基于CPS節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf_第1頁(yè)
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1、隨著電子通信和計(jì)算技術(shù)的迅猛發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)化嵌入式系統(tǒng)特別是CPS(物理信息系統(tǒng))已成為國(guó)內(nèi)外研究的重要領(lǐng)域,而節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)是CPS研究的關(guān)鍵方向。其中,文件系統(tǒng)作為節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)的重要組成部分,具有很高的社會(huì)發(fā)展和科學(xué)研究?jī)r(jià)值。因此,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)滿足節(jié)點(diǎn)硬件資源限制和節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)需求的文件系統(tǒng),是本文的主要目標(biāo)。
  基于對(duì)現(xiàn)有存儲(chǔ)管理技術(shù)的研究與分析,并結(jié)合節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)的需求,本文總結(jié)并提出了節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)的研究目標(biāo):實(shí)時(shí)

2、性,可靠性,可擴(kuò)展性與低功耗。為了提高文件系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性,本文提出并實(shí)現(xiàn)了虛擬扇區(qū)和級(jí)聯(lián)日志相結(jié)合的映射管理策略,允許文件的動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)。同時(shí)提出文件系統(tǒng)的硬件抽象與數(shù)據(jù)老化策略,進(jìn)一步增強(qiáng)文件系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和本地存儲(chǔ)中數(shù)據(jù)的生存能力。
  本文首先在參閱大量相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,深入研究了現(xiàn)有的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理技術(shù),分析并指出它們的適用范圍與不足。其次,本文詳細(xì)分析了節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求,結(jié)合CPS節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)

3、,提出了傳感器節(jié)點(diǎn)上數(shù)據(jù)分類的概念,并對(duì)在傳感器節(jié)點(diǎn)上構(gòu)建閃存文件系統(tǒng)進(jìn)行了可行性分析。再次,針對(duì)節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)的可擴(kuò)展性需求,本文構(gòu)建了傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)硬件抽象?;诖吮疚奶岢隽颂摂M扇區(qū)映射,級(jí)聯(lián)日志和數(shù)據(jù)老化等關(guān)鍵設(shè)計(jì)策略,用于保證文件操作時(shí)間的可預(yù)測(cè)和文件系統(tǒng)的可靠性。同時(shí),本文提出和實(shí)現(xiàn)了3級(jí)故障恢復(fù)機(jī)制,并在文件系統(tǒng)中合理應(yīng)用了數(shù)據(jù)緩沖管理、壓縮存儲(chǔ)和錯(cuò)誤處理等基本設(shè)計(jì)策略,實(shí)現(xiàn)了盡最大努力的損耗均衡機(jī)制。最后,通過(guò)理論分析

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