磁盤結(jié)構(gòu)
主啟動區(qū) 文件 分配表 #1 文件 分配表 #2 根目錄 其他所有資料...剩下磁盤空間
一個FAT文件系統(tǒng)包括四個不同的部分。
1、保留扇區(qū)
位于最開始的位置。第一個保留扇區(qū)是引導區(qū)（分區(qū)啟動記錄）。它包括一個稱為基本輸入輸出參數(shù)塊的區(qū)域（包括一些基本的文件系統(tǒng)信息尤其是它的類型和其它指向其它扇區(qū)的指針），通常包括操作系統(tǒng)的啟動調(diào)用代碼。保留扇區(qū)的總數(shù)記錄在引導扇區(qū)中的一個參數(shù)中。引導扇區(qū)中的重要信息可以被DOS和OS/2中稱為驅(qū)動器參數(shù)塊的操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)訪問。
2、FAT區(qū)域
它包含有兩份文件分配表，這是出于系統(tǒng)冗馀考慮，盡管它很少使用，即使是磁盤修復工具也很少使用它。它是分區(qū)信息的映射表，指示簇是如何存儲的。
3、根目錄區(qū)域
它是在根目錄中存儲文件和目錄信息的目錄表。在FAT32下它可以存在分區(qū)中的任何位置，但是在早期的版本中它永遠緊隨FAT區(qū)域之后。
4、數(shù)據(jù)區(qū)域
這是實際的文件和目錄數(shù)據(jù)存儲的區(qū)域，它占據(jù)了分區(qū)的絕大部分。通過簡單地在FAT中添加文件鏈接的個數(shù)可以任意增加文件大小和子目錄個數(shù)（只要有空簇存在）。然而需要注意的是每個簇只能被一個文件占有，這樣的話如果在32KB大小的簇中有一個1KB大小的文件，那么31KB的空間就浪費掉了。
啟動扇區(qū)
格式如下
偏移（字節(jié)） 長度（字節(jié)） 說明
0x00 3 跳轉(zhuǎn)指令（跳過開頭一段區(qū)域）
0x03 8 OEM名稱（空格補齊）。 MS-DOS檢查這個區(qū)域以確定使用啟動記錄中的哪一部分數(shù)據(jù)。常見值是IBM 3.3（在“IBM”和“3.3”之間有兩個空格）和MSDOS5.0.
0x0b 2 每個扇區(qū)的字節(jié)數(shù)?；据斎胼敵鱿到y(tǒng)參數(shù)塊從這里開始。
0x0d 1 每簇扇區(qū)數(shù)
0x0e 2 保留扇區(qū)數(shù)（包括啟動扇區(qū)）
0x10 1 文件分配表數(shù)目
0x11 2 最大根目錄條目個數(shù)
0x13 2 總扇區(qū)數(shù)（如果是0，就使用偏移0x20處的4字節(jié)值）
0x15 1 介質(zhì)描述 0xF8 單面、每面80磁道、每磁道9扇區(qū)
0xF9 雙面、每面80磁道、每磁道9扇區(qū)
0xFA 單面、每面80磁道、每磁道8扇區(qū)
0xFB 雙面、每面80磁道、每磁道8扇區(qū)
0xFC 單面、每面40磁道、每磁道9扇區(qū)
0xFD 雙面、每面40磁道、每磁道9扇區(qū)
0xFE 單面、每面40磁道、每磁道8扇區(qū)
0xFF 雙面、每面40磁道、每磁道8扇區(qū)
同樣的介質(zhì)描述必須在重復復制到每份FAT的第一個字節(jié)。有些操作系統(tǒng)（MSX-DOS 1.0版）全部忽略啟動扇區(qū)參數(shù)，而僅僅使用FAT的第一個字節(jié)的介質(zhì)描述確定文件系統(tǒng)參數(shù)。
0x16 2 每個文件分配表的扇區(qū)（FAT16）
0x18 2 每磁道的扇區(qū)
0x1a 2 磁頭數(shù)
0x1c 4 隱藏扇區(qū)
0x20 4 總扇區(qū)數(shù)（如果超過65535，參見偏移0x13）
0x24 4 每個文件分配表的扇區(qū)（FAT32）。擴展基本輸入輸出系統(tǒng)參數(shù)塊從這里開始。
0x24 1 物理驅(qū)動器個數(shù)（FAT16）
0x25 1 當前磁頭（FAT16）
0x26 1 簽名（FAT16）
0x27 4 ID (FAT16)
0x28 2 Flags (FAT32)
0x2a 2 版本號 (FAT32)
0x2c 4 根目錄啟始簇 (FAT32)
0x2b 11 卷標（非FAT32）
0x30 2 FSInfo 扇區(qū) (FAT32)
0x32 2 啟動扇區(qū)備份 (FAT32)
0x34 12 保留未使用 (FAT32)
0x36 8 FAT文件系統(tǒng)類型（如FAT、FAT12、FAT16）
0x3e 2 操作系統(tǒng)自引導代碼
0x40 1 BIOS設備代號 (FAT32)
0x41 1 未使用 (FAT32)
0x42 1 標記 (FAT32)
0x43 4 卷序號 (FAT32)
0x47 11 卷標（FAT32）
0x52 8 FAT文件系統(tǒng)類型（FAT32）
0x1FE 2 扇區(qū)結(jié)束符（0x55 0xAA）
這里描述的啟動扇區(qū)能在如OS/2 1.3的啟動盤上看到。早期的版本使用一個較短的基本輸入輸出系統(tǒng)參數(shù)塊，它們的啟動代碼在前面開始（如OS/2 1.1中是偏移0x2b）。
FAT32特點
FAT32實際上是文件分區(qū)表采取的一種形式，它是相對于FAT16而言的。眾所周知，Dos和Windows95采用的都是FAT16格式。至于FAT32，準確地說是在Windows95OSR2中第一次出現(xiàn)的，之所以沒有宣傳是因為當時該文件系統(tǒng)還不夠成熟，尚處于試探階段。那么為什么一定要推出FAT32呢？這主要是由其自身的優(yōu)越性決定的。
首先，它可以大大地節(jié)約磁盤空間。文件在磁盤上是以簇的方式存放的，簇里存放了一個文件就不能再存放另外的文件。假如一個磁盤的分區(qū)大小為512MB，基于FAT16的系統(tǒng)的簇的大小為8KB，而FAT32系統(tǒng)的簇的大小僅是4KB，那么，現(xiàn)在我們存放一個3KB的文件，F(xiàn)AT16系統(tǒng)就會有5KB的空間被浪費，而FAT32的浪費則會少一些。如果分區(qū)達到1GB，F(xiàn)AT16的簇為16KB，而FAT32還是4KB，節(jié)省的也就更多了。
在推出FAT32文件系統(tǒng)之前，通常PC機使用的文件系統(tǒng)是FAT16。像基于MS-DOS，Win 95等系統(tǒng)都采用了FAT16文件系統(tǒng)。在Win 9X下，F(xiàn)AT16支持的分區(qū)最大為2GB。我們知道計算機將信息保存在硬盤上稱為“簇”的區(qū)域內(nèi)。使用的簇越小，保存信息的效率就越高。在FAT16的情況下，分區(qū)越大簇就相應的要增大，存儲效率就越低，勢必造成存儲空間的浪費。并且隨著計算機硬件和應用的不斷提高，F(xiàn)AT16文件系統(tǒng)已不能很好地適應系統(tǒng)的要求。在這種情況下，推出了增強的文件系統(tǒng)FAT32。同F(xiàn)AT16相比，F(xiàn)AT32主要具有以下特點：
1. 同F(xiàn)AT16相比FAT32最大的優(yōu)點是可以支持的磁盤大小達到2TB（2048GB），但是不能支持小于512MB的分區(qū)。基于FAT32的Win 2000可以支持分區(qū)最大為32GB；而基于 FAT16的Win 2000支持的分區(qū)最大2GB。
2. 由于采用了更小的簇，F(xiàn)AT32文件系統(tǒng)可以更有效率地保存信息。如兩個分區(qū)大小都為2GB，一個分區(qū)采用了FAT16文件系統(tǒng)，另一個分區(qū)采用了FAT32文件系統(tǒng)。采用FAT16的分區(qū)的簇大小為32KB，而FAT32分區(qū)的簇只有4KB的大小。這樣FAT32就比FAT16的存儲效率要高很多，通常情況下可以提高15%。
3. FAT32文件系統(tǒng)可以重新定位根目錄和使用FAT的備份副本。另外FAT32分區(qū)的啟動記錄被包含在一個含有關(guān)鍵數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)中，減少了計算機系統(tǒng)崩潰的可能性。
FAT32 功能
與以前的 FAT 文件系統(tǒng)實現(xiàn)相比，F(xiàn)AT32 提供了以下增強功能： · FAT32 支持最大為 2 TB 的驅(qū)動器。
注意：Microsoft Windows 2000 僅能支持最大為 32 GB 的 FAT32 分區(qū)。
· FAT32 可以更高效地使用空間。FAT32 使用較小的簇（即，對于大小在 8 GB 以內(nèi)的驅(qū)動器，使用 4 KB 的簇），這與大的 FAT 或 FAT16 驅(qū)動器相比，可將磁盤空間的使用率提高 10% 到 15%。
· FAT32 更穩(wěn)定可靠。FAT32 可以重新定位根文件夾，而且它使用文件分配表的備份副本，而不是使用默認副本。此外，F(xiàn)AT32 驅(qū)動器上的引導記錄也得到擴展，包括了關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的備份副本。因此，與現(xiàn)有的 FAT16 驅(qū)動器相比，F(xiàn)AT32 驅(qū)動器不容易受單點故障的影響。
· FAT32 更靈活。FAT32 驅(qū)動器上的根文件夾是普通的簇鏈，因此它可以位于驅(qū)動器上的任何位置。以前對根文件夾數(shù)量的限制不復存在。此外，可以禁用文件分配表鏡像，這樣就可以讓文件分配表的副本而不是讓第一個文件分配表處于活動狀態(tài)。這些功能允許您動態(tài)重調(diào) FAT32 分區(qū)的大小。不過要注意，雖然 FAT32 的設計允許這一功能，但 Microsoft 將不在初始版本中實現(xiàn)此功能。
FAT32 兼容性注意事項
軟硬件的兼容問題
為了與現(xiàn)有程序、網(wǎng)絡和設備驅(qū)動程序保持最大程度的兼容性，F(xiàn)AT32 盡可能不改動現(xiàn)有的 Windows 體系結(jié)構(gòu)、內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、應用程序編程接口(API) 和磁盤上的格式。然而，因為現(xiàn)在需要 4 字節(jié)來存儲簇值，所以許多內(nèi)部的和磁盤上的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及發(fā)布的 API 都作了修改或擴展。某些情況下，現(xiàn)有的 API 無法在 FAT32 驅(qū)動器上運行。大多數(shù)程序不會受這些更改的影響?，F(xiàn)有工具和驅(qū)動程序在 FAT32 驅(qū)動器上應能夠繼續(xù)正常運行。不過，MS-DOS 塊設備驅(qū)動程序（例如 Aspidisk.sys）和磁盤工具需要經(jīng)過修改才能支持 FAT32 驅(qū)動器。
所有 Microsoft 捆綁磁盤工具（格式化、Fdisk、碎片整理、基于 MS-DOS 和 Windows 的磁盤掃描）已經(jīng)過修改，可以在 FAT32 中正常運行。此外，Microsoft 正在與一些主要設備驅(qū)動程序和磁盤工具廠商協(xié)作，幫助他們修改其產(chǎn)品以支持 FAT32。
注意：不能使用 Microsoft DriveSpace 或 DriveSpace 3 壓縮 FAT32 卷。
FAT32 性能
轉(zhuǎn)換到 FAT32 文件系統(tǒng)是您可以在基于 Windows 98 的計算機上實現(xiàn)的最大的一種性能增強。
雙啟動計算機
目前，在 Microsoft 操作系統(tǒng)中，只有 Windows 95 OSR2、Windows 98、Windows 2000 和 Windows Me 可以訪問 FAT32 卷。MS-DOS、Windows 95 原始版和 Windows NT 4.0不識別 FAT32 分區(qū)，它們無法從 FAT32 卷啟動。此外，如果使用其他操作系統(tǒng)（例如，Windows 95 或 MS-DOS 啟動盤）啟動計算機，也無法正確訪問 FAT32 卷。
Windows 95 OSR2 和 Windows 98 可以在實模式下啟動（例如為了運行游戲）并可以使用 FAT32 卷。
創(chuàng)建 FAT32 驅(qū)動器
在 Windows 95 OSR2、Windows 98 和 Windows Me 中，如果在大小超過 512 兆字節(jié) (MB) 的硬盤上運行 Fdisk 工具，F(xiàn)disk 將提示您是否啟用大磁盤支持。如果回答“是”（啟用大磁盤支持），您創(chuàng)建的任何大于 512 MB 的分區(qū)都將被標記為 FAT32 分區(qū)。
Windows 98 和 Windows Me 中還帶有一種 FAT32 轉(zhuǎn)換工具，您可以使用該工具將現(xiàn)有驅(qū)動器轉(zhuǎn)換為 FAT32 文件系統(tǒng)。要使用該轉(zhuǎn)換工具，請按照下列步驟操作： 1. 單擊開始，依次指向程序、附件、系統(tǒng)工具，然后單擊驅(qū)動器轉(zhuǎn)換器 (FAT32)。
2. 單擊下一步。
3. 單擊希望轉(zhuǎn)換為 FAT32 文件系統(tǒng)的驅(qū)動器，然后單擊下一步。
4. 按照屏幕上的說明操作。
支持范圍
Microsoft 將支持 FAT32 文件系統(tǒng)的功能，以實現(xiàn)無錯讀取和在實模式或保護模式下保存文件。Microsoft 支持 Windows 95 中所帶的實模式和保護模式工具。
對于舊式（較早的）程序，如果它們無法在 FAT32 卷上安裝，或者無法正確保存文件或讀取文件，則您必須與軟件包的生產(chǎn)廠商聯(lián)系。
注意：雖然 FAT32 文件系統(tǒng)所支持的硬盤容量最高可以達到 2 TB，但有些硬盤可能會因為計算機基本輸入/輸出系統(tǒng) (BIOS) INT13 接口的限制而無法包含大于 7.8 GB 的可啟動分區(qū)。請與硬件制造商聯(lián)系，以確定您計算機的 BIOS 是否支持更新后的 INT13 擴展。
http://support.microsoft.com/default.aspx?scid=kb;zh-cn;184006
Windows 操作系統(tǒng)使用 FAT32 文件系統(tǒng)時存在以下限制： · 簇不能是 64 千字節(jié) (KB) 或更大。如果簇為 64 KB 或更大，有些程序（例如安裝程序）在計算磁盤空間時可能會出錯。
· 卷必須包含至少 65,527 個簇，才能使用 FAT32 文件系統(tǒng)。您不能增加使用 FAT32 文件系統(tǒng)的卷上的簇大小，以致于該卷的最終簇數(shù)小于 65,527。
· 在使用 FAT32 文件系統(tǒng)的卷上，簇最多是 268,435,445 個。對于文件分配表 (FAT) 的空間，每簇最大為 32 KB，據(jù)此計算出的最大磁盤大小大約為 8 太字節(jié) (TB)。
· Microsoft Windows 95 和 Microsoft Windows 98 附帶的“磁盤掃描”工具是 16 位程序。這樣的程序有一個內(nèi)存塊，該內(nèi)存塊的最大分配大小等于 16 MB 減去 64 KB。因此，Windows 95 或 Windows 98 的“磁盤掃描”工具無法處理使用 FAT32 文件系統(tǒng)（其 FAT 大小大于 16 MB 和 64 KB 之差）的卷。使用 FAT32 文件系統(tǒng)的卷上的 FAT 項使用 4 字節(jié)，因此 ScanDisk 無法處理使用定義的簇數(shù)大于 4,177,920（包括兩個保留的簇）的 FAT32 文件系統(tǒng)的卷上的 FAT。將 FAT 本身包括在內(nèi)，按每簇最大 32 KB 計算，卷大小為 127.53 吉字節(jié) (GB)。
· 您不能減少使用 FAT32 文件系統(tǒng)的卷上的簇大小，以致于 FAT 的最終大小大于 16 MB 與 64 KB 之差。
· 在 Windows 2000 中您無法使用 FAT32 文件系統(tǒng)格式化大于 32 GB 的卷。Windows 2000 FastFAT 驅(qū)動程序可以安裝和支持使用 FAT32 文件系統(tǒng)且大于 32 GB的卷（受到其他限制），但是您不能使用格式化工具創(chuàng)建一個這樣的卷。這種現(xiàn)象是設計使然。如果需要創(chuàng)建大于 32 GB 的卷，請改用 NTFS 文件系統(tǒng)。
備注：在嘗試格式化大于 32 GB 的 FAT32 分區(qū)時，在進程快結(jié)束時格式化會失敗，并出現(xiàn)以下錯誤：
Logical Disk Manager:Volume size too big.
http://support.microsoft.com/default.aspx?scid=kb;zh-cn;314463
Windows XP 中 FAT32 文件系統(tǒng)的限制
當您在 Windows XP 中使用 FAT32 文件系統(tǒng)時，請注意下列限制： · 簇不能等于或大于 64 KB。如果簇大小為 64 KB 或更大，則有些程序（例如安裝程序）可能會不正確地計算磁盤空間。
· FAT32 卷必須至少包含 65,527 個簇。您不能增加使用 FAT32 文件系統(tǒng)的卷上的簇大小，這樣會導致卷上的簇數(shù)少于 65,527 個。
· 如果考慮到以下可變因素，則最大磁盤大小大約為 8 TB：一個 FAT32 卷上允許的最大簇數(shù)為 268,435,445，每個簇最大為 32 KB，另外還有文件分配表 (FAT) 所需的空間。
· 您不能減少 FAT32 卷上的簇大小，這樣會導致 FAT 的大小大于 16 MB 減去 64 KB。
· 在 Windows XP 安裝過程中，您不能使用 FAT32 文件系統(tǒng)格式化大于 32 GB 的卷。Windows XP 可以裝入和支持大于 32 GB 的 FAT32 卷（受到其他限制），但是您不能在安裝期間使用 Format 工具創(chuàng)建大于 32 GB 的 FAT32 卷。如果您需要格式化大于 32 GB 的卷，請使用 NTFS 文件系統(tǒng)來格式化。另一種方法是從 Microsoft Windows 98 或 Microsoft Windows Millennium Edition (Me) 啟動盤啟動，然后使用該磁盤上包含的 Format 工具。
有關(guān)如何使用 Microsoft Windows 98 或 Microsoft Windows Millennium Edition (Me) 啟動盤格式化硬盤的其他信息，請單擊下面的文章編號，以查看 Microsoft 知識庫中相應的文章：
255867 如何使用 Fdisk 和 Format 工具對硬盤進行分區(qū)或重新分區(qū)
注意：當您在 Windows XP 安裝過程中試圖格式化大于 32GB 的 FAT32 分區(qū)時，在格式化過程快結(jié)束時操作將會失敗，并且您可能會收到以下錯誤信息：
Logical Disk Manager:Volume size too big.
· MS-DOS（Microsoft Windows 95 的原始版本）和 Microsoft Windows NT 4.0 及更低版本都不能識別 FAT32 分區(qū)，因此無法從 FAT32 卷啟動。
· 您不能在 FAT32 分區(qū)上創(chuàng)建大于 (2^32)-1 字節(jié)（即 4 GB 減去 1 個字節(jié)）的文件。
FAT32格式理論上可以支持128TB的磁盤，即簇的大小乘簇的數(shù)量32K*(2^32),但由于受到軟硬件的限制和其他方面的原因，不可能達到理論值。
FAT32數(shù)據(jù)恢復原理
由于FAT與FDT對數(shù)據(jù)的鏈式存儲管理的，可以通過鏈式搜索查找。只有FAT表和FDT配合使用，才能可以統(tǒng)一管理整個磁盤文件,也就可以準確定位被刪除的文件的確切位置。
在 Window操作系統(tǒng)下對文件的刪除工作，是將FDT中該文件的第一個字符改“E5”來表示該文件已經(jīng)刪除，同時改寫引導扇區(qū)的第二個扇區(qū)中表示該分區(qū)點用空間大小的相應信息。因此，在設計的時候，根據(jù)其存儲結(jié)構(gòu)，對相應的地方進行修改，搜索E5刪除標志，再按被刪文件數(shù)據(jù)鏈進行恢復。
具體步驟如下：
(1) 獲取磁盤分區(qū)類型，分區(qū)存儲空間，F(xiàn)AT、FDT、文件等存儲的起始扇區(qū)。
(2) 獲取FAT、FDT表項內(nèi)的簇信息，即簇的刪除、未使用、壞簇、以及文件占用簇的起始扇區(qū)信息等。
(3) 通過FAT、FDT計算不同文件在物理扇區(qū)的起始位置，包括有標識E5的刪除文件起始位置、文件類型、占用大小和存儲的所在簇。
(4) 改變刪除位，通過第3步得到的結(jié)果，并按FAT表對文件進行鏈式查找并緩存，當達到文件所在簇尾時，停止操作。
(5) 對存儲的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，生成文件。
(6) 對文件進行異區(qū)存儲。 而操作系統(tǒng)在讀寫文件時，會根據(jù)FDT中的起始單元，結(jié)合FAT表就可以知道文件在磁盤的具體位置，然后順序讀取每個簇的內(nèi)容,文件的查找如圖4-1所示。具體的方法如下：
(1)在文件目錄項FDT中找到存放在FAT表中的文件File的地址M(2)2*M得到FAT表中File文件數(shù)據(jù)鏈表首地址B。
(3)在FAT表中的B地址中，存放有文件FILE數(shù)據(jù)鏈表頭P。
(4)P*4得到在FAT表項中的下一個偏移位置，即下一個數(shù)據(jù)鏈表。
(5)如果下一個數(shù)據(jù)鏈表內(nèi)的信息為0FFFFFFH，則表示文件存儲已經(jīng)結(jié)束圖4-1查找文件流程需要說明的是，新建文件時，系統(tǒng)在FAT表中查找未用的簇記錄在新文件目錄項中做為首簇；FDT文件目錄項中，第0~7字節(jié)為文件名(若有剩余字節(jié)用20填充)第1字節(jié)表明了該文件的狀態(tài)，第1字節(jié)又表明了文件的狀態(tài)，00HE5H及其它字符。當該字節(jié)為00H時，表示該目錄項是空表項，可以使用。當為E5H時，表示該目錄項以前用過，但是文件被已經(jīng)刪除了。
FAT32轉(zhuǎn)NTFS方法
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