專利名稱：一種閃存存儲器等概率連續(xù)空間存儲文件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)存儲技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種閃存存儲器等概率連續(xù)空間存儲文件的方法。
背景技術(shù)：
由于閃存存儲器的壽命是有限的，不能無限次寫入，存儲單元的最大寫入次數(shù)一般為IO5 IO6次。所以在采用NAND Flash的應(yīng)用中，必須采用一定的機制，保證各個存儲單元近似均衡連續(xù)使用，在避免某些單元提前損耗達到使用壽命前提下，提高訪問效率。針對這一問題，許多研究者提出了一些算法例如，Kawaguchi等提出了 Cost-Benefit策略、 Wells等提出了綜合考慮回收效率和等概率的策略、Chiang等提出了 CAT (Cost Age Times, 簡稱CAT)策略等，這些方法主要是通過垃圾回收來實現(xiàn)對閃存存儲器管理的優(yōu)化，都需要記錄大量的數(shù)據(jù)存儲的時間參數(shù)，而且計算較復雜，現(xiàn)在為止沒有一個成熟的適合用于資源有限嵌入式系統(tǒng)的閃存存儲器存儲文件的方法。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種閃存存儲器等概率連續(xù)空間存儲文件的方法，閃存存儲器等概率連續(xù)空間文件存儲包括文件存儲和文件刪除。文件存儲和文件刪除的核心是管理序列存儲區(qū)格式化、存儲次數(shù)排序和相同存儲次數(shù)連續(xù)空間排序。一種閃存存儲器等概率連續(xù)空間存儲文件的方法，具體按如下步驟進行步驟1 管理序列存儲區(qū)格式化管理序列存儲區(qū)格式化基于閃存存儲器的大小和存儲單元的大小設(shè)置專用的管理序列存儲區(qū)。如果閃存存儲器已格式化，把管理序列存儲區(qū)數(shù)據(jù)讀到RAM，等待文件操作命令；否則，按以下步驟執(zhí)行管理序列存儲區(qū)格式化步驟1-1 分配專用的管理序列存儲區(qū)，管理序列存儲區(qū)只限存儲管理序列和空閑單元長度，管理序列包括存儲單元序號、存儲次數(shù)和狀態(tài)位；步驟1-2 設(shè)閃存存儲器大小為Flastlsize,存儲單元的大小為Unitsize ；步驟1-3 計算空閑單元長度 Nullsize = FlaShSize/UnitSize I，狀態(tài)位 USEstate = 0 表示存儲單元空閑，USEstate = 1表示存儲單元使用中；步驟1-4 計算管理序列大小 Arraysize = FlashSize/UnitSize X3 ；步驟1-5 按升序初始化管理序列的存儲單元序號；步驟1-6 設(shè)置所有存儲次數(shù)為0 ；步驟1-7 設(shè)置狀態(tài)位USEstate = 0 ；步驟1-8 把管理序列和空閑單元長度存儲到管理序列存儲區(qū)。步驟2:文件存儲文件的存儲基于空閑存儲單元的序列ArrayN^存儲文件。設(shè)文件File的大小為Nme個存儲單元，
步驟2-1 存儲文件到Array,-前NFile個元素指定的空閑存儲單元；步驟2-2 設(shè)置Nme個對應(yīng)的空閑存儲單元的存儲次數(shù)^ise = Nuse+1 ；步驟2-3 設(shè)置Nme個對應(yīng)空閑存儲單元的狀態(tài)位US^tate = 1 ；
步驟2-4 把Nme個對應(yīng)空閑存儲單元從Array·移到ArrayUSE ；步驟2-5 =Nullsize = Nullsize-Nme ；步驟2-6 用存儲次數(shù)排序算法排序Array-y存儲次數(shù)排序基于存儲次數(shù)將管理序列由低至高排序。存儲次數(shù)排序算法具體過程如下設(shè)管理序列為Array、空閑單元管理序列為Array·。使用單元管理序列為 Array·,則 Array = {ArrayNULL, Array·}。設(shè)Array肌L = {· · ·，(Xi, i，0)，(Xj, j，0)，· · · }，X” Xj 分別是第 i、j 存儲單元的存儲次數(shù)。若Xj < Xi,則 ArrayNULL = {· · ·，(Xj, j,0), (Xi, i，0)，· · · }，直至序列 ArrayNULL 中所有存儲次數(shù)滿足升序排列。步驟2-7 相同存儲次數(shù)連續(xù)空間算法排序ArrayNm，相同存儲次數(shù)連續(xù)空間排序算法基于具有相同存儲次數(shù)的連續(xù)存儲單元數(shù)量將空閑單元管理序列由多至少排序。相同存儲次數(shù)連續(xù)空間排序算法具體過程如下設(shè)序列B= {· · ·，(Yi, i,0), (Yj, j，0)，· · · } e ArrayNULL。B中的所有元素滿足Yi = Yj,即B中表示的所有存儲單元具有相同的存儲次數(shù)。設(shè)Bmax e B, Bfflax是B中有最大連續(xù)存儲單元數(shù)量的子集，則B = {Bfflax, . · · }，直至序列B按連續(xù)存儲單元數(shù)量由多至少排序。步驟 2-8 Array = {Array·, ArrayusJ。步驟2-9 把管理序列Array和空閑單元長度Nullsize存儲到管理序列存儲區(qū)。步驟3:文件刪除文件的刪除基于Array·刪除文件。設(shè)文件File的大小為Nme個存儲單元，步驟3-1 確定文件File使用的NFile個存儲單元；步驟3-2 設(shè)置Nme個對應(yīng)使用存儲單元的狀態(tài)位US^tate = 0 ；步驟3-3 把Nme個對應(yīng)使用存儲單元從ArrayUSE移到Array·；步驟3-4 =Nullsize = NullSize+NFile ；步驟3-5 用存儲次數(shù)排序算法排序Array,-；步驟3-6 相同存儲次數(shù)連續(xù)空間算法排序Array,-；步驟3-7 Array = {ArraymL, ArrayusJ ；步驟3-8 把管理序列Array和空閑單元長度Nullsize存儲到管理序列存儲區(qū)。本發(fā)明提出存儲次數(shù)排序從而控制空間存儲的存儲次數(shù)，在此基礎(chǔ)上提出相同存儲次數(shù)連續(xù)空間排序從而控制文件存儲的連續(xù)性，使文件存儲在低存儲次數(shù)連續(xù)存儲空間。通過對仿真和實現(xiàn)進行性能評價，得出閃存存儲器等概率連續(xù)空間存儲文件的方法克服了傳統(tǒng)文件存儲操作不均衡和閃存文件管理系統(tǒng)速度慢的缺陷，提高了文件存儲空間的使用壽命和訪問效率，具有良好的性能和實用性。


圖1是本發(fā)明閃存存儲器等概率連續(xù)空間存儲文件的方法流程圖；圖2是操作次數(shù)上限為100萬次時兩種文件存儲方法運行結(jié)果的對比。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和仿真過程對本發(fā)明做進一步說明。(1)仿真環(huán)境開發(fā)平臺為VC++6. 0，程序設(shè)計語言為C++，操作系統(tǒng)為WindowsXP。(2)參數(shù)設(shè)置常用FAT32、NTFS等文件系統(tǒng)的存儲單元缺省設(shè)定大小為4k，不失一般性設(shè)閃存存儲器的存儲單元大小為4k，則
權(quán)利要求
1. 一種閃存存儲器等概率連續(xù)空間存儲文件的方法，其特征在于該方法包括以下步驟步驟1 管理序列存儲區(qū)格式化； 步驟2 文件存儲； 步驟3 文件刪除；所述步驟1管理序列存儲區(qū)格式化，基于閃存存儲器的大小和存儲單元的大小設(shè)置專用的管理序列存儲區(qū)，如果閃存存儲器已格式化，把管理序列存儲區(qū)數(shù)據(jù)讀到RAM，等待文件操作命令；否則，按以下步驟執(zhí)行管理序列存儲區(qū)格式化步驟1-1 分配專用的管理序列存儲區(qū)，管理序列存儲區(qū)只限存儲管理序列和空閑單元長度，管理序列包括存儲單元序號、存儲次數(shù)和狀態(tài)位；步驟1-2 設(shè)置閃存存儲器大小為Flashsize，存儲單元的大小為Unitsize ； 步驟1-3 計算空閑單元長度Nullsize= I FlaShSize/UnitSize I，狀態(tài)位US^tate=O表示存儲單元空閑，USEstate=I表示存儲單元使用中；步驟 1-4 計算管理序列大小 ArraySize=|FlaShSize/UnitSize| X3 ； 步驟1-5 按升序初始化管理序列的存儲單元序號； 步驟1-6 設(shè)置所有存儲單元的存儲次數(shù)為0 ； 步驟1-7 設(shè)置狀態(tài)位USEstate=O ；步驟1-8 把管理序列和空閑單元長度存儲到管理序列存儲區(qū)； 所述步驟2文件存儲，基于空閑存儲單元的序列Array^存儲文件，具體步驟如下 設(shè)文件File的大小為Nme個存儲單元，步驟2-1 存儲文件到ArrayN^前Nme個元素指定的空閑存儲單元； 步驟2-2 設(shè)置Nf&個對應(yīng)的空閑存儲單元的存儲次數(shù)Nuse=Nuse+1 ； 步驟2-3 設(shè)置Nf&個對應(yīng)空閑存儲單元的狀態(tài)位USEstate=I ； 步驟2-4 把Npile個對應(yīng)空閑存儲單元從Array·移到ArrayUSE ； 步驟 2-5: Nullsize = Nullsize-Nme ；步驟2-6 用存儲次數(shù)排序算法排序ArraymM存儲次數(shù)排序基于存儲次數(shù)將管理序列由低至高排序；步驟2-7 用相同存儲次數(shù)連續(xù)空間算法排序ArrayNm，相同存儲次數(shù)連續(xù)空間排序算法基于具有相同存儲次數(shù)的連續(xù)存儲單元數(shù)量將空閑單元管理序列由多至少排序； 步驟 2-8 Array= {ArrayNULL, Array·}；步驟2-9 把管理序列Array和空閑單元長度Nullsize存儲到管理序列存儲區(qū)；所述步驟3文件刪除，基于ArrayUSE刪除文件，具體步驟如下設(shè)文件File的大小為Nme個存儲單元，步驟3-1 確定文件File使用的Nf&個存儲單元；步驟3-2 設(shè)置Nf&個對應(yīng)使用存儲單元的狀態(tài)位USEstate=O ；步驟3-3 把Nme個對應(yīng)使用存儲單元從Array·移到Array-L ；步驟 3-4 =Nullsize= Nullsize +Npile ；步驟3-5 用存儲次數(shù)排序算法排序Array-L ；步驟3-6 相同存儲次數(shù)連續(xù)空間算法排序ArrayN^ ；步驟 3-7 Array= {ArrayNULL, ArrayusJ ；步驟3-8 把管理序列Array和空閑單元長度Nullsize存儲到管理序列存儲區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種閃存存儲器等概率連續(xù)空間存儲文件的方法，其特征在于步驟2-6中所述的存儲次數(shù)排序算法具體過程如下設(shè)管理序列為Array、空閑單元管理序列為Array-L、使用單元管理序列為Array·，則 Array= {Array·, ArrayusJ ；設(shè)ArraymL= {···，( , i，0)，(Xj, j，0)，…}，\、Xj分別是第i、j存儲單元的存儲次數(shù)；若 Xj < Xi，則 Array肌ρ{…，(Xj, j，0)，(Xi, i，0)，…}，直至序列 ArrayNULL 中所有存儲次數(shù)滿足升序排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種閃存存儲器等概率連續(xù)空間存儲文件的方法，其特征在于步驟2-7中所述的相同存儲次數(shù)連續(xù)空間排序算法具體過程如下設(shè)序列 B ={>..，(Yi, i,0), (Yj, j，0)，···} e ArraymL, B中的所有元素滿足Yi = Yp即B中表示的所有存儲單元具有相同的存儲次數(shù)， 設(shè)Bmax e B，Bmax是B中有最大連續(xù)存儲單元數(shù)量的子集，則B= { Bmax，···}，直至序列B 按連續(xù)存儲單元數(shù)量由多至少排序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種閃存存儲器等概率連續(xù)空間存儲文件的方法，通過對存儲次數(shù)排序控制存儲單元的存儲次數(shù)，在此基礎(chǔ)上對相同存儲次數(shù)連續(xù)空間排序從而控制文件存儲的連續(xù)性，實現(xiàn)連續(xù)存儲單元數(shù)量由多至少排序。該方法包括管理序列存儲區(qū)格式化、文件存儲和文件刪除。本方法實現(xiàn)了在對存儲次數(shù)排序的基礎(chǔ)上對相同存儲次數(shù)的存儲單元進行排序，克服了傳統(tǒng)文件存儲操作不均衡和閃存文件存儲系統(tǒng)速度慢的缺陷，提高了文件存儲空間的使用壽命和訪問效率，具有良好的性能和實用性。
文檔編號G06F12/02GK102253894SQ20111015986
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月14日
發(fā)明者白樂強 申請人:沈陽建筑大學