精简型嵌入式文件系统设计
发布时间：2021-06-16 20:26
嵌入式文件系统是将嵌入式系统对文件进行操作、组织和管理的组件,它把存储器以数据块为单位的物理操作转化为以文件为单位的逻辑操作。尽管传统的磁盘文件系统技术已很成熟,但随着微电子技术的快速发展,Flash存储器具有存储密度大,成本低,体积小、防震动等磁盘存储器不可比拟的优点,具有代替磁介质存储器的趋势,传统磁盘文件系统暴露出致命的缺陷。近年来,Flash文件系统成为热门研究方向,Flash文件系统产品层出不穷,但大多以计算机系统为平台,支持各种复杂的文件操作,在大量的只需基本文件操作支持的单用户嵌入式电子产品中,冗余的系统功能浪费了系统资源,降低了时间性能。本文设计的精简型嵌入式文件REFS是针对Flash存储器设计的嵌入式文件系统。使用了“红黑树”进行系统资源管理,保证的系统的最坏情况的时间性能；同时REFS设计以节约空间和损耗均衡为目标；支持长文件名；实现了文件系统的新建、复制、删除,移动以及文件读写等基本的文件操作函数接口,用户任务或程序可以在操作系统下或者无操作系统下使用这些接口函数对文件进行操作或控制。REFS采用了块地址转向的策略,摒弃了逻辑地址与物理地址的映射,大大提高文件的...
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
图表目录
第一章 引言
1.1 课题背景
1.2 课题来源与选题依据
1.3 本文的组织结构
第二章 嵌入式文件系统概述
2.1 嵌入式系统概述
2.2 文件系统基本概念
2.3 文件系统的发展史
第三章 文件系统实现技术
3.1 文件系统实现技术概述
3.1.1 文件的组织
3.1.2 文件的目录
3.1.3 文件的访问
3.1.4 数据块
3.1.5 二级存储管理
3.1.6 日志型文件系统
3.2 UNIX文件系统
3.3 Linux文件系统
3.3.1 虚拟文件系统
3.3.2 Ext2文件系统
3.3.3 Ext3文件系统
3.4 Windows文件系统
3.4.1 FAT文件系统
3.4.2 NTFS文件系统
3.5 常见的嵌入式文件系统
3.5.1 JFFS文件系统
3.5.2 Yaffs文件系统
3.5.3 UBIFS文件系统
第四章 REFS的体系结构设计
4.1 REFS文件系统的设计目标
4.1.1 REFS概述
4.1.2 REFS文件系统的特性
4.2 NAND Flash存储设备特点分析
4.2.1 Flash概述
4.2.2 NOR Flash和NAND Flash的特点
4.2.3 NAND Flash的操作
4.2.4 OOB
4.3 REFS文件系统组织结构
4.3.1 REFS文件系统的存储器
4.3.2 REFS文件系统的存储结构
4.3.3 红黑树的应用
4.4 REFS块管理和分配策略
4.4.1 REFS的数据块
4.4.2 REFS的数据块状态
4.4.3 REFS的空间分配和损耗均衡
4.4.4 REFS的脏块回收
4.4.5 REFS的坏块管理
4.5 REFS的文件管理
4.5.1 文件类型
4.5.2 索引节点
4.5.3 目录项
4.5.4 文件的操作
4.5.5 长文件名的支持
第五章 REFS的实现和性能分析
5.1 REFS的软件架构
5.2 重要数据结构
5.2.1 关键块数据级构
5.2.2 目录项数据结构
5.2.3 索引节点数据结构
5.2.4 数据块的数据结构
5.2.5 文件类型数据结构
5.2.6 红黑树数据结构
5.3 文件系统的内核实现
5.3.1 红黑树操作
5.3.2 存储器驱动函数
5.3.3 数据块操作
5.3.4 文件系统的挂载
5.4 文件目录应用编程接口
5.4.1 打开文件函数refs_fopen()
5.4.2 文件数据块读函数refs_fread()
5.4.3 文件写函数refs_fwrite()
5.4.4 关闭文件函数refs_fclose()
5.4.5 文件复制函数refs_fcopy()
5.4.6 文件移动函数refs_fmove()
5.4.7 文件删除函数refs_fdelete()
第六章 总结与展望
6.1 成果与创新点
6.2 不足与后继工作安排
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]UBIFS损耗均衡对系统I/O性能的影响[J]. 韩春晓,陈香兰,李曦,龚育昌. 计算机工程. 2009(06)
[2]JFFS3文件系统分析与改进[J]. 楼勇,张延园. 科学技术与工程. 2009(03)
[3]SmallFS的研究与实现[J]. 谢俊,刘海涛,管海兵. 计算机工程. 2008(17)
[4]TrueFFS文件系统技术研究及实现[J]. 赵旭,罗晋,吴捷,杨杰,祝小莲. 信息安全与通信保密. 2008(05)
[5]FAT16文件系统在单片机存储系统上的实现[J]. 关硕,关济实. 科技信息(科学教研). 2008(13)
[6]YAFFS文件系统的研究与改进[J]. 孙丰,张福新. 计算机工程. 2008(05)
[7]基于NAND Flash的嵌入式文件系统的改进与优化[J]. 杨春林,雷航. 计算机应用. 2007(12)
[8]NAND FLASH文件系统的设计与实现[J]. 张雪,杨春林,黄娟. 福建电脑. 2007(10)
[9]在Linux中实现大容量NAND Flash的YAFFS2文件系统[J]. 展中华,杜刚. 电脑编程技巧与维护. 2007(05)
[10]嵌入式系统中Nand-Flash的原理及应用[J]. 黄海军,王宜怀. 计算机时代. 2007(04)
硕士论文
[1]Linux上Ext2 Snapshot文件系统的设计与实现[D]. 邢双明.东南大学 2006
[2]嵌入式文件系统的设计和实现[D]. 成巍.电子科技大学 2006
[3]嵌入式Linux文件系统的设计与实现[D]. 郑桦.武汉理工大学 2004
[4]嵌入式Linux文件系统的设计和实践[D]. 吴娴.苏州大学 2003
[5]日志文件系统在嵌入式存储设备上的设计和实现[D]. 郑良辰.中国科学院软件研究所 2001
本文编号：3233734
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
目录
图表目录
第一章 引言
1.1 课题背景
1.2 课题来源与选题依据
1.3 本文的组织结构
第二章 嵌入式文件系统概述
2.1 嵌入式系统概述
2.2 文件系统基本概念
2.3 文件系统的发展史
第三章 文件系统实现技术
3.1 文件系统实现技术概述
3.1.1 文件的组织
3.1.2 文件的目录
3.1.3 文件的访问
3.1.4 数据块
3.1.5 二级存储管理
3.1.6 日志型文件系统
3.2 UNIX文件系统
3.3 Linux文件系统
3.3.1 虚拟文件系统
3.3.2 Ext2文件系统
3.3.3 Ext3文件系统
3.4 Windows文件系统
3.4.1 FAT文件系统
3.4.2 NTFS文件系统
3.5 常见的嵌入式文件系统
3.5.1 JFFS文件系统
3.5.2 Yaffs文件系统
3.5.3 UBIFS文件系统
第四章 REFS的体系结构设计
4.1 REFS文件系统的设计目标
4.1.1 REFS概述
4.1.2 REFS文件系统的特性
4.2 NAND Flash存储设备特点分析
4.2.1 Flash概述
4.2.2 NOR Flash和NAND Flash的特点
4.2.3 NAND Flash的操作
4.2.4 OOB
4.3 REFS文件系统组织结构
4.3.1 REFS文件系统的存储器
4.3.2 REFS文件系统的存储结构
4.3.3 红黑树的应用
4.4 REFS块管理和分配策略
4.4.1 REFS的数据块
4.4.2 REFS的数据块状态
4.4.3 REFS的空间分配和损耗均衡
4.4.4 REFS的脏块回收
4.4.5 REFS的坏块管理
4.5 REFS的文件管理
4.5.1 文件类型
4.5.2 索引节点
4.5.3 目录项
4.5.4 文件的操作
4.5.5 长文件名的支持
第五章 REFS的实现和性能分析
5.1 REFS的软件架构
5.2 重要数据结构
5.2.1 关键块数据级构
5.2.2 目录项数据结构
5.2.3 索引节点数据结构
5.2.4 数据块的数据结构
5.2.5 文件类型数据结构
5.2.6 红黑树数据结构
5.3 文件系统的内核实现
5.3.1 红黑树操作
5.3.2 存储器驱动函数
5.3.3 数据块操作
5.3.4 文件系统的挂载
5.4 文件目录应用编程接口
5.4.1 打开文件函数refs_fopen()
5.4.2 文件数据块读函数refs_fread()
5.4.3 文件写函数refs_fwrite()
5.4.4 关闭文件函数refs_fclose()
5.4.5 文件复制函数refs_fcopy()
5.4.6 文件移动函数refs_fmove()
5.4.7 文件删除函数refs_fdelete()
第六章 总结与展望
6.1 成果与创新点
6.2 不足与后继工作安排
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]UBIFS损耗均衡对系统I/O性能的影响[J]. 韩春晓,陈香兰,李曦,龚育昌. 计算机工程. 2009(06)
[2]JFFS3文件系统分析与改进[J]. 楼勇,张延园. 科学技术与工程. 2009(03)
[3]SmallFS的研究与实现[J]. 谢俊,刘海涛,管海兵. 计算机工程. 2008(17)
[4]TrueFFS文件系统技术研究及实现[J]. 赵旭,罗晋,吴捷,杨杰,祝小莲. 信息安全与通信保密. 2008(05)
[5]FAT16文件系统在单片机存储系统上的实现[J]. 关硕,关济实. 科技信息(科学教研). 2008(13)
[6]YAFFS文件系统的研究与改进[J]. 孙丰,张福新. 计算机工程. 2008(05)
[7]基于NAND Flash的嵌入式文件系统的改进与优化[J]. 杨春林,雷航. 计算机应用. 2007(12)
[8]NAND FLASH文件系统的设计与实现[J]. 张雪,杨春林,黄娟. 福建电脑. 2007(10)
[9]在Linux中实现大容量NAND Flash的YAFFS2文件系统[J]. 展中华,杜刚. 电脑编程技巧与维护. 2007(05)
[10]嵌入式系统中Nand-Flash的原理及应用[J]. 黄海军,王宜怀. 计算机时代. 2007(04)
硕士论文
[1]Linux上Ext2 Snapshot文件系统的设计与实现[D]. 邢双明.东南大学 2006
[2]嵌入式文件系统的设计和实现[D]. 成巍.电子科技大学 2006
[3]嵌入式Linux文件系统的设计与实现[D]. 郑桦.武汉理工大学 2004
[4]嵌入式Linux文件系统的设计和实践[D]. 吴娴.苏州大学 2003
[5]日志文件系统在嵌入式存储设备上的设计和实现[D]. 郑良辰.中国科学院软件研究所 2001
本文编号：3233734
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