CN114327292A - 文件管理方法、系统、电子设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种文件管理方法、系统、电子设备和存储介质，应用于Flash存储器，Flash存储器包括第一目录区，用于存储文件的文件信息；文件管理方法包括：响应于针对目标文件的文件信息变动操作，判断第一目录区是否存在剩余存储空间；若判断结果为是，则将第一目录区中目标文件的文件信息标记为无效文件信息，并将基于变动操作得到的文件信息写入第一目录区；若判断结果为否，则将第一目录区中的无效文件信息进行擦除，再将基于变动操作得到的文件信息写入第一目录区。通过这种方法使得Flash存储器不需要每发生一次文件信息变动即对Flash存储器进行一次擦除操作，能够有效地延长Flash存储器的使用寿命。

Description

文件管理方法、系统、电子设备和存储介质

技术领域

本发明涉及计算机领域，尤其涉及一种文件管理方法、系统、电子设备和存储介质。

背景技术

Flash(闪存)存储器是一种长寿命非易失性的存储器，其特点是在断电情况下仍能长久地保存数据。

Flash存储器的缺点在于每一次写入数据前都需要擦除对应的扇区，且Flash是有擦除次数限制，一般Flash存储器扇区的擦除寿命在10万次，频繁进行文件信息的改动会导致Flash存储器异常。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中频繁改动文件信息导致Flash存储器异常的缺陷，提供一种文件管理方法、系统、电子设备和存储介质。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

作为本发明的一方面，提供一种文件管理方法，应用于Flash存储器，所述Flash存储器包括第一目录区，所述第一目录区用于存储文件的文件信息；所述文件管理方法包括：

响应于针对目标文件的文件信息变动操作，判断所述第一目录区是否存在剩余存储空间；

若判断结果为是，则将所述第一目录区中所述目标文件的文件信息标记为无效文件信息，并将基于变动操作得到的文件信息写入所述第一目录区；

若判断结果为否，则将所述第一目录区中的无效文件信息进行擦除，再将基于变动操作得到的文件信息写入所述第一目录区。

可选地，所述将所述目录区中的无效文件信息进行擦除的步骤包括：

将所述第一目录区中的有效文件信息备份至外部存储器，所述外部存储器为随机存取存储器；

将所述第一目录区进行整区擦除；

将所述随机存取存储器中的有效文件信息写入擦除后的所述第一目录区。

可选地，所述Flash存储器还包括第二目录区，所述第二目录区用于备份所述第一目录区的文件信息，所述文件管理方法还包括：

将所述第一目录区中的文件信息与所述第二目录区中的文件信息进行比对；

若所述第一目录区的文件信息与所述第二目录区的文件信息存在差异文件信息，则将所述第一目录区中的所述差异文件信息更新所述第二目录区，所述差异文件信息为存在于第一目录区而不存在于第二目录区中的文件信息。

可选地，所述Flash存储器还包括变化数据区和关键数据区；所述变化数据区用于存储变化数据类型文件的数据内容，所述关键数据区用于存储关键数据类型文件的数据内容；所述文件管理方法还包括：

响应于目标文件的数据内容变动操作，确定所述目标文件的类型；

若所述目标文件的类型为关键数据类型文件，则将基于变动操作得到的数据内容写入关键数据区；

若所述目标文件的类型为变化数据类型文件，则将基于变动操作得到的数据内容写入变化数据区。

可选地，所述关键数据区包括第一子区域和第二子区域；所述将基于变动操作得到的数据内容写入关键数据区包括：

判断所述第一子区域的剩余存储空间是否大于等于所述基于变动操作得到的数据内容的占用空间；

若判断结果为是，则将所述基于变动操作得到的数据内容写入所述第一子区域；

若判断结果为否，则将所述第一子区域中有效的数据内容备份至第二子区域，将所述基于变动操作得到的数据内容写入所述第二子区域，并将所述第一子区域进行整区擦除后写入第二子区域中的数据内容。

可选地，所述第一子区域和所述第二子区域互为备份，所述文件管理方法包括：

将所述第一子区域中的有效数据内容与所述第二子区域中的有效数据内容进行比对；

若所述第一子区域的有效数据内容与所述第二子区域的有效数据内容存在差异数据内容，则将所述差异数据内容写入第二子区域，所述差异数据内容为存在于所述第一子区域而不存在于第二子区域的数据内容。

可选地，所述将所述基于变动操作得到的数据内容写入变化数据区包括：

判断所述变化数据区的剩余存储空间是否大于等于所述基于变动操作得到的数据内容；

若判断结果为是，则将所述基于变动操作得到的数据内容写入所述变化数据区；

若判断结果为否，则将所述变化数据区中最早写入的数据内容擦除以使所述变化数据区的剩余存储空间大于所述基于变动操作得到的数据内容的占用空间，并将所述基于变动操作得到的数据内容写入变化数据区。

可选地，所述存储器还包括数据区和至少两个FAT区；所述数据区用于存储文件的数据内容；所述FAT区用于存储所述数据区的索引信息，所述Flash存储器为所述FAT区分配多个FAT页以存储所述索引信息，每个FAT页还用于存储所述FAT区中数据的变动次数；所述文件管理方法还包括：

响应于对所述数据区中文件的数据内容变动操作，判断当前进行数据写入的FAT页是否大于次数阈值；所述次数阈值即所述FAT页可进行擦除的最大次数；

若判断结果为是，则将对应于变动操作的数据内容的索引信息写入FAT区中其他FAT页。

若判断结果为否，则将对应于变动操作的数据内容的索引信息写入当前进行数据写入的FAT页。

可选地，所述将对应于变动操作的数据内容的索引信息写入FAT区中其他FAT页包括：

将当前进行数据写入的FAT页中的索引信息备份至其他FAT页；

将对应于变动操作的数据内容的索引信息写入备份后的其他FAT页。

作为本发明的另一方面，提供一种文件管理系统，应用于Flash存储器，所述Flash存储器包括第一目录区，所述第一目录区用于存储文件的文件信息；所述文件管理系统包括：

信息变动获取模块，响应于针对目标文件的文件信息变动操作，判断所述第一目录区是否存在剩余存储空间；若判断结果为是，则执行信息标记模块；若判断结果为否，则执行信息擦除模块；

信息标记模块，用于将所述第一目录区中所述目标文件的文件信息标记为无效文件信息，并将基于变动操作得到的文件信息写入所述第一目录区；

信息擦除模块，用于将所述第一目录区中的无效文件信息进行擦除，再将基于变动操作得到的文件信息写入所述第一目录区。

可选地，所述信息擦除模块还包括：

备份单元，用于将所述第一目录区中的有效文件信息备份至外部存储器，所述外部存储器为随机存取存储器；

擦除单元，用于将所述第一目录区进行整区擦除；

写入单元，用于将所述随机存取存储器中的有效文件信息写入擦除后的所述第一目录区。

可选地，所述Flash存储器还包括第二目录区，所述第二目录区用于备份所述第一目录区的文件信息，所述文件管理系统还包括：

文件信息比对模块，用于将所述第一目录区中的文件信息与所述第二目录区中的文件信息进行比对；

写入模块，若所述第一目录区的文件信息与所述第二目录区的文件信息存在差异文件信息，则将所述第一目录区中的所述差异文件信息更新所述第二目录区，所述差异文件信息为存在于第一目录区而不存在于第二目录区中的文件信息。

可选地，所述Flash存储器还包括变化数据区和关键数据区；所述变化数据区用于存储变化数据类型文件的数据内容，所述关键数据区用于存储关键数据类型文件的数据内容；所述文件管理系统还包括：

数据内容变动模块，响应于目标文件的数据内容变动操作，确定所述目标文件的类型；若所述目标文件的类型为关键数据类型文件，则执行关键数据内容写入模块；若所述目标文件的类型为变化数据类型文件，则执行变化数据内容写入模块；

关键数据内容写入模块，用于将基于变动操作得到的数据内容写入关键数据区；

变化数据内容写入模块，用于将基于变动操作得到的数据内容写入变化数据区。

可选地，所述关键数据区包括第一子区域和第二子区域；所述关键数据内容写入模块包括：

剩余空间判断单元，用于判断所述第一子区域的剩余存储空间是否大于等于所述基于变动操作得到的数据内容的占用空间；若判断结果为是，则执行第一子区域写入模块；若判断结果为否，则执行第二子区域写入模块；

第一子区域写入单元，用于将所述基于变动操作得到的数据内容写入所述第一子区域；

第二子区域写入单元，用于将所述第一子区域中有效的数据内容备份至第二子区域，将所述基于变动操作得到的数据内容写入所述第二子区域，并将所述第一子区域进行整区擦除后写入第二子区域中的数据内容。

可选地，所述第一子区域和所述第二子区域互为备份，所述文件管理系统包括：

有效数据内容比对模块，用于将所述第一子区域中的有效数据内容与所述第二子区域中的有效数据内容进行比对；

若所述第一子区域的有效数据内容与所述第二子区域的有效数据内容存在差异数据内容，则将所述差异数据内容写入第二子区域，所述差异数据内容为存在于所述第一子区域而不存在于第二子区域的数据内容。

可选地，所述变化数据内容写入模块包括：

剩余空间判断单元，用于判断所述变化数据区的剩余存储空间是否大于等于所述基于变动操作得到的数据内容；若判断结果为是，则执行变化数据写入单元；若判断结果为否，则执行变化数据擦除单元；

变化数据写入单元，用于将所述基于变动操作得到的数据内容写入所述变化数据区；

变化数据擦除单元，用于将所述变化数据区中最早写入的数据内容擦除以使所述变化数据区的剩余存储空间大于所述基于变动操作得到的数据内容的占用空间，并将所述基于变动操作得到的数据内容写入变化数据区。

可选地，所述存储器还包括数据区和至少两个FAT区；所述数据区用于存储文件的数据内容；所述FAT区用于存储所述数据区的索引信息，所述Flash存储器为所述FAT区分配多个FAT页以存储所述索引信息，每个FAT页还用于存储所述FAT区中数据的变动次数；所述文件管理系统还包括：

数据内容变动模块，响应于对所述数据区中文件的数据内容变动操作，判断当前进行数据写入的FAT页是否大于次数阈值；所述次数阈值即所述FAT页可进行擦除的最大次数；若判断结果为是，则执行其他FAT写入模块；若判断结果为否，则执行当前FAT写入模块。

其他FAT写入模块，用于将对应于变动操作的数据内容的索引信息写入FAT区中其他FAT页。

当前FAT写入模块，用于将对应于变动操作的数据内容的索引信息写入当前进行数据写入的FAT页。

可选地，所述其他FAT写入模块包括：

FAT备份单元，用于将当前进行数据写入的FAT页中的索引信息备份至其他FAT页；

FAT写入单元，将对应于变动操作的数据内容的索引信息写入备份后的其他FAT页。

作为本发明的另一方面，提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的文件管理方法。

作为本发明的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的文件管理方法。

本发明的积极进步效果在于：本发明在发生文件变动操作时，将之前的文件信息进行无效标记后将更改后的文件信息重新写入Flash存储器的空白区域，通过这种改进方式使得Flash存储器不需要每发生一次文件信息变动即对Flash存储器进行一次擦除操作，能够有效地延长Flash存储器的使用寿命。

附图说明

图1a为本发明一示例性实施例提供的一种文件管理方法的FatFs系统结构示意图；

图1b为本发明一示例性实施例提供的一种文件管理方法的FatFs文件系统结构示意图；

图1c为本发明一示例性实施例提供的一种文件管理方法的目录区场景示意图；

图2为本发明一示例性实施例提供的一种文件管理方法的流程示意图；

图3为本发明一示例性实施例提供的一种文件管理方法的步骤S103的流程示意图；

图4为本发明一示例性实施例提供的一种文件管理方法的部分流程示意图；

图5为本发明一示例性实施例提供的一种文件管理方法的数据区场景示意图；

图6为本发明一示例性实施例提供的一种文件管理方法的部分流程示意图；

图7为本发明一示例性实施例提供的一种文件管理方法的关键数据区场景示意图；

图8为本发明一示例性实施例提供的一种文件管理方法的步骤S203流程示意图；

图9为本发明一示例性实施例提供的一种文件管理方法的变化数据区场景示意图；

图10为本发明一示例性实施例提供的一种文件管理方法的FAT区与数据区映射关系示意图；

图11为本发明一示例性实施例提供的一种文件管理方法的部分流程示意图；

图12为本发明一示例性实施例提供的一种文件管理方法的FAT区场景示意图；

图13为本发明一示例性实施例提供的一种文件管理方法的保留区场景示意图。

图14为本发明一示例性实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

本发明实施例提供一种文件管理方法，基于文件管理系统对Flash存储器(闪存)进行管理，文件管理系统可以但不限于采用FatFs文件系统。图1a是本发明一示例性实施例提供的一种FatFs文件系统的系统架构示意图，其中第一层为APP(应用程序)层，即嵌入式系统中的应用程序，作为本发明的文件信息变动和文件的数据内容变动操作的发起者；第二层为Quecklink FreeRTOS SDK层，为FatFs文件系统所在，可基于APP层的变动操作将其写入Flash存储器；BSP(Board Support Package，板级支持包)层为系统提供完整的软件资源包；Hardware(硬件)层为Flash存储器所在。参见图1b，FatFs文件系统在存储器中的整体结构将存储器主要分为了四个区：保留区、目录区、FAT区和数据区。

下面结合图1a和1b介绍文件管理过程。

目录区用于存储文件的文件信息，参见图1c，图中的目录区以32字节(仅是举例说明，实际应用时可以根据实际情况自行设置)为单位组成一个根目录表，每一个目录项对应一个文件，一页FLASH 4096字节可表示128个文件，根据项目需要可灵活配置多页Flash作为目录区。图中所示的根目录表对应本发明中的目录区，其中映射了目录区中存储的文件信息，所述文件信息包括但不限于以下任一种或多种：文件名称、文件属性、创建时间、文件格式、访问日期等。图中Root Dictory SFN Entry Data Structure即为根目录项的输入数据结构，其中0-10个字节用于存储文件名称，第11个字节用于存储文字属性，第12个字节为保留字节，第13-17个字节用于存储文件创建时间，第18-19个字节用于存储文件的访问数据，第22-23字节用于存储修改时间，第24-25个字节用于存储修改日期，第20-21和26-27字节用于存储集群地址，第28-31字节用于存储文件大小。由于目录区中存储的数据为文件的文件信息，所以其在文件信息发生改变时，例如文件创建、文件修改、文件删除，都会导致文件信息的变动，变动频率频繁，相关技术中，对于每次文件信息的变动，即便只有一个目录项变动，均需要擦除整页FLASH，FLASH是有擦除次数限制，频繁擦除会影响FLASH的使用寿命。

基于此，本发明实施例的文件管理方法对相关技术中目录区的写入机制进行优化，减少对目录区中存储的文件信息频繁改动而导致的FLASH存储器的频繁擦除。

图2为本发明一示例性实施例提供的一种文件管理方法的流程图，应用于Flash存储器，所述Flash存储器包括第一目录区，所述第一目录区用于存储文件的文件信息；所述文件管理方法包括以下步骤：

S101、响应于针对目标文件的文件信息变动操作，判断所述第一目录区是否存在剩余存储空间。

若判断结果为是，则执行步骤S102；若判断结果为否，则执行步骤S103。

其中，所述文件信息变动操作包括：文件创建、文件修改、文件删除操作。当所述文件变动操作为文件创建、文件修改等需进行写入的操作时，则需要判断所述第一目录区对应的存储空间中是否有足够的位置进行写入。

S102、将所述第一目录区中所述目标文件的文件信息标记为无效文件信息，并将基于变动操作得到的文件信息写入所述第一目录区。

其中，将所述第一目录区中所述目标文件的文件信息标记为无效文件信息的操作具体包括：将第一目录区的目标文件在存储空间中对应的目录项清零，所述目录项即指在Flash存储器中存储的文件信息。目录项清零指的是将目录项所在的存储区域均改写为“0”，而不是当发生数据变动时就执行整页Flash擦除操作。由于Flash存储器的特性，Flash存储器是二进制存储，其写入特性只能由“1”写为“0”，而将“0”写为“1”则需要对Flash存储器进行整页擦除，即将整页Flash中所有数据进行擦除，其中页为Flash存储器最小擦除单位。因此本实施例通过将对应的目录项清零的操作即可将该目录项占用，且由于该目录项变为全零则标志着该目录项中的数据变为无效数据，在第一目录区存在剩余存储空间，依然可以写入变动后的文件信息的操作。基于变动操作得到的新的目标文件的文件信息写入所述第一目录区对应的存储空间中能够进行写入位置。

S103、将所述第一目录区中的无效文件信息进行擦除，再将基于变动操作得到的文件信息写入所述第一目录区。

其中，参见图3，所述将所述第一目录区中的无效文件信息进行擦除的步骤具体包括：

S1031、将所述第一目录区中的有效文件信息备份至外部存储器，所述外部存储器为随机存取存储器。

其中，将所述第一目录区中所有有效的文件信息，即Flash存储器对应的存储空间中不为全零的目录项提取到RAM(随机存取存储器)存储器中进行有效目录项备份。

S1032、将所述第一目录区进行整区擦除。

其中，在Flash存储器中将第一目录区对应的存储空间中所有的目录项擦除恢复为空的状态，此时第一目录区能够进行重新写入。

可以理解的，基于Flash存储器的特性，当第一目录区不存在剩余存储空间时，无法再写入文件信息，只能将第一目录区对应的Flash页进行擦除。

S1033、将所述随机存取存储器中的有效文件信息写入擦除后的所述第一目录区。

其中，将提取的有效文件信息，即不为全零的目录项从RAM存储器中恢复至Flash存储器中。

通过上述步骤，目录区不再需要每发生一次文件信息变动就要将对应的存储空间进行一次擦除操作，而是将更改前的文件信息进行无效标记接着将更改后的文件信息直接写入空白区域，待到目录区对应的存储空间写满后将所有的有效文件信息汇整再进行整区擦除，这样即使目录区发生了多次文件信息变动也只需要统一擦除一次。通过这样的循环写入机制，可以有效减少Flash存储器擦除次数，从而减少Flash存储器反复擦除而导致的坏区情况，延长Flash存储器使用寿命。

在一个实施例中，所述Flash存储器还包括第二目录区，所述第二目录区用于同步备份第一目录区中的文件信息，参见图4，所述文件管理方法还包括：

S104、将所述第一目录区中的文件信息与所述第二目录区中的文件信息进行比对。

S105、若所述第一目录区的文件信息与所述第二目录区的文件信息存在差异文件信息，则将所述第一目录区中的所述差异文件信息更新所至第二目录区。

其中，差异文件信息为存在于第一目录区而不存在于第二目录区中的文件信息。

其中，每当第一目录区发生一次文件信息的变动，即同步对第二目录区进行文件信息的更新，使得第一目录区和第二目录区之间保持动态平衡。这样即便Flash存储器的第一目录区在写入数据或者擦除数据时发生了断电情况，也不会导致之前所存储的所有数据都丢失的问题。当第一目录区发生断电导致数据丢失时，可以复制第二目录区的数据来恢复第一目录区，使得Flash存储器的数据安全性能大大提升。

在一个实施例中，所述文件管理方法还用于管理数据区，数据区用于存储文件中的数据内容，参见图5，图中映射了数据区中存储的数据内容，数据区的存储是以簇为单位，其中一个簇又由多个数据扇区组成，数据区在Flash存储器中分配有对应的存储空间。

针对不同类型文件的数据内容不同，其对Flash存储器的应用也不尽相同，因此在本实施例中，按照所要存储的文件类型将其划分成两类：关键数据类型文件及变化数据类型文件。关键数据类型文件一般用于保存设备的运行参数等不会频繁进行变动的数据内容，而变化数据类型文件一般存储用于存储会进行频繁更新的数据内容。因此，基于不同的类型文件本实施例提供两种不同类型的数据区以存储不同类型的数据内容：将数据区划分为关键数据区和变化数据区，关键数据区用于存储关键数据类型文件的数据内容，变化数据区用于存储变化数据类型文件的数据内容。参见图6，所述文件管理方法还包括：

S201、响应于目标文件的数据内容变动操作，确定所述目标文件的类型是否为关键数据类型。

若目标文件的类型为关键数据类型文件，则执行步骤S202；若目标文件的类型为变化数据类型文件，则执行步骤S203；

S202、将基于变动操作得到的数据内容写入关键数据区。

S203、将基于变动操作得到的数据内容写入变化数据区。

在一个实施例中，关键数据区还包括第一子区域和第二子区域，步骤S202具体包括：判断所述第一子区域的剩余存储空间是否大于等于所述基于变动操作得到的数据内容的占用空间。若判断结果为是，说明基于变动操作得到的数据内容能够写入第一子区域，则将基于变动操作得到的数据内容写入第一子区域；若判断结果为否，说明基于变动操作得到的数据内容不能够写入第一子区域，则将第一子区域中有效的数据内容备份至第二子区域，将基于变动操作得到的数据内容写入第二子区域，并将第一子区域进行整区擦除后写入第二子区域中的数据内容。

通过上述步骤能够使得第一子区域和第二子区域进行交替循环写入的方式能够避免在写入数据时发生关键数据区的数据内容丢失的问题，即使在写入时发生掉电也仍有一个区域中存储有关键数据类型文件的数据内容，更有效地保护Flash存储器中存储的数据。

因为第一子区域和第二子区域中存储的是较为重要的数据内容，将第一子区域和第二子区域相互作为备份区域，备份的步骤包括：将第一子区域中的有效数据内容与第二子区域中的有效数据内容进行比对；若所述第一子区域的有效数据内容与所述第二子区域的有效数据内容存在差异数据内容，则将所述差异数据内容写入第二子区域，所述差异数据内容为存在于所述第一子区域而不存在于第二子区域的数据内容。

举例来说，将第一子区域中没有的有效数据内容写入第二子区域，将第二子区域没有的有效数据内容写入第一子区域。

以图7例对本实施例进一步讲述，图中展示了关键数据区的第一子区域和第二子区域示意图，record表示已有数据内容写入，其中文件A对应第一子区域，文件B对应第二子区域。当发生数据内容的变动时，若第一子区域能写入，将第一子区域作为关键数据类型文件的数据内容的当前写入区域，将基于变动操作得到的数据内容写入第一子区域的剩余空间，并基于第一子区域中数据内容同步更新第二子区域，使得第一子区域和第二子区域中都存有相同的有效数据内容。若第一子区域不能写入，则将第二子区域擦除，并将第一子区域中的有效数据内容备份至第二子区域，并将第二子区域作为关键数据类型文件的数据内容的当前写入区域，将基于变动操作得到的数据内容写入第二子区域的剩余空间，同时基于第二子区域中的数据内容同步更新第一子区域，使得第一子区域与第二子区域中都存有相同的有效数据内容。有效数据内容指在Flash存储器对应的存储空间中有写入数据的内容。

通过第一子区域与第二子区域交替作为当前写入区域的循环写入方式，能够使得当关键数据类型文件发生数据写入时发生断电的情况下不会出现数据丢失的情况，即在当前写入区域正在写入数据内容时发生断电导致当前写入区域的数据内容丢失时仍然有一个子区域存储着关键数据类型文件的数据内容。

在一个实施例中，参见图8，步骤S203具体包括：

S2031、判断所述变化数据区的剩余存储空间是否大于等于所述基于变动操作得到的数据内容。

若判断结果为是，则执行步骤S2032；若判断结果为否，则执行步骤S2033。

S2032、将所述基于变动操作得到的数据内容写入所述变化数据区；

S2033、将所述变化数据区中最早写入的数据内容擦除以使所述变化数据区的剩余存储空间大于所述基于变动操作得到的数据内容的占用空间，并将所述基于变动操作得到的数据内容写入变化数据区。

以图9为例对本实施例进一步讲述，图中展示了一个变化数据类型文件的数据内容写入方式，record表示已有数据内容写入，块表示所述的Flash存储器的页。变化数据类型文件的数据内容从第一个数据内容开始从头写入对应的存储空间中，当所分配的变化数据区写满时，即对应的存储空间中没有可供写入的空间时，写入位置将跳转至数据内容的头部，即写入时间最早的数据内容，将所述数据内容所在的存储空间进行整区擦除后再从写入时间最早的位置进行数据内容写入，以形成一个循环写入的结构。

通过上述方法使得变化数据区的数据内容形成了一个环形记录区，该环形记录区可以使得数据内容不会集中在同一页Flash存储器上，避免对该页Flash存储器进行反复擦除从而导致损坏。环形记录区通过一种动态擦除、循环写入的方式实现擦写平衡，从而延长Flash存储器的使用寿命。为了减少循环次数，可以申请一个较大的存储空间作为变化数据区。

在一个实施例中，所述文件管理方法还用于管理FAT区，FAT区与数据区相关联，用于映射数据区中存储的数据内容，并对数据区中进行索引，图10展示了FAT区与数据区的映射关系，FAT区中存储的FAT项映射了每个数据区对应的簇所存储的数据内容，所述FAT项即对应本发明中数据内容的索引信息。同时FAT项的末尾还标志了同一个文件的下一个簇号。当数据区存储的数据内容发生的变动大于一个Flash页的操作时，FAT区存储的索引信息会相应的发生变化，因此FAT区所占用的Flash页擦除比较频繁，基于相关技术的FAT区写入机制容易达到Flash擦除寿命次数。

参见图11，本发明实施例的文件管理方法还包括：

S301、响应于对所述数据区中文件的数据内容变动操作，判断所述FAT区的数据变动次数是否小于次数阈值。

若判断结果为是，则执行步骤S302；若判断结果为否，则执行步骤S303。

S302、将对应于变动操作的数据内容的索引信息更新至FAT区；

S303、将所述FAT区进行备份，并对应于变动操作的数据内容更新备份FAT区。

以图12为例对本实施例做进一步说明，由于FAT区会随数据区的数据内容变动而相应发生变动，FAT区的Flash存储器很容易达到擦除寿命而损坏。因此在本实施例中，在FAT区分配的每页Flash存储器中都保留2个字节用于记录Flash页的擦除次数，最大记录65536次。每次发生数据变动时，擦除次数就加1。图中标识的FAT页即为本实施例中所述的每页Flash存储器。在本实施例中为每个FAT区分配多页Flash，即一个FAT区包含多个FAT页。

一般来说，FAT区只在当前FAT页进行数据写入操作，即当前进行写入的Flash页。每当发生一次数据变动操作时，当前FAT页的擦除次数就加一。系统在每次进行FAT区写入操作时，都会判断当前FAT页的擦除次数是否达到最大记录值，所述最大纪录值即对应本发明中的次数阈值。若是未达到次数阈值，则继续在当前FAT页进行数据写入操作。若是达到次数阈值，则在FAT区分配的其他FAT页中随机寻找一个FAT页作为新的当前FAT页，并将达到次数阈值的当前FAT页中的数据内容备份至新的当前FAT页，并将达到次数阈值的当前FAT页进行擦除。寻找到新的当前FAT页后，即将基于变动操作所得到的数据内容的索引信息写入新的当前FAT页中。

同时，本实施例中还包括一个备份FAT区，所述备份FAT区与FAT区的Flash结构一致。备份FAT区在FAT区发生数据变动后，便进行同步更新，使备份FAT区与FAT区中的数据保持动态一致，避免断电导致FAT区数据丢失。通过本实施例，使得频繁发生修改的FAT区的数据也得到了安全保障，不会发生断电丢失的可能。同时，通过记录擦除次数的方式，也能避免FAT区的数据达到擦除次数后，坏区中的数据无法及时处理的情况。

在一个实施例中，所述文件管理方法还用于保留区，保留区中存储的数据如图13所示，均为文件系统的信息和文件系统所管理的Flash存储器的信息，其只在格式化Flash存储器时进行写入，保留区并不会发生频繁地修改，因此只需要对保留区中存储的数据进行备份即可。当保留区的数据发生强电磁干扰导致丢失时，则将备份保留区的内容写入保留区。

在一个实施例中，本实施例中提供的文件管理方法还包括：对Flash存储器中各个区中每次写入的数据都进行一次数据校验，所述数据校验的方法包括但不限于CRC校验。通过数据校验的方式能够确保每个区中写入数据的准确性。

本发明一示例性实施例还提供一种文件管理系统，应用于Flash存储器，所述Flash存储器包括第一目录区，所述第一目录区用于存储文件的文件信息；所述文件管理系统包括：

信息变动获取模块，响应于针对目标文件的文件信息变动操作，判断所述第一目录区是否存在剩余存储空间；若判断结果为是，则执行信息标记模块；若判断结果为否，则执行信息擦除模块；

信息标记模块，用于将所述第一目录区中所述目标文件的文件信息标记为无效文件信息，并将基于变动操作得到的文件信息写入所述第一目录区；

信息擦除模块，用于将所述第一目录区中的无效文件信息进行擦除，再将基于变动操作得到的文件信息写入所述第一目录区。

可选地，所述信息擦除模块还包括：

备份单元，用于将所述第一目录区中的有效文件信息备份至外部存储器，所述外部存储器为随机存取存储器；

擦除单元，用于将所述第一目录区进行整区擦除；

写入单元，用于将所述随机存取存储器中的有效文件信息写入擦除后的所述第一目录区。

可选地，所述Flash存储器还包括第二目录区，所述第二目录区用于备份所述第一目录区的文件信息，所述文件管理系统还包括：

文件信息比对模块，用于将所述第一目录区中的文件信息与所述第二目录区中的文件信息进行比对；

写入模块，若所述第一目录区的文件信息与所述第二目录区的文件信息存在差异文件信息，则将所述第一目录区中的所述差异文件信息更新所述第二目录区，所述差异文件信息为存在于第一目录区而不存在于第二目录区中的文件信息。

可选地，所述Flash存储器还包括变化数据区和关键数据区；所述变化数据区用于存储变化数据类型文件的数据内容，所述关键数据区用于存储关键数据类型文件的数据内容；所述文件管理系统还包括：

数据内容变动模块，响应于目标文件的数据内容变动操作，确定所述目标文件的类型；若所述目标文件的类型为关键数据类型文件，则执行关键数据内容写入模块；若所述目标文件的类型为变化数据类型文件，则执行变化数据内容写入模块；

关键数据内容写入模块，用于将基于变动操作得到的数据内容写入关键数据区；

变化数据内容写入模块，用于将基于变动操作得到的数据内容写入变化数据区。

可选地，所述关键数据区包括第一子区域和第二子区域；所述关键数据内容写入模块包括：

剩余空间判断单元，用于判断所述第一子区域的剩余存储空间是否大于等于所述基于变动操作得到的数据内容的占用空间；若判断结果为是，则执行第一子区域写入模块；若判断结果为否，则执行第二子区域写入模块；

第一子区域写入单元，用于将所述基于变动操作得到的数据内容写入所述第一子区域；

第二子区域写入单元，用于将所述第一子区域中有效的数据内容备份至第二子区域，将所述基于变动操作得到的数据内容写入所述第二子区域，并将所述第一子区域进行整区擦除后写入第二子区域中的数据内容。

可选地，所述第一子区域和所述第二子区域互为备份，所述文件管理系统包括：

有效数据内容比对模块，用于将所述第一子区域中的有效数据内容与所述第二子区域中的有效数据内容进行比对；

若所述第一子区域的有效数据内容与所述第二子区域的有效数据内容存在差异数据内容，则将所述差异数据内容写入第二子区域，所述差异数据内容为存在于所述第一子区域而不存在于第二子区域的数据内容。

可选地，所述变化数据内容写入模块包括：

剩余空间判断单元，用于判断所述变化数据区的剩余存储空间是否大于等于所述基于变动操作得到的数据内容；若判断结果为是，则执行变化数据写入单元；若判断结果为否，则执行变化数据擦除单元；

变化数据写入单元，用于将所述基于变动操作得到的数据内容写入所述变化数据区；

变化数据擦除单元，用于将所述变化数据区中最早写入的数据内容擦除以使所述变化数据区的剩余存储空间大于所述基于变动操作得到的数据内容的占用空间，并将所述基于变动操作得到的数据内容写入变化数据区。

可选地，所述存储器还包括数据区和至少两个FAT区；所述数据区用于存储文件的数据内容；所述FAT区用于存储所述数据区的索引信息，所述Flash存储器为所述FAT区分配多个FAT页以存储所述索引信息，每个FAT页还用于存储所述FAT区中数据的变动次数；所述文件管理系统还包括：

数据内容变动模块，响应于对所述数据区中文件的数据内容变动操作，判断当前进行数据写入的FAT页是否大于次数阈值；所述次数阈值即所述FAT页可进行擦除的最大次数；若判断结果为是，则执行其他FAT写入模块；若判断结果为否，则执行当前FAT写入模块。

其他FAT写入模块，用于将对应于变动操作的数据内容的索引信息写入FAT区中其他FAT页。

当前FAT写入模块，用于将对应于变动操作的数据内容的索引信息写入当前进行数据写入的FAT页。

可选地，所述其他FAT写入模块包括：

FAT备份单元，用于将当前进行数据写入的FAT页中的索引信息备份至其他FAT页；

FAT写入单元，将对应于变动操作的数据内容的索引信息写入备份后的其他FAT页。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

本发明一示例性实施例还提供了一种电子设备，参见图14，示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性电子设备40的框图。图14显示的电子设备40仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图14所示，电子设备40可以以通用计算设备的形式表现，例如其可以为服务器设备。电子设备40的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理器41、上述至少一个存储器42、连接不同系统组件(包括存储器42和处理器41)的总线43。

总线43包括数据总线、地址总线和控制总线。

存储器42可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器(RAM)421和/或高速缓存存储器422，还可以进一步包括只读存储器(ROM)423。

存储器42还可以包括具有一组(至少一个)程序模块424的程序工具425(或实用工具)，这样的程序模块424包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

处理器41通过运行存储在存储器42中的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如上述任一实施例所提供的方法。

电子设备40也可以与一个或多个外部设备44(例如键盘、指向设备等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口45进行。并且，模型生成的电子设备40还可以通过网络适配器46与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器46通过总线43与模型生成的电子设备40的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合模型生成的电子设备40使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、RAID(磁盘阵列)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了电子设备的若干单元/模块或子单元/模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多单元/模块的特征和功能可以在一个单元/模块中具体化。反之，上文描述的一个单元/模块的特征和功能可以进一步划分为由多个单元/模块来具体化。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述任一实施例所提供的方法。

其中，可读存储介质可以采用的更具体可以包括但不限于：便携式盘、硬盘、随机存取存储器、只读存储器、可擦拭可编程只读存储器、光存储器件、磁存储器件或上述的任意合适的组合。

在可能的实施方式中，本发明实施例还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行实现上述任一实施例的方法。

其中，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明的程序代码，所述程序代码可以完全地在用户设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户设备上部分在远程设备上执行或完全在远程设备上执行。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种文件管理方法，其特征在于，应用于Flash存储器，所述Flash存储器包括第一目录区，所述第一目录区用于存储文件的文件信息；所述文件管理方法包括：

响应于针对目标文件的文件信息变动操作，判断所述第一目录区是否存在剩余存储空间；

若判断结果为是，则将所述第一目录区中所述目标文件的文件信息标记为无效文件信息，并将基于变动操作得到的文件信息写入所述第一目录区；

若判断结果为否，则将所述第一目录区中的无效文件信息进行擦除，再将基于变动操作得到的文件信息写入所述第一目录区。

2.根据权利要求1所述的文件管理方法，其特征在于，所述将所述目录区中的无效文件信息进行擦除的步骤包括：

将所述第一目录区中的有效文件信息备份至外部存储器，所述外部存储器为随机存取存储器；

将所述第一目录区进行整区擦除；

将所述随机存取存储器中的有效文件信息写入擦除后的所述第一目录区。

3.如权利要求1所述文件管理方法，其特征在于，所述Flash存储器还包括第二目录区，所述第二目录区用于备份所述第一目录区的文件信息，所述文件管理方法还包括：

将所述第一目录区中的文件信息与所述第二目录区中的文件信息进行比对；

若所述第一目录区的文件信息与所述第二目录区的文件信息存在差异文件信息，则将所述第一目录区中的所述差异文件信息更新所述第二目录区，所述差异文件信息为存在于第一目录区而不存在于第二目录区中的文件信息。

4.如权利要求1所述文件管理方法，其特征在于，所述Flash存储器还包括变化数据区和关键数据区；所述变化数据区用于存储变化数据类型文件的数据内容，所述关键数据区用于存储关键数据类型文件的数据内容；所述文件管理方法还包括：

响应于目标文件的数据内容变动操作，确定所述目标文件的类型；

若所述目标文件的类型为关键数据类型文件，则将基于变动操作得到的数据内容写入关键数据区；

若所述目标文件的类型为变化数据类型文件，则将基于变动操作得到的数据内容写入变化数据区。

5.如权利要求4所述的文件管理方法，其特征在于，所述关键数据区包括第一子区域和第二子区域；所述将基于变动操作得到的数据内容写入关键数据区包括：

判断所述第一子区域的剩余存储空间是否大于等于所述基于变动操作得到的数据内容的占用空间；

若判断结果为是，则将所述基于变动操作得到的数据内容写入所述第一子区域；

若判断结果为否，则将所述第一子区域中有效的数据内容备份至第二子区域，将所述基于变动操作得到的数据内容写入所述第二子区域，并将所述第一子区域进行整区擦除后写入第二子区域中的数据内容。

6.如权利要求5所述的文件管理方法，其特征在于，所述第一子区域和所述第二子区域互为备份，所述文件管理方法包括：

将所述第一子区域中的有效数据内容与所述第二子区域中的有效数据内容进行比对；

若所述第一子区域的有效数据内容与所述第二子区域的有效数据内容存在差异数据内容，则将所述差异数据内容写入第二子区域，所述差异数据内容为存在于所述第一子区域而不存在于第二子区域的数据内容。

7.如权利要求4所述的文件管理方法，其特征在于，所述将所述基于变动操作得到的数据内容写入变化数据区包括：

判断所述变化数据区的剩余存储空间是否大于等于所述基于变动操作得到的数据内容；

若判断结果为是，则将所述基于变动操作得到的数据内容写入所述变化数据区；

若判断结果为否，则将所述变化数据区中最早写入的数据内容擦除以使所述变化数据区的剩余存储空间大于所述基于变动操作得到的数据内容的占用空间，并将所述基于变动操作得到的数据内容写入变化数据区。

8.如权利要求1所述的文件管理方法，其特征在于，所述存储器还包括数据区和至少两个FAT区；所述数据区用于存储文件的数据内容；所述FAT区用于存储所述数据区的索引信息，所述Flash存储器为所述FAT区分配多个FAT页以存储所述索引信息，每个FAT页还用于存储所述FAT区中数据的变动次数；所述文件管理方法还包括：

响应于对所述数据区中文件的数据内容变动操作，判断当前进行数据写入的FAT页是否大于次数阈值；所述次数阈值即所述FAT页可进行擦除的最大次数；

若判断结果为是，则将对应于变动操作的数据内容的索引信息写入FAT区中其他FAT页；

若判断结果为否，则将对应于变动操作的数据内容的索引信息写入当前进行数据写入的FAT页。

9.如权利要求8所述的文件管理方法，其特征在于，所述将对应于变动操作的数据内容的索引信息写入FAT区中其他FAT页包括：

将当前进行数据写入的FAT页中的索引信息备份至其他FAT页；

将对应于变动操作的数据内容的索引信息写入备份后的其他FAT页。

10.一种文件管理系统，其特征在于，应用于Flash存储器，所述Flash存储器包括第一目录区，所述第一目录区用于存储文件的文件信息；所述文件管理系统包括：

信息变动获取模块，响应于针对目标文件的文件信息变动操作，判断所述第一目录区是否存在剩余存储空间；若判断结果为是，则执行信息标记模块；若判断结果为否，则执行信息擦除模块；

信息标记模块，用于将所述第一目录区中所述目标文件的文件信息标记为无效文件信息，并将基于变动操作得到的文件信息写入所述第一目录区；

信息擦除模块，用于将所述第一目录区中的无效文件信息进行擦除，再将基于变动操作得到的文件信息写入所述第一目录区。

11.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-9中任一项所述的文件管理方法。

12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-9中任一项所述的文件管理方法。

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