專利名稱：一種固定空間分配的文件存儲系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種固定空間分配的文件存儲系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)大多數(shù)都是基于文件的存儲系統(tǒng)，存儲數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性主要基于文件系統(tǒng)本身。在這種基于文件的存儲系統(tǒng)中，存在一個(gè)文件索引區(qū)，這個(gè)區(qū)儲存著所有數(shù)據(jù)的相關(guān)信息，包括位置，大小，存入時(shí)間，等等。在數(shù)據(jù)存儲過程中，需要不斷地對該文件索引信息進(jìn)行改寫，在這種情況下，當(dāng)突然發(fā)生斷電或者系統(tǒng)死機(jī)時(shí)，文件索引信息未來得及保存，從而可能導(dǎo)致整個(gè)文件存儲系統(tǒng)的崩潰，尤其是在現(xiàn)在一些特殊的存儲設(shè)備中，如SD卡，其數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性又與物理數(shù)據(jù)塊的讀寫次數(shù)有非常大的關(guān)系。 目前可使用裸設(shè)備作為基礎(chǔ)進(jìn)行存儲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以解決存儲數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，裸設(shè)備的方式是將整體儲存區(qū)域當(dāng)作一個(gè)空間，設(shè)計(jì)者可以依據(jù)自有的規(guī)范讀寫數(shù)據(jù)，其下層開發(fā)需要基于操作系統(tǒng)提供的接口，而對于上層的開發(fā)，裸設(shè)備的操作接口往往是不可見的，這在很大程度上增加了開發(fā)的難度。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種固定空間分配的文件存儲系統(tǒng)，以解決存儲數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性問題。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出了這樣一種技術(shù)方案一種固定空間分配的文件存儲系統(tǒng)，包括系統(tǒng)初始化模塊、文件單元和讀/寫模塊；
其中系統(tǒng)初始化模塊，主要用于獲取磁盤信息、對文件分配固定空間。文件單元包括頭文件和數(shù)據(jù)文件，頭文件記錄數(shù)據(jù)文件的信息列表，主要是數(shù)據(jù)文件的使用狀態(tài)；數(shù)據(jù)文件包括索引部分和數(shù)據(jù)部分，索引部分記錄數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)部分的使用信息和地址信息。讀/寫模塊，主要功能是通過查詢頭文件信息列表獲取讀/寫的數(shù)據(jù)文件，查詢該數(shù)據(jù)文件的索引部分中記錄的使用信息和地址信息，從而獲取讀/寫數(shù)據(jù)的地址，根據(jù)該地址讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)。進(jìn)一步地，數(shù)據(jù)部分的使用信息包括數(shù)據(jù)標(biāo)簽。數(shù)據(jù)文件的使用狀態(tài)分為已使用、正在使用和未使用三種
進(jìn)一步地，讀/寫模塊由磁盤管理子模塊、數(shù)據(jù)文件管理子模塊、索引管理子模塊、數(shù)據(jù)管理子模塊組成，其中，磁盤管理子模塊，用于管理頭文件，對數(shù)據(jù)文件的信息列表進(jìn)行管理；數(shù)據(jù)文件管理子模塊，用于管理數(shù)據(jù)文件，對各數(shù)據(jù)文件的索引部分和數(shù)據(jù)部分進(jìn)行管理；索引管理子模塊，用于管理數(shù)據(jù)文件的索引部分；數(shù)據(jù)管理子模塊，用于向數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)部分讀/寫數(shù)據(jù)。本發(fā)明還提供了一種固定空間分配的文件存儲系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，包括
步驟(I):系統(tǒng)初始化獲取磁盤信息，對文件的固定空間進(jìn)行分配，并創(chuàng)建文件單元； 步驟(2):完成數(shù)據(jù)文件中數(shù)據(jù)的讀/寫。進(jìn)一步地，在步驟(I)中，文件單元包括頭文件和數(shù)據(jù)文件，系統(tǒng)初始化模塊創(chuàng)建的文件單元至少包括頭文件，即初始化頭文件的信息列表，記錄各數(shù)據(jù)文件的使用狀態(tài)，文件單元中的數(shù)據(jù)文件可以在數(shù)據(jù)讀寫過程中逐漸創(chuàng)建。其中數(shù)據(jù)文件的使用狀態(tài)分為已使用、正在使用和未使用。更進(jìn)一步描述，在步驟(2)中數(shù)據(jù)的讀寫由讀/寫模塊完成，其中讀/寫模塊包括磁盤管理子模塊、數(shù)據(jù)文件管理子模塊、索引管理子模塊、數(shù)據(jù)管理子模塊；所述磁盤管理子模塊，用于管理頭文件，對數(shù)據(jù)文件的信息列表進(jìn)行管理；所述數(shù)據(jù)文件管理子模塊，用于管理數(shù)據(jù)文件，對各數(shù)據(jù)文件的索引部分和數(shù)據(jù)部分進(jìn)行管理；所述索引管理子模塊，用 于管理數(shù)據(jù)文件的索引部分；所述數(shù)據(jù)管理子模塊，用于向數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)部分讀/寫數(shù)據(jù)。當(dāng)讀/寫模塊完成寫操作時(shí)，磁盤管理子單元接收到數(shù)據(jù)寫入命令后，通過調(diào)用數(shù)據(jù)文件管理子模塊查詢信息列表中各數(shù)據(jù)文件的使用狀態(tài)，根據(jù)使用狀態(tài)選擇目標(biāo)寫入文件；數(shù)據(jù)文件管理子模塊調(diào)用索引管理子模塊，查詢目標(biāo)寫入文件索引部分的地址信息，再發(fā)送寫入命令給數(shù)據(jù)管理子單元，向該地址信息寫入數(shù)據(jù)。同時(shí)，在寫入數(shù)據(jù)后，更新索引部分中新寫入數(shù)據(jù)對應(yīng)的使用信息和地址信息。當(dāng)讀/寫模塊完成讀操作時(shí)，磁盤管理子模塊接收到數(shù)據(jù)讀取命令后，通過調(diào)用數(shù)據(jù)文件管理子系統(tǒng)查詢信息列表中各數(shù)據(jù)文件的使用狀態(tài)，根據(jù)使用狀態(tài)選擇目標(biāo)讀取文件；數(shù)據(jù)文件管理子單元調(diào)用索引管理子單元，查詢目標(biāo)讀取文件的使用信息，通過使用信息對應(yīng)的地址信息，向數(shù)據(jù)管理子單元發(fā)送讀取命令讀取數(shù)據(jù)。本發(fā)明的有益效果是通過預(yù)先固定分配所有的空間，從而減少了對整個(gè)磁盤的索引操作，很大程度上提高了文件存儲系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性與穩(wěn)定性，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明更能適用于嵌入式設(shè)備的存儲應(yīng)用，解決數(shù)據(jù)讀/寫不穩(wěn)定的問題，取得最實(shí)時(shí)以及最高效的讀/寫效果。


圖I為文件存儲系統(tǒng)不意 圖2為數(shù)據(jù)文件單元組成 圖3為讀/寫模塊架構(gòu) 圖4為文件存儲系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面以VFAT文件為基礎(chǔ)的音視頻數(shù)據(jù)的存儲為具體實(shí)施例進(jìn)一步說明
本文件存儲系統(tǒng)由文件單元、系統(tǒng)初始化模塊和讀寫模塊三部分組成。其中，文件單元
包括兩個(gè)部分，頭文件和數(shù)據(jù)文件，如圖I所示。定義頭文件為FILE0，數(shù)據(jù)文件為FILE1、FILE2、......、FILEn。頭文件FILEO中，存儲有所有數(shù)據(jù)文件FILE1、FILE2、......、FILEn
的信息列表，包括各數(shù)據(jù)文件的使用狀態(tài)，其中使用狀態(tài)可以包括三種“未使用”、“已使用”和“正在使用”。各數(shù)據(jù)文件FILE1、FILE2、……、FILEn也包括兩個(gè)組成部分，索引部分Index和數(shù)據(jù)部分Data,如圖2所示,索引部分Index記錄了本數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)部分Data的使用信息和地址信息，其中使用信息可以為數(shù)據(jù)標(biāo)簽，在該實(shí)施例中，數(shù)據(jù)標(biāo)簽可以指音視頻數(shù)據(jù)產(chǎn)生的時(shí)間，地址信息用于記錄數(shù)據(jù)的地址，與數(shù)據(jù)標(biāo)簽相互對應(yīng)。該系統(tǒng)的系統(tǒng)初始化模塊主要獲取 磁盤信息和完成對文件的固定空間分配。例如，獲取SD卡的信息,并定義頭文件的大小為Akbyte,各數(shù)據(jù)文件的大小為Bkbyte,其中A與B可以相同，也可以不同，其大小可以依據(jù)實(shí)際需求而定，如針對錄像需求，可以將A，B都定義為32。既符合使用需求，又提高了性能，還能減少對硬盤的讀寫操作次數(shù)。然后根據(jù)大小來創(chuàng)建頭文件FILEO和數(shù)據(jù)文件FILEl、FILE2、……、FILEn，可選擇地，僅頭文件FILEO在系統(tǒng)初始化模塊中被創(chuàng)建，而各數(shù)據(jù)文件也可以在數(shù)據(jù)的讀寫過程中逐漸被創(chuàng)建。頭文件FILEO的創(chuàng)建主要是指，初始化頭文件中的信息列表，記錄各數(shù)據(jù)文件的使用狀態(tài)。由于所有的空間預(yù)先固定分配，也就減少了對磁盤的索引操作。該系統(tǒng)的讀/寫模塊完成數(shù)據(jù)文件FILE1、FILE2、……、FILEn中數(shù)據(jù)的讀/寫。通過查詢頭文件FILEO的信息列表中數(shù)據(jù)文件的使用狀態(tài)獲取可以讀/寫的數(shù)據(jù)文件，然后再查詢該數(shù)據(jù)文件的索引部分INDEX中記錄的使用信息和地址信息，就可以獲取讀/寫數(shù)據(jù)的地址，并根據(jù)該地址讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)。設(shè)計(jì)時(shí)，寫入的規(guī)律是依次寫入，而且是FILEn寫滿，接著寫入FILEn+1。該讀/寫模塊如圖3所示，可以包括磁盤管理子單元、數(shù)據(jù)文件管理子單元、索引管理子單元、數(shù)據(jù)管理子單元。其中磁盤管理子單元用于管理頭文件FILE0，主要實(shí)現(xiàn)對頭文件中信息列表的管理，可以查找或修改信息列表中各數(shù)據(jù)文件對應(yīng)的空間大小及其使用狀態(tài)。數(shù)據(jù)文件管理子單元用于管理各數(shù)據(jù)文件FILE1、FILE2、……、FILEn，主要實(shí)現(xiàn)對各數(shù)據(jù)文件的索引部分INDEX和數(shù)據(jù)部分DATA的管理，可以接收索引管理子系統(tǒng)傳來的地址信息，向數(shù)據(jù)管理子單元發(fā)送讀/寫命令。索引管理子單元用于管理本數(shù)據(jù)文件的索引部分INDEX，可以查找或修改本數(shù)據(jù)文件中數(shù)據(jù)的讀/寫地址。數(shù)據(jù)管理子單元用于向數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)部分DATA讀寫數(shù)據(jù)。如圖4所示為本發(fā)明一種固定空間分配的文件存儲系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法的流程圖，包括
步驟(I):系統(tǒng)初始化獲取磁盤信息，對文件的固定空間進(jìn)行分配，并創(chuàng)建文件單元； 步驟(2):完成數(shù)據(jù)文件中數(shù)據(jù)的讀/寫。其中步驟(I)中的文件單元包括頭文件和數(shù)據(jù)文件，系統(tǒng)初始化模塊創(chuàng)建的文件單元至少包括頭文件，即初始化頭文件的信息列表，記錄各數(shù)據(jù)文件的使用狀態(tài)，文件單元中的數(shù)據(jù)文件可以在數(shù)據(jù)讀寫過程中逐漸創(chuàng)建。上述的數(shù)據(jù)文件的使用狀態(tài)分為已使用、正在使用和未使用。在步驟(2)中的數(shù)據(jù)的讀/寫由讀/寫模塊完成，讀/寫模塊包括磁盤管理子模塊、數(shù)據(jù)文件管理子模塊、索引管理子模塊、數(shù)據(jù)管理子模塊；所述磁盤管理子模塊，用于管理頭文件，對數(shù)據(jù)文件的信息列表進(jìn)行管理；所述數(shù)據(jù)文件管理子模塊，用于管理數(shù)據(jù)文件，對各數(shù)據(jù)文件的索引部分和數(shù)據(jù)部分進(jìn)行管理；所述索引管理子模塊，用于管理數(shù)據(jù)文件的索引部分；所述數(shù)據(jù)管理子模塊，用于向數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)部分讀/寫數(shù)據(jù)。在寫入數(shù)據(jù)時(shí)，磁盤管理子單元接收到數(shù)據(jù)寫入命令后，通過調(diào)用數(shù)據(jù)文件管理子系統(tǒng)查詢數(shù)據(jù)文件信息列表中各數(shù)據(jù)文件的使用狀態(tài)，根據(jù)該使用狀態(tài)選擇目標(biāo)寫入的數(shù)據(jù)文件。優(yōu)選地，以“正在使用”、“未使用”的優(yōu)先級順序選擇寫入的數(shù)據(jù)文件，例如當(dāng)數(shù)據(jù)文件FILEl對應(yīng)的使用狀態(tài)為“已使用”，數(shù)據(jù)文件FILE2對應(yīng)的使用狀態(tài)為“正在使用”時(shí)，優(yōu)先選擇數(shù)據(jù)文件FILE2為目標(biāo)寫入文件。然后數(shù)據(jù)文件管理子單元調(diào)用索引管理子單元，通過索引管理子單元查詢目標(biāo)寫入文件FILE2索引部分INDEX中的最大的地址信息，再發(fā)送寫入命令給數(shù)據(jù)管理子單元，向該地址信息的下一地址寫入數(shù)據(jù)，同時(shí)還更新索引部分INDEX中新寫入數(shù)據(jù)對應(yīng)的數(shù)據(jù)標(biāo)簽和地址信息。據(jù)此，完成了數(shù)據(jù)的寫入。在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，磁盤管理子單元接收到數(shù)據(jù)讀取命令后，通過調(diào)用數(shù)據(jù)文件管理 子系統(tǒng)查詢數(shù)據(jù)文件信息列表中各數(shù)據(jù)文件的使用狀態(tài)，根據(jù)該使用狀態(tài)選擇目標(biāo)讀取的數(shù)據(jù)文件。優(yōu)選地，以“已使用”、“正在使用”的優(yōu)先級順序選擇讀取的數(shù)據(jù)文件，例如當(dāng)數(shù)據(jù)文件FILEl對應(yīng)的使用狀態(tài)為“已使用”，數(shù)據(jù)文件FILE2對應(yīng)的使用狀態(tài)為“正在使用”時(shí)，優(yōu)先選擇數(shù)據(jù)文件FILEl為目標(biāo)讀取文件。然后數(shù)據(jù)文件管理子單元調(diào)用索引管理子單元，通過索引管理子單元查詢目標(biāo)讀取文件FILEl的索引部分INDEX中的數(shù)據(jù)標(biāo)簽，如果查找到了對應(yīng)的數(shù)據(jù)標(biāo)簽，則通過該數(shù)據(jù)標(biāo)簽對應(yīng)的地址信息，向數(shù)據(jù)管理子單元發(fā)送讀取命令，讀取該地址信息的數(shù)據(jù)，如果未查找到對應(yīng)的數(shù)據(jù)標(biāo)簽，則選擇FILE2繼續(xù)查找，直到找到對應(yīng)的數(shù)據(jù)標(biāo)簽為止。據(jù)此，完成了數(shù)據(jù)的讀取。
權(quán)利要求
1.一種固定空間分配的文件存儲系統(tǒng)，其特征在于包括系統(tǒng)初始化模塊、文件單元和讀/寫模塊，所述系統(tǒng)初始化模塊，主要用于獲取磁盤信息、對文件分配固定空間；所述文件單元包括頭文件和數(shù)據(jù)文件，頭文件記錄數(shù)據(jù)文件的信息列表，主要是數(shù)據(jù)文件的使用狀態(tài)；數(shù)據(jù)文件包括索引部分和數(shù)據(jù)部分，索引部分記錄數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)部分的使用信息和地址信息；所述讀/寫模塊通過查詢頭文件信息列表獲取讀/寫的數(shù)據(jù)文件，查詢該數(shù)據(jù)文件的索引部分中記錄的使用信息和地址信息，從而獲取讀/寫數(shù)據(jù)的地址，根據(jù)該地址讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求I所述的固定空間分配的文件存儲系統(tǒng)，其特征在于讀/寫模塊由磁盤管理子模塊、數(shù)據(jù)文件管理子模塊、索引管理子模塊、數(shù)據(jù)管理子模塊組成；所述磁盤管理子模塊，用于管理頭文件，對數(shù)據(jù)文件的信息列表進(jìn)行管理；所述數(shù)據(jù)文件管理子模塊，用于管理數(shù)據(jù)文件，對各數(shù)據(jù)文件的索引部分和數(shù)據(jù)部分進(jìn)行管理；所述索引管理子模塊，用于管理數(shù)據(jù)文件的索引部分；所述數(shù)據(jù)管理子模塊，用于向數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)部分讀/寫數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求I所述的固定空間分配的文件存儲系統(tǒng)，其特征在于所述頭文件記錄的 數(shù)據(jù)文件的使用狀態(tài)分為已使用、正在使用和未使用三種。
4.如權(quán)利要求I所述的固定空間分配的文件存儲系統(tǒng)，其特征在于所述索引部分記錄數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)部分的使用信息包括數(shù)據(jù)標(biāo)簽。
5.一種固定空間分配的文件存儲系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于包括以下步驟 (O系統(tǒng)初始化獲取磁盤信息，對文件的固定空間進(jìn)行分配，并創(chuàng)建文件單元； (2)完成數(shù)據(jù)文件中數(shù)據(jù)的讀/寫。
6.如權(quán)利要求5所述的固定空間分配的文件存儲系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于在步驟(I)中，文件單元包括頭文件和數(shù)據(jù)文件，系統(tǒng)初始化模塊創(chuàng)建的文件單元至少包括頭文件，即初始化頭文件的信息列表，記錄各數(shù)據(jù)文件的使用狀態(tài)，文件單元中的數(shù)據(jù)文件可以在數(shù)據(jù)讀寫過程中逐漸創(chuàng)建。
7.如權(quán)利要求6所述的固定空間分配的文件存儲系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述數(shù)據(jù)文件的使用狀態(tài)分為已使用、正在使用和未使用。
8.如權(quán)利要求5所述的固定空間分配的文件存儲系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于在步驟(2)中數(shù)據(jù)的讀/寫由讀/寫模塊完成，讀/寫模塊包括磁盤管理子模塊、數(shù)據(jù)文件管理子模塊、索引管理子模塊、數(shù)據(jù)管理子模塊；所述磁盤管理子模塊，用于管理頭文件，對數(shù)據(jù)文件的信息列表進(jìn)行管理；所述數(shù)據(jù)文件管理子模塊，用于管理數(shù)據(jù)文件，對各數(shù)據(jù)文件的索引部分和數(shù)據(jù)部分進(jìn)行管理；所述索引管理子模塊，用于管理數(shù)據(jù)文件的索引部分；所述數(shù)據(jù)管理子模塊，用于向數(shù)據(jù)文件的數(shù)據(jù)部分讀/寫數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求8所述的固定空間分配的文件存儲系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于在步驟(2)中讀/寫模塊完成寫操作的步驟包括磁盤管理子單元接收到數(shù)據(jù)寫入命令后，通過調(diào)用數(shù)據(jù)文件管理子模塊查詢信息列表中各數(shù)據(jù)文件的使用狀態(tài)，根據(jù)使用狀態(tài)選擇目標(biāo)寫入文件；數(shù)據(jù)文件管理子模塊調(diào)用索引管理子模塊，查詢目標(biāo)寫入文件索引部分的地址信息，再發(fā)送寫入命令給數(shù)據(jù)管理子單元，向該地址信息寫入數(shù)據(jù)。同時(shí)，在寫入數(shù)據(jù)后，更新索引部分中新寫入數(shù)據(jù)對應(yīng)的使用信息和地址信息。
10.如權(quán)利要求8所述的固定空間分配的文件存儲系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于在步驟(2)中讀/寫模塊完成讀操作的步驟包括磁盤管理子模塊接收到數(shù)據(jù)讀取命令后，通過調(diào)用數(shù)據(jù)文件管理子系統(tǒng)查詢信息列表中各數(shù)據(jù)文件的使用狀態(tài)，根據(jù)使用狀態(tài)選擇目標(biāo)讀取文件；數(shù)據(jù)文件管理子單元調(diào)用索引管理子單元，查詢目標(biāo)讀取文件的使用信息，通過 使用信息對應(yīng)的地址信息，向數(shù)據(jù)管理子單元發(fā)送讀取命令讀取數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種固定空間分配的文件存儲系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法。其中固定空間分配的文件存儲系統(tǒng)，包括用于獲取磁盤信息、對文件分配固定空間的系統(tǒng)初始化模塊、文件單元和讀/寫模塊；文件單元包括頭文件和數(shù)據(jù)文件，頭文件記錄數(shù)據(jù)文件的信息列表；數(shù)據(jù)文件包括索引部分和數(shù)據(jù)部分。讀/寫模塊，主要是通過查詢頭文件信息列表獲取讀/寫的數(shù)據(jù)文件，查詢該數(shù)據(jù)文件的索引部分中記錄的使用信息和地址信息，從而獲取讀/寫數(shù)據(jù)的地址，根據(jù)該地址讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)。本發(fā)明通過預(yù)先固定分配所有的空間，減少了對整個(gè)磁盤的索引操作，很大程度上提高了文件存儲系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性與穩(wěn)定性。
文檔編號G06F17/30GK102902709SQ20121027469
公開日2013年1月30日 申請日期2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月2日
發(fā)明者何建億 申請人:何建億