专利名称：高速数据记录方法
技术领域：
本发明涉及数据存储技术，特别涉及一种高速数据记录方法。
背景技术：
随着电子信息产业的迅速发展，高速数据存储技术越来越广泛的应用在 各个领域，例如高速雷达与声纳系统、高分辨视频成像、测试设备数据采集、 高能物理、电波天文学以及航空航天测试等。目前，常用的高速数据存储技
术是基于SCSI ( Small Computer System Interface,小型计算机系统接口 )和 ASPI ( Advanced SCSI Programming Interface ,高级SCSI编程接口 )的直接 存储技术，其基本原理是数据信息由'PCI (周边元件扩展接口 )数据采集 卡经PCI总线传入，利用ASPI函数绕过文件系统直接对SCSI磁盘进行数据 读写操作，以比特流的方式将数据连续高速写入磁盘。绕过文件系统的直接 存储技术可以保证数据流连续的记录在磁盘连续空间中，以减少磁盘磁头的 寻道时间达到较好的记录存储速度，但是，由于数据记录时没有文件系统的 支持，记录的数据不满足文件系统下数据文件的存储结构，因此数据在操作 系统下是不能直接操作使用的，这样在每次记录数据结束后，需要花费大量 的时间逐位读取磁盘上存储的数据，将其转换为操作系统下可以识别的数据 文件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高速数据记录方法，使记录的数据能够满足 文件系统下数据文件的存储结构，存储结束后记录的数据不需要单独的回放 转换过程，而是直接以数据文件的形式保存下来，从而减少形成数据文件所 消耗的时间，使操作系统可以直接访问记录的数据。
为达到上述目的，本发明提供一种高速数据记录方法，包括以下步骤
A、 预先在磁盘上建立文件系统；
B、 将数据连续记录在文件系统下的数据存储区；
C、 修改所记录数据的存储结构，将记录的数据转换为数据文件。 所述步骤A具体包括Al、如果存在多块物理>磁盘，需要将^t盘的物理存储空间映射为统一连
续的逻辑存储空间；
A2、在逻辑存储空间上建立文件系统分区；
A3 、定义区域F0为文件系统中存储文件/文件夹索引信息和文件数据的 区域。将F0分割为连续的文件/文件夹'索引信息区和连续的数据存储区两部 分，其中，文件/文件夹索引信息区用于存储文件/文件夹的索引信息，数据 存储区用于存储高速数据流。
所述步骤B具体包括
Bl、计算记录数据的起始位置；
B2、从计算出的起始位置开始将数据连续记录在文件系统下F0的数据 存储区。
所述步骤C具体包括
Cl、根据数据记录的长度和起始位置信息，在F0区中的文件/文件夹索 引信息区为记录数据添加符合文件系统辨准的索引信息；
C2、定义区域Fl为文件系统中存储F0占用状态信息的区域，F0中每 一个簇的状态信息都映射为Fl中的一个状态标志。修改FO区中新记录的数 据和新添加的文件/文件夹索引信息在F1中对应的状态标志；
其中，所述步骤B1具体包括
Bll、判断磁盘是否为空，如果为空，则将F0区数据存储区的起始位置 作为记录数据的起始位置；如果不为空，则执行步骤B12;
B12、判断磁盘是否有足够的剩余空间，如果有，则将上次数据记录的 结束位置作为记录数据的起始位置；否则，格式化磁盘，重新建立文件系统 分区，将F0区数据存储区的起始位置作为记录数据的起始位置；
B12所述判断包括
首先判断F0的文件/文件夹索引信息区是否有足够的空间用于加入新文 件和新文件夹的索引信息，其次判断F0的数据存储区是否有足够的空间用 于存储新记录的数据，如果二者都有足够的空间，则确定磁盘有足够的剩余 空间。
本发明的高速数据记录方法相对于现有的基于SCSI和ASPI的直接存储 技术可以有效的简化数据记录完成后形成数据文件这一过程，减少形成数据 文件所消耗的时间。
图1为本发明高速数据记录方法的总体流程示意图;
图2为FAT32文件系统结构示意图3为建立FAT32文件系统框架的流程示意图4计算数据记录起始位置流程示意图「
图5记录数据流程示意具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面参照附图并举
实施例，对本发明作进一步详细说明。
图1示出了本发明中高速数据记录方法的流程图，包括以下步骤
步骤101:预先在磁盘上建立文件系统；
步骤102:将数据连续记录在文件系统下的数据存储区；
步骤103:完成数据记录后修改数据的存储结构，将记录的数据转换为
数据文件。
较佳地，所述文件系统可以为FAT32 ( File Allocation Table 32，文件分 配表32)文件系统。FAT32文件系统受支持广泛，且结构简单易与软件编程 实现。根据FAT32的结构特点， 一旦分区建立，FAT32分区中的MBR( Mater Boot Record,主引导记录)区域、DBR ( DOS Boot Record, ^兹盘l喿作系统引 导记录)区域、FATl ( File Allocation Table 1 ，文件分配表1 )区域、FAT2 (File Allocation Table,文件分配表2 )区域以及DATA(数据)区域的起始 结束位置就可以完全确定下来。
其中，FATl区和FAT2区用于管理FAT32分区的DATA区中每个簇的 使用情况，FAT2区作为FATl区的备份存在。组成DATA区的每一个蔟都 在FATl和FAT2中以一个32bit的标志标注。
DATA区域是物理上连续的磁盘空间区域，是真正意义上的数据存储的 地方，文件/文件夹的索引信息、文件中的数据都存储在这个区域。本发明将 DATA区域合理的划分为两个部分，前一部分预留空间作为DATA区的文件 /文件夹索引信息区专门存储文件/文件夹的索引信息；后 一部分的连续空间作为DATA区的数据存储区(如图2所示)。这样DATA区的数据存储区作 为连续的磁盘空间用于存储高速数据流的时候，可以保证数据的高速连续存 储，减少磁头的寻道时间，提高存储速度。记录结束后只需要修改DATA区 中记录占用的簇在FAT1区和FAT2区中对应的标志，并在DATA区的文件/ 文件夹索引信息区加入文件和文件夹的索引信息就完成了记录的数据到数据 文件的转化。
这样的记录数据到数据文件的转化过程不需要再次逐个操作存储记录 的数据，只需要操作修改FAT32文件系统中和文件信息相关的区域，操作修 改的数据量远远小于先用的基于ASPI和SCSI直接存储技术中回放形成数据 文件所需要操作修改的数据量，因此大大简化了记录数据转化成为数据文件 的过程，减少了形成数据文件的时间。
下面具体介绍图1所示高速数据记录各个步骤的详细实现过程。
步骤101建立文件系统。
建立文件系统的具体实现步骤如图3所示。首先如步骤301,基于RAID0 (Redundent Array of Independent Disks 0,独立磁盘冗余阵列0 )将多块磁盘 的物理存储空间映射为统一的连续的逻辑存储空间；第二步如步骤302,在 逻辑磁盘空间上建立FAT32分区，使用操作系统支持的格式化软件格式化建 立FAT32分区；最后如步骤303，将FAT32的DATA区划分为两个部分， 前一部分占用DATA区的前1000个簇(簇序号为2~ 1001 )作为文件/文件 夹索引信息区专门存储文件/文件夹的索引信息，后一部分起始于DATA区 的第1001簇(簇序号为1002)直到DATA区的结束作为数据存储区用于存 储高速数据流。完成这3个步骤后就在,盘阵空间上建立好了 FAT32文件系 统的框架。需要说明的是，DATA区中文件/文件夹索引信息区和数据存储区 的大小可根据具体需求设置，不限于上述一种形式。
步骤102将数据连续记录在文件系统下的数据存储区，具体分为计算记 录数据的起始位置和记录数据两部分。
一、计算记录数据的起始位置
每次开始记录数据前，需要计算数据在磁盘阵上的起始记录位置。实现 过程如图4所示。步骤401,判断磁盘阵是否为空。磁盘阵中没有存储乾据 时表示磁盘阵为空，进入步骤404,计算记录数据的起始位置结果应为DATA 区数据存储区的起始位置，即DATA区的第1001簇；如果磁盘中存储了数 据，则需要进入步骤402判断磁盘是否有足够的剩余空间，此时的判断分为两个部分，首先判断DATA区前1000簇的文件/文件夹索引信息区是否有足 够的空间用于加入新文件和新文件夹的索引信息，其次判断DATA区的数据 存储区是否有足够的空间用于存储新记录的数据，若二者都有足够的空间， 则表示磁盘有足够的剩余空间，需要进入步骤405,计算记录数据的起均位 置结果为紧跟上次数据记录的结束位置。根据步骤402判断的结果如果磁盘 没有足够的剩余空间进入步骤403格式化》兹盘，重新建立FAT32文件系统分 区，然后进入步骤404，计算记录数据的起始位置结果为DATA区数据存储 区的起始位置，即DATA区的第1001簇。完成步骤102,得到需要记录数据 在磁盘阵存储空间上的起始位置。 二、记录数据。
计算出记录数据的起始位置后，从计算出的起始位置开始将数据连续记 录在DATA的数据存储区。
步骤103修改数据存储结构。
记录数据结束后，数据记录的长度，数据记录的起始位置信息就可以完 全确定，根据这些信息完成步骤103后处理修改数据存储结构。具体流程如 图5所示。
步骤501添加文件/文件夹索引信息。受到FAT32文件系统对文件大小 的限制， 一次记录存储的数据长度超过2GB (GigaByte)时，需要将记录存 储的数据分割保存为若干小于等于2GB的数据文件。因此需要根据每个分割 文件的起始位置和长度信息在DATA的文件/文件夹索引信息添加符合 FAT32标准的文件/文件夹索引信息。步骤502修改FAT1区。标注DATA 区数据存储区新记录的数据以及文件/文件夹索引信息区中新添加的文件/文 件夹索引信息在FAT1区中对应的标志。步骤503修改FAT2区。FAT2区是 FAT1的备份，同样的方法修改FAT2区。
这样步骤103只修改了 FAT1区、FAT2区以及DATA区下文件/文件夹 索引信息区中和建立文件相关数据信息，并未操作访问已经记录的数据，大 大减少了需要操作访问的数据量，缩短.了形成文件的时间。
以上所述对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说 明，所应理解的是，以上所述并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原 则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范 围之内。
权利要求
1、一种高速数据记录方法，其特征在于，包括以下步骤A、预先在磁盘上建立文件系统；B、将数据连续记录在文件系统下的数据存储区；C、修改所记录数据的存储结构，将记录的数据转换为数据文件；所述步骤A具体包括A1、如果存在多块物理磁盘，将磁盘的物理存储空间映射为统一连续的逻辑存储空间；A2、在逻辑存储空间上建立文件系统分区；A3、定义区域F0为文件系统中存储文件/文件夹索引信息和文件数据的区域；将F0分割为连续的文件/文件夹索引信息区和连续的数据存储区两部分，其中，文件/文件夹索引信息区用于存储文件/文件夹的索引信息，数据存储区用于存储高速数据流；所述步骤B具体包括B1、计算记录数据的起始位置；B2、从计算出的起始位置开始将数据连续记录在文件系统下F0的数据存储区；所述步骤C具体包括C1、根据数据记录的长度和起始位置信息，在F0区中的文件/文件夹索引信息区为记录数据添加符合文件系统标准的索引信息；C2、定义区域F1为文件系统中存储F0占用状态信息的区域，F0中每一个簇的状态信息都映射为F1中的一个状态标志，修改F0区中新记录的数据和新添加的文件/文件夹索引信息在F1中对应的状态标志。
全文摘要
本发明涉及一种高速数据记录方法及装置。所述方法包括以下步骤A.预先在磁盘上建立文件系统；B.将数据连续记录在文件系统下的数据存储区；C.修改所记录数据的存储结构，将记录的数据转换为数据文件。利用本发明所提供的方案，能够简化数据记录完成后形成数据文件这一过程，减少形成数据文件所消耗的时间。
文档编号G06F17/30GK101567000SQ200910080459
公开日2009年10月28日 申请日期2009年3月19日 优先权日2009年3月19日
发明者伟 刘, 峰 刘, 曾大治, 超 王, 腾 龙 申请人:北京理工大学