CN1326141A

CN1326141A - 用点阵格式文件复制视窗网络操作系统文件系统的方法

Info

Publication number: CN1326141A
Application number: CN 00108979
Authority: CN
Inventors: 张海宏; 陈玄同; 林光信
Original assignee: Inventec Corp
Current assignee: Zhang Hao
Priority date: 2000-05-25
Filing date: 2000-05-25
Publication date: 2001-12-12
Anticipated expiration: 2020-05-25
Also published as: CN1122920C

Abstract

一种利用点阵格式文件复制文件系统的方法,将一源分区中的数据以数据块的形式储存在一点阵格式文件中,将该源分区的数据块压缩成一映像文件,并将其复制到一目标磁盘上后,将该目标磁盘的目标分区中压缩后的该源分区的点阵格式文件重新解压缩,恢复到该目标分区上,并依据该目标分区的大小及目标磁盘的物理参数,修改该点阵格式文件使其适应从该源分区到该目标分区大小的改变,可确保系统的安全性及完整性,大幅提高复制速度。

Description

用点阵格式文件复制视窗网络操作系统文件系统的方法

本发明是关于一种利用点阵格式文件复制视窗网络操作系统的文件系统的方法，尤指一种在微软(Microsoft)公司的视窗(Windows)网络(Network，以下简称NT)操作系统下，利用点阵格式(SbBitmap)文件复制其文件系统的方法。

文件复制(clone)技术往往是应用在电脑生产线上的量产作业中，其目的是藉助将一安装有操作系统(Operation System，简称OS)及一般应用程序(Application)的源文件系统分区(source filesystem partition，以下简称源分区)制作成一压缩文件，并复制到每一个目标磁盘上然后再予以解压缩，以产生许多与该源分区一模一样的目标磁盘，以提高电脑的量产效率。此外，文件复制技术还可应用于电脑系统的备份上，在电脑系统发生故障时，可利用预先备分的压缩文件，令系统完全恢复。以往，一般的文件复制技术均是采用规则性(依序)方式对文件数据进行压缩，其作业速度极为缓慢。

最近发展的文件复制技术，参阅图1所示，虽不需依照文件的规则性即可随意进行快速压缩，但在目前支持微软公司的NT操作系统下，文件复制技术均是建立在文件系统的基础上，该方法是将一源分区的内容，依据一主文件表(Master File Table，以下简称MFT)表，进行压缩，制作成一映像文件(Image File)，并在复制到每一个目标磁盘上后，再予以解压缩，在此过程中，系统需检索目录表的所有信息，以检索出该源分区上的所有文件，并根据该源分区中的每一文件在解压缩时所需要的目标磁盘的大小、分区情况…等信息，重新修改目标分区上的MFT表。

由于·NT文件(NT File system，以下简称NTFS)是在许多地址上记录文件的相关信息，故在源分区与目标磁盘大小不同的情况下，利用前述文件复制技术所复制的新分区，在不同地址所记录的文件信息，将有所不同，因而破坏了系统的稳定性及完整性，并可能导致复制作业无法进行，甚至令该分区毁损(crash)，且该种复制方法的作业程序繁复，对系统的保护性较差，操作速度较慢。

有鉴于传统文件复制技术过于繁复，且存在复制的新分区在不同地址所记录的文件信息并不相同，将破坏系统的稳定性及完整性，导致复制作业无法进行，甚至令分区毁损的缺点，本发明的目的在于提供如下一种文件复制方法，其与传统文件复制技术间的区别在于采用数据复制而非文件复制的方式，故无须重新构建目标分区上的MFT表，以确保系统的安全性及完整性，大幅提高文件复制速度，尤其是在源分区与目标磁盘的大小不相同的情况下，更能显现其优点。

为了达到上述目的，本发明的利用点阵格式文件复制视窗网络操作系统的文件系统的方法，是将一源分区中的文件数据以数据块的形式储存在一点阵格式文件中，再根据该点阵格式文件将该源分区的数据块压缩成一映像文件，并在该映像文件被复制到一目标磁盘上后，在该目标磁盘的目标分区中，将压缩后的该源分区的点阵格式文件重新予以解压缩后，恢复到该目标分区上，并依据该目标分区的大小及目标磁盘的物理参数，修改该点阵格式文件。

本发明的利用点阵格式文件复制NT文件系统的方法，使仅需藉助简单的数据复制过程，更动很少的文件，且无须重新构建目标分区上的MFT表，数据区也是根据相对位置每簇扇区直接存取，无须经过文件系统，因此速度快。

本发明无需重新构建目标分区上的MFT表，故对分区中记录文件的信息未作任何修改，因而确保了NT文件系统的安全性及完整性。

本发明的操作程序简单，使用者可在不需了解系统内部结构的情形下，即可完成复制NT文件系统的作业。

附图说明：

图1所示为传统复制技术的作业示意图；

图2所示为本发明的复制技术的作业示意图；

图3所示为本发明的作业架构示意图；

图4所示为本发明制作映像文件的流程示意图；

图5所示为本发明寻找点阵格式文件的流程示意图；

图6所示为本发明的压缩过程的架构示意图；

图7所示为本发明将映像文件解压缩到目标分区的流程示意图；

图8所示为本发明修改点阵格式文件的流程示意图。

本发明的技术原理，参阅图2所示，将一源分区2中的数据，以数据块(Data Block)的形式，储存在一点阵格式文件1(或点阵格式表)中，再根据该点阵格式文件1，将该源分区2的数据块压缩成一映像文件3，并在该映像文件3被复制到一磁盘上后，在该目标磁盘的目标分区4(object partition)中，将压缩后的该源分区2的点阵格式文件1，重新予以解压缩，恢复到该目标分区4上，并依据该目标分区的大小及目标磁盘的物理参数，修改该点阵格式文件1，令其适应于该源分区2到该目标分区4大小的改变。

本发明利用该点职格式文件1，将该源分区2上的文件系统复制到该目标分区4中，并在解压缩后，令该目标分区4的数据与该源分区2的数据保持一致的复制技术，主要可分为下列二步骤，请参阅图3所示：

(一)首先，将一源分区2中的数据予以整理，并根据其中的一点阵格式文件，构建成一映像文件3，该映像文件3的起始位置存放于一文件头结构(Image File Header Structure)31中，在该结构中另存储有该源分区中一些重要的物理参数，如：扇区总数(TotalSectors)、分区信息(Partition Information)…等。

(二)其次，对该映橡文件3进行解读，将其中储存的数据恢复到一目标磁盘的目标分区4上，在该解读过程中，先读取该映像文件3的文件头结构31中的参数，再比较该源分区2与该目标分区4的大小，并依据该目标分区4的大小，修改该点阵格式文件及其他相关参数，且写入该目标分区4，从而将该源分区2的数据块内容复制到目标磁盘的目标分区4上。

由于该点阵格式文件是文件系统分区(file system partition)中固有文件，其作用相当于FAT格式的FAT表，故本发明在寻找点阵格式文件的地址时，如图4所示，是先从该源分区的Boot扇区获取MFT表的位置(S401)，然后在MFT表中的前20个记录(record)中寻找该点阵格式文件的记录(S402)，以从该记录中获得该点阵格式文件的物理地址及其大小(S403)，进而得到该点阵格式表的确切地址及尺寸，再通过分析该源分区的数据分布情形，读取源分区中有用的数据，避免该映像文件中出现无用的数据，以尽可能地减少该映像文件的尺寸大小，有效提高硬盘的复制速度。

本发明在制作该映像文件时，参阅图5所示，是先读取该源分区的第一个扇区中的数据(S501)，初始化BIOS参数的数据块(ParameterBlock)(S502)，再将该数据块写入该源分区的启动区(BOOT)内(S503)，且在该点阵格式文件中写入文件系统数据(S504)后，再读取该点阵格式文件，储存至一缓冲区(Buffer)的临时文件中(S505)，并判断读取该点阵格式文件的动作是否结束(S506)？若点阵格式文件已被读完，则将文件数据中的最大簇(Cluster)号转换为最小扇区(Sector)号(S507)，并在该缓冲区中写入该点阵格式文件的剩余数据(S508)后，返回前述读取源分区的扇区中数据的步骤；否则，依记录号读取该点阵格式文件中的一数据块(S509)，再根据该数据块中的数据信息，将对应的数据簇号写入该映像文件中(S510)，并增加数据块的记录号(S511)，且在记录其最大的有用数据簇号(S512)后，返回前述读取源分区的扇区中数据的步骤。

本发明对于该源分区上全部的有用数据，是将其分割成若干数据块，参阅图6所示，并对每一数据块进行压缩处理，再将压缩后的数据逐一存入该映像文件中，这样，可令该映像文件变得更小。

本发明在将该源分区上的文件系统复制到该目标分区上时，仅需将该映像文件解压缩，并根据该目标分区的大小，重新修改该源分区的点阵格式文件，其解压缩的处理程序，参阅图7所示，是先读取该映像文件的文件头结构(S701)，该文件头结构中存放了许多描述该源分区特征的物理参数，如：扇区总数、分区信息…等，此时，本发明将针对自行设定的该映像文件中的数据块数目n值(S702)，判断其是否大于零(S703)？若是，则读取该数据块中的数据(S704)，判断该数据的数据类型(S705)？若该数据是启动区数据(S706)，则修改目标分区的BIOS参数的数据块(S707)，将修改后的结果保存下来(S708)；若该数据是启动C区数据(S709)、文件系统数据(S710)或仅是普通数据(S711)，则将这些数据与所保存的BIOS参数的数据块修改结果，一并写入该目标分区的数据区(S712)，其内容包括分区信息、写入地址及数据内容…等，此时，将数据块数目设为n＝n－1，结束数据处理(S713)，并重复前述程序，重新读取映像文件的文件头，直到映像文件中的所有数据块的内容均被处理完毕即n≤0时，便结束数据解压缩的处理过程(S714)。

本发明在对该点阵格式文件进行修改时，主要是依据所获得的目标分区大小，分成下列三种修改情形：

(1)当目标分区小于或等于源分区时，仅须在原点阵格式文件中

代表目标分区结束的位置处，设置一点阵格式文件结束的标

志。

(2)当目标分区大于源分区，但原点阵格式文件可代表目标分区

结束位置时，清除该文件中目标分区结束位置前的所有冗余

数据，然后在目标分区结束的位置处，设置一点阵格式文件

结束的标志。

(3)当目标分区大于源分区，但原点阵格式文件无法代表目标分

区结束位置时，在目标分区中寻找新的位置，重新产生一点

阵格式文件，复制原点阵格式文件内容到该新的位置，然后

清除目标分区结束位置前的冗余数据，并在目标分区结束的

位置处，设置一点阵格式文件结束的标志。

本发明在对点阵格式文件进行修改时，参阅图8所示，首先，是判断目标分区是否大于源分区(S801)？若目标分区小于或等于源分区，则在原点阵格式文件中设置一文件结束标志(S802)；若目标分区大于源分区，则判断源分区的点阵格式文件是否能代表目标分区中的点阵格式文件的结束标志(S803)？若能，则在原点阵格式文件中清除文件结束标志前的冗余数据(S804)；若源分区的点阵格式文件不能代表目标分区的文件结束标志，则确定新的点阵格式文件的位置，并在该位置上复制源分区的点阵格式文件，且清除冗余数据，并设置一文件结束标志(S805)。

在本发明的一具体实施例中，若其源分区大小为200Mb，可分为400个数据块，其中有用的数据块为100个，则本发明在制作映像文件时，是先将Boot区内的数据写入该映像文件，再将有用的100个数据块写入该文件，并将其点阵格式文件的数据写入该文件，最后，再将该源分区中一些重要的物理参数，如：在扇区总数，分区信息等，写入该文件头结构，这样便完成了该映像文件的制作。

在该实施例中，当本发明将源分区的文件系统恢复到目标分区时，若目标分区的大小为150Mb，则先从该映像文件的文件头结构中读取其数据块的总数(100个)，再逐一恢复启动区数据、100个数据决及点阵格式文件的数据，并在150M的位置处设定分区结束标记：若目标分区的大小为300Mb，则在300Mb的位置处设定分区结束标志，并在点阵格式文件中清除从200Mb至300Mb间的冗余数据。

Claims

1.一种利用点阵格式文件复制视窗网络操作系统的文件系统的方法，该方法是将一源分区中的文件数据以数据块的形式储存在一点阵格式文件中，再根据该点阵格式文件将该源分区的数据块压缩成一映像文件，并在该映像文件被复制到一目标磁盘上后，在该目标磁盘的目标分区中，将压缩后的该源分区的点阵格式文件重新予以解压缩后，恢复到该目标分区上，并依据该目标分区的大小及目标磁盘的物理参数，修改该点阵格式文件。

2.如权利要求1所述的文件复制方法，其特征在于，在寻找该点阵格式文件时，先从该源分区的Boot区获取MFT表的位置，然后在该MFT表中的前20个记录中寻找该点阵格式文件的记录，以从该记录中获得该点阵格式文件的物理地址及其大小，进而得到该点阵格式表的确切地址及尺寸。

3.权利要求1所述的文件复制方法，其特征在于，对于该源分区上全部的有用数据，将其分割成若干数据块，并对每一数据块进行压缩处理，再将压缩后的数据逐一存入该映像文件中。

4.如权利要求3所述的文件复制方法，其特征在于，在制作该映像文件时，先读取该源分区的第一个扇区中的数据，初始化BIOS参数的数据块，再将该数据块写入该源分区的启动区内，且在该点阵格式文件写入文件数据后，再读取该点阵格式文件，储存至一缓冲区的临时文件中，并判断读取该点阵格式文件的动作是否结束，若点阵格式文件已被读完，则将文件数据中的最大簇号转换成最小扇区号，并在该缓冲区中写入该点阵格式文件的剩余数据后，返回读取源分区中数据的步骤。

5.如权利要求4所述的文件复制方法，其特征在于，若点阵格式文件尚未被读完，则依该记录号读取该点阵格式文件中的一数据块，再根据该数据块中的数据信息，将对应的数据簇号写入该映像文件中，并增加数据块的记录号，且在记录其最大的有用数据簇号后，返回读取源分区中数据的步骤。

6.如权利要求1所述的文件复制方法，其特征在于，该映像文件的起始位置存放于一文件头结构中，该结构中还储存有该源分区中扇区总数、分区信息等重要的物理参数。

7.如权利要求6所述的一文件复制方法，其特征在于，在对该映像文件进行解压缩时，先读取该映像文件的文件头结构中的参数，再比较该源分区与该目标分区的大小，并依据该目标分区的大小，修改该点阵格式文件及其他相关参数，且写入该目标分区，并将该源分区的数据块内容复制到该目标磁盘的目标分区上。

8.如权利要求7所述的文件复制方法，其特征在于，在将该源分区上的文件系统复制到该目标分区上时，先读取该映像文件的文件头结构，再针对自行设定的该映像文件中的数据块数目n的值，判断其是否大于零，若是，则读取该数据块中的数据，判断该数据的数据类型。若该数据是启动区数据，则修改目标分区的BIOS参数的数据块，将修改后的结果保存下来；若该数据是文件系统数据或仅是普通数据，则将这些数据与所保存的BIOS参数的数据块修改结果，一并写入该目标分区的数据区，其内容包括分区信息、写入地址及数据内容等，此时，将数据块数目设为n＝n－1，结束数据处理，并重复前述程序，重新读取映像文件的文件头，直到映像文件中的所有数据块的内容均被处理完毕，即n≤0时，便结束数据解压缩的处理过程。

9.如权利要求1所述的文件复制方法，其特征在于，当目标分区小于或等于源分区时，仅在原点阵格式文件中代表目标分区结束的位置处，设置一点阵格式文件结束的标志，即完成对该点阵格式文件的修改。

10.如权利要求1所述的文件复制方法，其特征在于，当目标分区大于源分区，但原点阵格式文件可代表目标分区结束位置时，清除该目标分区结束位置前的所有冗余数据，然后在目标分区结束的位置处，设置一点阵格式文件结束的标志，即完成对该点阵格式文件的修改。

11.如权利要求1所述的文件复制方法，其特征在于，当目标分区大于源分区，但原点阵格式文件无法代表目标分区结束位置时，在目标分区中寻找新的位置，重新产生一点阵格式文件，复制原点阵格式文件内容到该新的位置，然后清除目标分区结束位置前的冗余数据，并在目标分区结束的位置处，设置一点阵格式文件结束的标志，即完成对该点阵格式文件的修改。