AT24C512中数据的文件系统化管理

3 系统程序设计

按照上述的文件系统结构，系统可通过目录区和页面分配区对AT24C512的全部数据实时文件化管理。在管理过程中，最主要的操作是添加文件和删除文件。

（1）添加文件

添加文件的主要工作是为新文件寻找存储空间，其寻找步骤如下： ①在目录区中寻找空位置。若目录区已经存满（最多存153个文件），则向用户报告并中止程序；否则，记录该位置（记为MyFile）。 ②计算文件数据需占用的页面数，记为My Page。 ③在页面分配区中寻找并统计标志为空的记录项，其内容为0EEEEH。若其数目小于MyPage，则向用户报告，并中止程序。 ④在MyFileA位置填写文件名和日期，并把找到的第一个空记录项的序号填入，作为该文件的首地址。 ⑤依次在找到的空记录项内填入下一空记录项的序号，最后一个空记录项填入0FFFFH。 ⑥从文件首地址开始，按照文件链表依次把数据写入数据区相应的页。

（2）删除文件

删除文件的主要工作是回收该文件所占用的空间，以便将来分配给其它文件。 ①在目录区中寻找到该文件，提取出其首地址，记录First。随后，把该文件所占用的目录区的首字节清为0FFH，表示该目录项空闲。 ②在页面分配区中找到First记录项，撮出其内容，记为Next。随后，把First记录项的内容改写为0EEEEH。 ③First=Next，重复②，直至Next=0FFFFH。 图3 由添加文件可以看出，在搜索空间时，只对目录区和页面分配区操作，因此，删除文件时，只需要释放目录和页面分配区即可，而不需要修改数据区。这大大提高了删除的效率。

（3）系统格式化

系统格式化的目的是把AT24C512按照前面所述的格式进行初始化，以正确反映目前的使用状况。格式化的主要工作包括： ①把目录区全部写为0FFH，以清空目录区中所有数据； ②把页面分配区的所有记录项写为0EEEEH，标志它们全部未使用。 注：文件系统程序源代码见网站：www.dpj.com.cn。

4 性能比较

在大多数系统中，AT24C512中的数据存储都是要用顺序存储法：每次存储数据时都是按照先后顺序依次写入数据空间。本文所述方法与顺序存储法相比，具有下列优点： ①存储时操作简单。在顺序存储中，寻找空闲空间需要逐次读出已经存储的数据，直到找到空闲空间为止，数据操作量大。本文所述方法只需要读取目录区和页面分配区即可，搜索空闲空间的效率高。 ②删除数据简单。在顺序存储中，为了定位到需要删除的数据，必须逐次读出存储的数据，直到找到需要删除物数据，再把该空闲改写为未用状态。本文所述方法只需要修改目录区和页面分配区即可，不仅定位数据快，而且修改的工作量很小。 ③实现了数据空间的回收。顺序存储法中，在删除的某次数据后，该数据所占用的空间可能无法回收使用。因为回收的空间会形成碎片：该空间前后都存储有数据，但该空间的长度无法满足一个更大长度的数据。本文所述方法利用链表分配存储空间，允许一个文件的数据非连续在座，回收的空间可以自由使用。 ④通过读取目录区，用户可以大致知道该文件中存储的是什么数据，而顺序存储法却无法提供这些信息。

5 结论

为了实现实时测控系统数据的高效管理，按照PC机文件系统的思想，对测控系统中的AT24C512设计了一个简单的文件系统，包括系统格式化、添加文件、删除文件等功能，在大数据量的测控系统中得到了成功应用。该文件系统稍加修改就可应用于不同容量的存储芯片，具有广泛的应用价值。