3.1　關于FAT 標準

　　由于希望ARM 系統對硬盤的讀寫操作能與主流操作系統共享, 該部分軟件是根據與W indow s 相兼容的FA T 標準進行編制。用戶也可以根據實際情況, 把該設計思路推廣到如L inux 下的EX2 等其它工作平臺。

　　FA T 標準對硬盤邏輯結構作了劃分, 主要有分區表、BPB 表、FA T 表、數據區等幾部分。在硬盤格式化和分區后, 會在0 柱面0 磁頭1 扇區建立分區表, 此表記載了硬盤在各分區起始和結束所使用的磁頭、柱面、扇區號。對于每個分區, 邏輯0 扇區存放了一個BPB 表, 該表儲存了整個文件系統關鍵的數據, 包括文件系統的類型, 每個扇區的字節數(Byte2PerSec ) , 每簇的扇區數(SecPerClu s) , 保留扇區數(R svdSecCn t) , FA T 表數目(N umFA T s) , 根目錄起始簇(Roo tClu s) , 以及盤符和卷標等。其中簇(Clu STer) 是文件系統在效率原則下管理的最小單位, FA T 32 標準意味著每簇有8 扇區, 簇內存貯單元采用32 位二進制數。文件系統類型還可以使用FA T 12 和FA T 16 標準, 表示簇內存貯單元分別采用12 位和16 位二進制數。在格式化硬盤時, 依據硬盤簇的數目判斷選用哪種文件系統標準, 若簇數小于4085 則是FA T 12, 若在4085 和65525 之間則是FA T 16, 大于65525 則是FA T 32。由于本文所述的系統使用大容量硬盤, 因而采用FA T 32 文件系統。

　　在原理上, FA T 32 和其它兩種方式是相同的, 完全可以移植過去。保留扇區是為BPB 表以后擴展保留一段區間, 暫且未被使用。

　　3.2　關于FAT 表

　　FA T 表實質上是一系列存放著數據的鏈接表。

　　對于FA T 32 來說, 每四個字節(32b it) 對應硬盤數據區上的一個簇, 它們的數值是當前文件下一個簇的指針。如果這四個字節大于0x0FFFFFF8, 則表示當前文件在該簇內結束。若是0x00 則表示該簇是空的, 沒有存放數據, 而0xFFFFFF7 表示這個簇已經損壞。采用這種方法, 在存取數據時只需沿著鏈接表尋址就行了, 不需按順序存取, 也不會因刪除文件造成磁盤碎片。FA T 表的大小是根據磁盤容量也就是簇的數量來決定, 不同磁盤FA T 表的大小不同。

　　出于可靠性考慮, FA T 表一般都要冗余它的備份,冗余數量由BPB 表的N umFA T s 來定, 通常為2。

　　這樣在突然斷電等意外情況下, 可以根據備份的FA T 表進行修復。

　　3.3　硬盤數據區

　　FA T 表之后是硬盤的數據區, 其開始是根目錄(ROO T D irecto ry) , 此處存放了FA T 表根目錄下的文件與子目錄。存放格式有兩種, 一種是長文件名, 一種是短文件名(標準的813 格式) , 通過數據中的特征位能分辨出來。長文件名和短文件名格式見參考文獻, 它包含了文件的名字、屬性、大小、起始簇數、建立及寫操作的時間。實際上子目錄的信息也被當作一個文件存儲在根目錄區, 只是它的屬性為目錄, 大小為0。同樣, 子目錄起始簇內存放了該目錄下文件和子目錄的信息表。依據這些信息, 可以在FA T 表找到該文件的鏈接表, 執行對整個文件相應操作。

　　3.4　資源共享的實現

　　對于不同的文字平臺, 為能夠實現資源共享, 采用UN ICODE 來存儲文件名。在長文件名中, 每個字符都是用16b it s 的UN ICODE 來表示的, 而在短文件名中, 采用用戶自定義的類型, 例如在簡體中文W indow s 下, 采用A SC? 碼和GB2312 碼。通過U 2N ICODE 與其它碼表對比查找程序, 用戶可以在自己期望的文字平臺上進行操作。

　　圖3 是讀取一個文件的流程, 寫文件的方法和讀文件相類似, 只要注意在目錄里建立文件時, 先把數據寫入空白簇后再把FA T 表更新, 其中包括更新備份部分。

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　　4　結束語

　　系統目前正被使用到遠程電力網數據檢測系統之中, 為嵌入式系統海量數據存儲提供一種新的設計思路。