CN102193857B - 一种嵌入式系统中fat文件系统异常状态量化测定方法 - Google Patents

Abstract

一种嵌入式系统中FAT文件系统异常状态量化测定方法，依据FAT文件出现异常所引起的数据损失情况将各种异常进行分级，为各级异常赋予相应的数据损失权重，最后依据发生异常级别和次数使用量化方式表示文件系统工作状态。本发明提供一种有效实现异常状态测量、交互性良好的嵌入式系统中FAT文件系统异常状态量化测定方法。

Description

一种嵌入式系统中FAT文件系统异常状态量化测定方法

技术领域

本发明涉及一种嵌入式系统中FAT文件系统异常状态量化测定方法。

背景技术

FAT文件系统以其兼容性好、简单易用等优点而得到广泛应用，已经有越来越多的嵌入式存储设备选择FAT作为其文件系统。然而FAT文件系统在某些异常情况下的稳定性较差。例如，在系统掉电时容易发生FAT文件系统完整性受到破坏的现象，虽然可以通过某些修复工具进行修复，但是异常发生的次数、种类、数据丢失程度和文件系统工作状态却没有体现和表示出来。

发明内容

为了克服现有的嵌入式系统中FAT文件系统无异常状态测量功能、交互性差的不足，本发明提供一种有效实现异常状态测量、交互性良好的嵌入式系统中FAT文件系统异常状态量化测定方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种嵌入式系统中FAT文件系统异常状态量化测定方法，依据FAT文件出现异常所引起的数据损失(包括异常造成损失的数据量和异常对两文件系统正常运行影响两方面)情况将各种异常进行分级，为各级异常赋予相应的数据损失权重，最后依据发生异常级别和次数使用量化方式表示文件系统工作状态。

进一步，依据文件系统出现异常所引起的数据损失情况将各种异常进行分级，将异常分为三级：低、中、高，各级异常的包含情况如表2所示：

表2

依据各种不同异常所引起文件系统数据损失大小，将各级异常给予不同的数据损失单位权重，各级异常数据损失单位权重划分规则为：较低一级异常数据损失总权重小于较高一级异常数据损失的单位权重，如表2所示，其中W_low为低级异常数据损失单位权重，W_mid为中级异常数据损失单位权重，W_high为高级异常数据损失单位权重。

再进一步，使用量化方式为FAT文件系统状态FatStatus进行评分，如公式(1)所示：

FatStatus＝max(0，FullScore-W_high×min(N_high，M_high)-W_mid×min(N_mid，M_mid)-W_low×min(N_low，M_low))    (1)

公式(1)中，FullScore代表文件系统在无异常状态下的总分值；N_high为高级异常次数，N_mid为中级异常次数，N_low为低级异常次数；M_high为高级异常次数阈值，M_mid为中级异常次数阈值，M_low为低级异常次数阈值；max()函数为取两数中较大值，min()函数为取两数中较小值；

公式(1)中各级异常数据损失权重之间存在如下的关系：低级异常数据损失的单位权重小于中级异常数据损失的单位权重，中级异常数据损失的单位权重小于高级异常数据损失的单位权重；低级异常数据损失的最大总权重应该小于中级异常数据损失的单位权重；中级异常数据损失的最大总权重应该小于高级异常数据损失的单位权重；高级异常数据损失的最大总权重应该小于等于FullScore，以上关系如公式(2)所示：

$\left\{\begin{array}{c}{W}_{\mathrm{low}}<W_{\mathrm{mid}}<W_{\mathrm{high}}\\ W_{\mathrm{low}}\&times;M_{\mathrm{low}}<W_{\mathrm{mid}}\\ W_{\mathrm{mid}}\&times;M_{\mathrm{mid}}<W_{\mathrm{high}}\\ W_{\mathrm{high}}{\&times;M}_{\mathrm{high}}\&le;\mathrm{FullScore}\end{array}\right.---\left(2\right).$

本发明的技术构思为：(1)依据各种异常所引起的FAT文件系统数据丢失大小进行异常分级。在本发明中将实验所复现的文件系统异常按照数据损失情况分为：低、中、高，三级。

(2)将各级异常赋予相应的数据损失单位权重，其中各级异常数据损失单位权重划分规则为：较低一级数据损失总权重应该小于较高一级数据损失的单位权重。

(3)使用量化方式表示文件系统工作状态，如公式(1)所示，公式(1)中各参数关系如公式(2)所示。

本发明的有益效果主要表现在：采用量化方式表示嵌入式系统中FAT文件系统运行状况，可以比较直观、明显的表示文件系统工作状态

附图说明

图1是FAT文件系统异常状态量化测定方法框图

具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1，一种嵌入式系统中FAT文件系统异常状态量化测定方法，该异常状态量化测定方法包括两个阶段。

第一阶段：文件系统异常状态量化测定规则学习阶段，包含步骤1)-4)；

第二阶段：文件系统异常状态量化测定规则应用阶段，包含步骤5)-8)。

所述FAT文件系统异常状态量化测定方法包括以下步骤：

1)、由于FAT文件系统的异常绝大多数情况下是由于数据在写入遭遇系统掉电时造成的，因此本发明首先采用手动掉电实验复现在嵌入式系统下FAT文件系统写入数据可能发生的异常，经过大量实验复现了如表1所示的大量FAT文件系统可能遇到的异常。各种异常的原因和对系统影响已经在表1中给出了说明。

表1

2)、由于文件系统掉电异常影响大小不同，如表1所示。依据文件系统出现的异常数据损失大小将各种异常进行分级。在本发明中将掉电实验复现的异常依据其所造成的数据损失情况分为三级：低、中、高。各级所包含的具体异常如表2所示。

表2

3)、依据文件系统出现的异常影响大小，本发明将各种异常赋予不同的数据损失单位权重，各级异常权重划分规则为：较低一级异常数据损失总权重应该小于较高一级异常数据损失的单位权重。如表2所示。其中W_low、W_mid、W_high分别代表低级异常数据损失单位权重、中级异常数据损失单位权重和高级异常数据损失单位权重。

4)、接着依据各级异常出现的次数和各级异常的单位权重，本发明使用量化方式为FAT文件系统状态(FatStatus)进行评分，如公式(1)所示。

公式(1)中，FullScore代表文件系统在无异常状态下的总分值；N_high为高级异常次数，N_mid为中级异常次数，N_low为低级异常次数；M_high为高级异常次数阈值，M_mid为中级异常次数阈值，M_low为低级异常次数阈值；max()函数为取两数中较大值，min()函数为取两数中较小值。公式(1)中各级异常数据损失权重之间存在如下的关系：低级异常数据损失的单位权重小于中级异常数据损失的单位权重，中级异常数据损失的单位权重小于高级异常数据损失的单位权重；低级异常数据损失的最大总权重应该小于中级异常数据损失的单位权重；中级异常数据损失的最大总权重应该小于高级异常数据损失的单位权重；高级异常数据损失的最大总权重应该小于等于FullScore。

例如将FullScore设置为100，公式(1)和(2)中的典型参数选取如下，W_low设为1，W_mid设为20，W_high设为100。依据公式(3)选取M_low＝19，M_mid＝4，M_high＝1。由于高级别异常为设备损坏时出现的情况，因此本发明将其数据损失单位权重值W_high设为与FullScore的值相同，即只要出现高级别异常，文件系统整体状态FatStatus值为0。将依据检测到的各级异常出现的次数即可通过公式(1)得到当前文件系统工作状态评分。

例如将FullScore设置为100，W_low设为1，W_mid设为20，W_high设为100时，系统的工作状态评分为65。由此可以得出文件由于异常损失数据的总权重应该为35，在这个损失的数据总权重中包含0个高级异常，1个中级异常，15低级异常。这样很容易从最终的文件系统工作状态评分中得出文件系统各级异常的发生次数和数据损失的大致情况。

5)、当检测某一个嵌入式系统中FAT文件系统工作状态时首先按照FAT文件规范(微软的FAT文件系统白皮书)和步骤1)中复现的文件系统异常的原因，检测文件系统中是否出现表1所示各种异常和各种异常出现次数。

6)、按照文件系统异常状态量化测定规则学习阶段中异常分级情况如表2所示，将步骤5)中检测到的异常进行分级。

7)、为各级异常赋予相应的数据损失单位权重，其必须满足文件系统异常状态量化测定规则学习阶段中异常数据损失单位权重划分规则。

8)、依据步骤5)所获得的各级异常发生次数、步骤6)中各级异常分级和步骤7)中所赋予各级异常带来的数据损失单位权重按照公式(1)计算当前文件系统工作状态评分，其中，公式(1)中各参数大小关系应符合公式(2)。

尽管已经示出并描述了本发明的实施例，但本领域的技术人员应该理解，在未背离发明精神和原理的情况下，在所附权利要求及其等效物限定的范围内，可以对这些实例做各种改变。

Claims (1)

1.一种嵌入式系统中FAT文件系统异常状态量化测定方法，其特征在于：依据FAT文件出现异常所引起的数据损失情况将各种异常进行分级，为各级异常赋予相应的数据损失权重，最后依据发生异常级别和次数使用量化方式表示文件系统工作状态依据文件系统出现异常所引起的数据损失情况将各种异常进行分级，将异常分为三级：低、中、高，各级异常的包含情况如表1所示：

表1

依据各种不同异常所引起文件系统数据损失大小，将各级异常给予不同的数据损失单位权重，各级异常数据损失单位权重划分规则为：较低一级异常数据损失总权重小于较高一级异常数据损失的单位权重，如表1所示，其中W_low为低级异常数据损失单位权重，W_mid为中级异常数据损失单位权重，W_high为高级异常数据损失单位权重；

使用量化方式为FAT文件系统状态FatStatus进行评分，如公式(1)所示：

FatStatus＝max(0,FullScore-W_high×min(N_high,M_high)-W_mid×min(N_mid,M_mid)-W_low×min(N_low,M_low))   (1)

公式(1)中，FullScore代表文件系统在无异常状态下的总分值；N_high为高级异常次数，N_mid为中级异常次数，N_low为低级异常次数；M_high为高级异常次数阈值，M_mid为中级异常次数阈值，M_low为低级异常次数阈值；max()函数为取两数中较大值，min()函数为取两数中较小值；

公式(1)中各级异常数据损失权重之间存在如下的关系：低级异常数据损失的单位权重小于中级异常数据损失的单位权重，中级异常数据损失的单位权重小于高级异常数据损失的单位权重；低级异常数据损失的最大总权重小于中级异常数据损失的单位权重；中级异常数据损失的最大总权重小于高级异常数据损失的单位权重；高级异常数据损失的最大总权重小于等于FullScore，以上关系如公式(2)所示：

$\left\{\begin{array}{c}{W}_{\mathrm{low}}<W_{\mathrm{mid}}<W_{\mathrm{high}}\\ W_{\mathrm{low}}\&times;M_{\mathrm{low}}<W_{\mathrm{mid}}\\ W_{\mathrm{mid}}\&times;M_{\mathrm{mid}}<W_{\mathrm{high}}\\ W_{\mathrm{high}}\&times;M_{\mathrm{high}}\&le;\mathrm{FullScore}\end{array}\right.---\left(2\right).$