文件系統設計

A. 設計一個分布式文件系統應注意什麼

分布式文件系統設計主要關注幾個方面：
設計特點、分布式能力、性能、容災、維護和擴展、成本
分布式文件系統主要關鍵技術：
全局名字空間、緩存一致性、安全性、可用性、可擴展性

B. 基於單片機的文件系統設計

這個題目啊,是有些難度啊.
不要怕,
你的題目分兩快嘛:單片機,文件系統
我覺得你的題目很專好.一定要做出來玩啊屬!
首先,選擇一種單片機,作為設計的目標對象\載體,可以選擇普通的89C51系列,不過好象發揮不出你題目的優勢.建議你選擇AVR系列的MEGA16或更高的機子.
其次就是學習文件系統的設計.自己再設計一種文件系統,若懶得重新設計可以把成熟的文件系統拿來照搬,也是無可厚非的.關於文件系統的設計建議你去學習WINDOWS或LINUX\UNIX等的文件系統的建立方法.我推薦你選LINUX,它的源代碼開放的,急的時候可以照抄的,呵...
補充:
文件系統說白了就是管理內存的組織結構.等你看完了就自然明白了.

C. 基於多級文件目錄的文件管理系統設計的設計原理是什麼有著什麼樣的背景知識

Flash 存儲器( Flash Memory) 是一種高可靠性、高密度的固態存儲器件。 其存儲方式是完全非易失性的，掉電後可以保存數據；可以在線寫入，並可按頁連續位元組寫入，存取速度快，所以嵌入式系統通常使用Flash 存儲器作為存儲設備。 但Flash存儲器也存在著兩個主要缺陷:一是在重寫之前必須進行擦除，因為Flash 存儲器劃分成很多擦除塊(SectorOErase) ，對任何一位數據進行修改必須先擦除整個塊(Sector) ；二是擦除塊的擦除次數有限，當一個塊提前達到擦除次數上限時， 將導致整個Flash 存儲器無法使用。 所以，目前PC 機上很多成熟的基於磁碟的文件系統在Flash 存儲器上使用都存在著不足。
嵌入式系統應具有的特點: 一是高可靠性，在惡劣環境下系統仍能正常工作；二是低消耗，受成本限制系統設計必須量體裁衣，去除冗餘；三是高效率，在佔用較少資源情況下保證功能需求，這樣就要求演算法簡單，效率高。 而日誌文件系統(Log-St ruct ured File System) 在數據更新時無需將數據寫入原存儲區域，適應Flash 存儲器無法進行重寫這一特點。 目前，針對Flash 存儲器的缺陷而設計的Linux 下的J FFS 文件系統，就是採用簡化的日誌文件系統。 J FFS 文件系統將磨損均衡集成於清除機制之中，在帶來掉電可恢復功能的同時，大大減少了塊擦除的次數，提高了文件系統的存取速度和效率。 但是，J FFS 文件系統無法單獨使用，或者使用於其它實時操作系統中。 對由於受成本和實時性限制而無法使用Linux 的一些嵌入式系統，也就無法使用J FFS 文件系統。基於上述分析，該嵌入式文件系統適合在開源實時操作系統(如μC/OS-II) 和無操作系統的情況下使用。
嵌入式文件系統原理
在日誌文件系統中，一個文件被修改後不是被寫入到原來的存儲空間，而是被加到所有內容的後面，象日誌一樣被更新，這就是日誌文件系統的基本原理。 由於同一個文件在文件系統中會留下不同的版本，所以系統需要設置一張表標注文件的最新與以前的版本。 在內容不斷添加時為不將存儲空間占滿，系統設計了一種回收機制，回收無效內容佔用的空間。
日誌文件系統在文件更新時不用將文件寫回原來的地址，這對Flash 存儲器這種存儲介質最為適合。 文中所設計的嵌入式文件系統採用了日誌文件系統的設計原理，以及J FFS 文件系統將磨損均衡集成於清除機制之中的方法。 該系統將一個可擦寫塊平分為多個簇，文件的讀寫以簇為單位進行。簇的狀態有3 種:臟、干凈和空。 臟表示所存內容已被置為無效；干凈表示所存數據有效；空表示可以寫入數據。 文件和目錄在該系統中被作為節點，一個節點佔用若干個簇，節點中的內容連續存儲，但不能越過塊邊界存儲。 該系統設置一個索引節點，保存整個系統的信息，其中包含保存有各簇狀態的簇狀態表。
每一次文件更新後內容都將被添加至末尾處，索引節點也被更新，總是佔用最末尾的干凈簇。 回收臟簇時，將所要擦除塊中的干凈簇重寫到空簇中，再進行塊擦除。 當內容寫至存儲體末端，則從頭部重新開始循環存儲。 所設計的文件系統的操作過程見圖1。
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嵌入式文件系統設計
Flash 存儲器中的存儲結構
Flash 存儲器中的存儲結構見圖2。 該存儲器中每個簇的第一個字作為簇的狀態字，表示此簇是否為一個節點的首簇或空簇。 每個節點的首部存放此節點屬性(文件/目錄/索引節點) 和節點標識號。
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索引節點
索引節點存放該文件系統的大部分信息。 包括32 位的索引節點更新號、一張簇狀態表、下一個要被擦除塊的塊號、給下一個新建節點(文件或目錄) 的節點編號、系統根目錄信息表。系統每一次更新都會產生新的索引節點，索引節點更新號加1。 按照Flash 存儲器的使用壽命10 年計算，需要每秒更新136 次以上，才能達到索引節點更新號的上限，所以認為擁有最大更新號的索引節點為最新的索引節點。 簇狀態表中對應每一個簇有兩個Bit 位，表示各個簇的狀態(干凈01 ，臟11 ，空00) 。 根目錄信息表存放根目錄下的各個目錄項，每個目錄項包括:屬性(文件0x1/目錄0x0) 、文件名或目錄名、節點編號、此文件(或目錄) 對應節點的起始簇地址、根目錄表的大小可變。
目錄節點
目錄節點存放的內容有目錄名，目錄項個數，及所有目錄項信息。 文件節點存放文件名，文件大小，文件屬性及文件內容，內存中的目錄結構見圖3。
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內存數據結構及基本操作
該文件系統載入(Mount ) 後，會在內存中建立一個系統的映象。 該映象包括:索引節點中的信息、目錄及文件信息、每個可擦寫塊中包含的節點信息、未存檔的節點信息。 簇狀態表、索引節點更新號、新節點編號、下一擦除塊號等索引節點中的內容，在內存中均作為不同的變數。 內存中為每個文件和目錄都建立了映象，數據結構見圖4 和圖5。
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內存中的文件節點不包含文件真正的數據，而使用指針。 文件被打開時，在內存中創建一塊新存儲區域存放數據，數據指針便指向此存儲區，未被打開時，此指針指向空。 對於每個目錄有1 個目錄層數，表示此目錄的深度，如根目錄的目錄層數為0 ，根目錄的下一級目錄則為1 ，依此類推。 存儲地址保存文件或目錄在Flash 中的地址。 文件和目錄都被存在上一級目錄下，所屬目錄指針即指向上一級目錄在內存中的數據結構，根目錄的所屬目錄指針即為空。 對於同目錄下的不同節點，在內存中使用鏈表將其串聯，同目錄文件指針即聯成鏈表。 鏈表的首指針保存在上一級目錄中，首目錄項指針即指向鏈表的首項。 為提高塊擦寫的效率，存儲在同一個可擦寫塊中的各個節點在內存中也建立一個鏈表，塊隊列指針即用於連成此鏈表。 為標識被修改的節點，利用一個未保存隊列，未保存隊列指針即用來建立此隊列。
該文件系統載入(mount ) 時，首先順序掃描Flash 中的每個索引節點，查找出最大的索引節點更新號，此更新號對應的索引節點即為最新的索引節點。 查找到最新索引節點後，將簇狀態表等信息映射到內存的數據結構中。 依據索引節點中的根目錄信息，遍歷所有節點，建立內存中的目錄文件結構，並將節點添加到對應的擦寫塊隊列中。 對一個文件編輯並保存的過程見圖6。
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文件打開時，先在內存中分配一塊空間作為數據區，將內容寫入，並定位文件節點的數據指針指向該內存中的數據區。 如果文件內容被修改，就將文件節點添加到未存檔隊列，依次寫入Flash 存儲器中，並修改簇狀態表。 保存時將內存中數據區內容寫入F 中，釋放申請的內存空間，修改節點中的數據指針和簇狀態表，再將文件的所有上級目錄重新寫入Flash ，最後將更新後的索引節點內容寫入Flash。 如果文件未被修改，則只需修改數據指針即可。
節點加入未存檔隊列的順序按照目錄層數的大小排列，文件節點排在隊列首，目錄層數最大的排在其後，目錄層數為1 的排在隊列末尾，根目錄不加入未存檔隊列。
嵌入式文件系統特殊處理機制
均衡擦寫機制
為了避免任意一個可擦除塊因擦寫次數過多而過早報廢，文件系統對Flash擦寫時採用了均衡擦寫機制。 考慮到系統的精簡性，擦寫在整片Flash 的各塊中依次進行，一塊擦寫完後，下一個被擦寫的塊即為後一個塊，在系統的索引節點中保存了下一個要擦除的塊號。 當文件系統中的剩餘空間減少到設定值時，系統會擦除此塊，以回收臟簇佔用的空間。 對應每個可擦寫塊都有一個節點隊列，此塊中包含的節點都加入其中。塊擦除的流程見圖7。
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首先，將未保存於隊列中的節點保存，清未保存隊列。 然後將塊隊列中的所有文件節點轉移到空簇中，同時將文件路徑上的各級目錄加入到未存檔隊列中。 對於塊隊列中的目錄節點，則將它和其路徑上的各級目錄加入未存檔隊列中，按照未保存隊列的順序，依次將各個目錄寫入Flash 中，最後寫入最新的索引節點。 因為目錄節點加入未存檔隊列時，按照目錄層數的大小排列，所以按照未保存隊列的順序寫入時，可以保證當一個目錄要被寫入Flash 時，它的所有下級目錄已被寫入Flash 中。 所有下級目錄在Flash 中的存儲地址都已確定。當該文件系統的空間將達到存儲上限時，可能會出現特殊情況，即廢簇回收時，空簇的空間不足，無法將所有干凈簇重寫。 文件系統為此建立了應急機制，先將文件節點內容存在內存中，這時新建一個臨時未保存隊列，專門保存文件節點，在塊擦寫完成後，將剩餘的文件節點寫入新的空簇中，其演算法與圖7 所示流程大致相同。 但是，一旦在擦寫時斷電，會導致該塊上的所有數據丟失。
斷電錯誤處理機制
當系統遭遇斷電重新啟動後，索引節點中的信息會與系統中的狀態不符，這時便需要錯誤處理機制。 錯誤一般是索引節點中標注的空簇已被寫入了數據，錯誤處理就是將此簇標志為臟簇，並查找下一個空簇重新寫入。
多任務處理機制
該文件系統允許同時打開多個文件，在多任務操作系統下，為了避免沖突建立了多任務處理機制。 系統允許打開的多個文件在內存中同時被編輯修改，但是對Flash 寫入操作有限制。 處理方法是設立Flash 寫入保護區，在此區中只允許當前正在執行的任務執行Flash 寫入操作。 實現Flash 寫入保護區的方法是建立一個初始值為1 的信號量，當一個節點需要Flash 寫入時，首先申請信號量，完成後再釋放信號量。 Flash 寫入保護區見圖6 、圖7。在圖6 中，空操作語句是用來對多個文件的保存進行同步。 例如，有文件1 和文件2 需要保存，先將文件1 的內容寫入Flash 中，文件1 路徑下的目錄節點被添加到未保存隊列中，再將文件2 的內容寫入Flash 中，文件2 路徑下的目錄節點也被添加到未保存隊列中，最後將未保存隊列中的所有節點都寫入Flash 中。 這樣，如果同一路徑下的兩個文件同時存檔，可避免路徑下的相同目錄節點被寫入兩次，從而提高了效率。 不足之處在於，如果很多文件同時存檔，會導致索引節點在一段時間內都無法寫入Flash 存儲器，有斷電丟失的危險。 但對於一般嵌入式系統來說，很少會碰到這種情況。 當進行Flash存儲器擦寫時，在取塊隊列首節點至索引節點寫入完成這段時間內都不允許進行其他Flash 存儲器的寫入操作，這是為了保證數據的完整性，同時也提高了文件系統的穩定性。
無目錄文件系統的優化
許多嵌入式系統設計中雖沒有目錄管理的要求，但是對執行效率和資源消耗的要求較高。 對於不要求有目錄管理的精簡文件系統，在設計時也進行了優化。 精簡文件系統在Flash 中的存儲格式與上述設計相同，文件系統中的所有文件信息都保存在索引節點的根目錄信息表中。 精簡文件系統在內存中的映象則要簡單很多，只包含索引節點中的信息，包括簇狀態表、下一個擦除塊、下一個新節點的標號和根目錄信息，而不用為每個文件都建立內存中的映象，節省大量的內存空間。 文件的編輯存檔過程簡化為:打開文件、編輯、將文件寫入Flash 存儲器、將修改後的索引節點寫入Flash 存儲器。 擦寫則只需通過查詢根目錄信息表中的各個目錄項，將塊中的所有文件節點寫入空簇即可。在無目錄管理的情況下，精簡文件系統佔用的內存資源可以減少，操作也可便捷，提高了效率。 對於大量只需要按名存取的簡單文件管理的小型嵌入式系統而言，針對Flash 存儲器的簡單文件系統將佔用資源少，執行效率高，有很大的應用價值。
嵌入式文件系統實現及性能分析
該文件系統的實現採用了分層方法，分為3 層4 個部分:應用程序介面、文件系統核心、操作系統調用介面、Flash 存儲器驅動，實現結構見圖8。
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實現平台中RTOS 為μC/OSOII 實時操作系統，CPU 使用三星S4510B作為處理器，Flash 存儲器晶元為FUJ ITSU 的29LV160 TE。 針對不同的實時操作系統和Flash 存儲器晶元需要實現不同的操作系統介面和Flash 存儲器驅動。
針對μC/ OSOII 編寫操作系統調用介面，包括5個函數: ①系統調用介面初始化FS_Sys_Interface_Init ( ) ，創建互斥信號量和內存分區； ② Flash 寫入關閉FS_Sys_Write_Lock ( ) ，禁止Flash 寫入操作，調用μC/OS-II 中OSMutePend ( ) ； ③ Flash寫入打開FS_Sys_Write_Unlock ( ) ，重新允許Flash 寫入操作，調用μC/OS-II 中OSMutePost() ； ④內存空間申請FS_Sys_Mem_Alloc( ) 和內存空間添加FS_Sys_Mem_Add ( ) ， 都調用OSMemGet ( ) 來完成； ⑤內存空間釋放FS_Sys_Mem_Free ( ) ，調用OSMemPut ( ) 完成，將申請的內存塊全部釋放。針對29LV160 TE 這款Flash 存儲器晶元，定義一個FlashDef 結構體的全局變數， 用於存儲Flash 器件信息，並且編寫針對此款Flash 的塊擦寫函數FS_Device_Sector_Erase ( ) 和數據寫入函數FJ FS_Device_Write ( ) 。
完成這兩部分的實現後，該系統就可運行調試。 測試應用程序介面(API) 。 應該提供的各部分功能，並在突然斷電情況下，測試文件系統的恢復情況。無目錄管理的精簡文件系統的載入，可在2μs內完成，文件寫入耗時主要為快閃記憶體的等待時間，系統本身只佔用不到200 個位元組的內存，產生的代碼段大小為7 K。 完整的文件系統載入時，需要建立內存中映象，耗時根據文件數量的多少而不同，一般為10μs ，產生的代碼段大小為11 K。 系統寫入效率較高，在無目錄管理的配置下尤其明顯。 試驗中系統在多次斷電的情況下，系統仍能恢復至上次存檔的狀態，雖會導致個別文件未更新，但不會導致文件系統崩潰。
間的關系熟悉嗎？的和（並）。互斥事件（互不相容事件

D. 一個文件有326個邏輯塊,另一個文件有2127個邏輯塊,請按照操作系統的文件系統要求,設計多級索引

覺得這個應該是個專業問題，我不太明白，你只有找專業人員問問了，因為他們最清楚

E. 操作系統課程設計----文件系統設計

就是SADAW架上額啊福娃我再減去二期 2 去

F. 如果讓你設計一個文件系統那麼該文件系統可以解決哪些問題

文件系統主要是管理文件用的，可以仿照windows設計，然後添加一些特色功能，主要解決的問題就一個:更方便的管理文件。

G. 小型文件系統的設計的心得體會

題目：設計一個小型文件系統
l 實現要求：
在兩個層次上實現：
1、 用編程語言內C/C++等實現，重在容細節上對操作系統的理解與應用；
2、 用動畫軟體模擬操作系統相關概念、過程、狀態等，重在外部結果表現。
l 內容：
1. 文件結構
定長/不定長、順序、索引等，主要是邏輯結構之上的查詢；
2. 樹型目錄結構
創建一系列目錄文件，形成一個樹型目錄，對文件、目錄的創建、刪除、移動等都能夠在目錄結構中反映出來；
3. 文件存儲空間
UNIX成組連接法的實現，包括分配，回收。

H. 原理圖繪制和PCB設計的文件系統包含幾個文件

不同EDA軟體不一樣