摄录设备硬盘的数据存储方法

1.一种摄录设备硬盘的数据存储方法，包括步骤：
A.将所述硬盘格式化并以簇为最小分配单位划分成为引导区、文件分 配表区、文件目录表区和数据区；所述簇每簇至少包括128个扇区；
B.将包括若干簇项的FAT表存入所述文件分配表区；
C.将包括若干文件目录项的FDT表存入所述文件目录表区；
其特征在于：
所述FAT表采用双向链表结构，即每一簇项都包括一个前向指针和一 个后向指针；除了开始、结尾和保留簇项的特定约定以外，各所述前向指针 均指向下一个簇的地址，后向指针均指向上一个簇的地址。
2.根据权利要求1所述摄录设备硬盘的数据存储方法，其特征在于：
所述步骤A中，设置所述簇每簇为128～8196个扇区。
3.根据权利要求1所述摄录设备硬盘的数据存储方法，其特征在于：
所述前向指针或后向指针分别包括两个字节。
4.根据权利要求1所述摄录设备硬盘的数据存储方法，其特征在于：
所述硬盘通过所述FAT表采用FAT-HR空闲簇管理方式来管理所述数据 区的空闲簇，即将所有所述空闲簇链接为一个完整的链表，作为一个空闲文 件，保存在所述FAT表中，具体包括步骤：
a.将所述FAT表的第一簇项和第二簇项设置为保留簇项，该第二簇 项用来保存所述空闲文件的起始簇项号；
b. 所述硬盘格式化后，将该FAT表初始化为：所述起始簇项号指向 该FAT表的第三簇项；从该第三簇项开始，其后的簇项全部顺序 链接，组成一个由所有空闲簇组成的空闲文件。
5.根据权利要求4所述摄录设备硬盘的数据存储方法，其特征在于，还包括所 述硬盘的使用步骤：
c.在建立新文件时，从所述第二簇项指明的第一个簇开始，将该簇作为 新文件的起始簇，其后按照链表指示的地址进行硬盘写入操作，在文 件结束时，将当前簇项值设为结束标志；并将下一簇项作为空闲文件 的新起始簇项，将该簇的簇项号保存到所述第二簇项中；
d.在删除文件时，将所要删除文件的首簇项链接到所述空闲文件的尾簇 项，该被删除文件的尾簇项作为该空闲文件新的尾簇项。
6.根据权利要求1～5所述摄录设备硬盘的数据存储方法，其特征在于，所述簇 项的簇项值依指代的内容分别设定为：
00000000H：表示该簇为空闲簇；
0000XXXXH：表示该簇为文件起始簇，XXXX为后向指针值；
XXXXFFFEH：表示该簇为文件结束簇，XXXX为前向指针值；
其余值：   表示该簇已被使用并指向前后簇项。
7.根据权利要求1所述摄录设备硬盘的数据存储方法，其特征在于：
步骤A中，所述文件目录表区被设置在所述数据区内，并从该数据区的 第一簇开始，包括32个扇区。
8.根据权利要求1或7所述摄录设备硬盘的数据存储方法，其特征在于：
所述FDT表包括512个文件目录项，每个目录项包括32字节。
9.根据权利要求8所述摄录设备硬盘的数据存储方法，其特征在于，所述目录 项的32个字节定义为：
0～7字节：0字节如果是：
00H，表示这一项尚未使用过；
E5H，表示这一项曾经被某个文件占用过，但现在已经删除；
2EH，表示这一项是一个子目录项，如果字节1的值也为2EH， 那么首簇号部分的内容是上级目录的首簇号，如果首簇号部分 内容为零，表示其上级目录为根目录；
0字节如果不是上述特殊值，那么0～7字节就是文件名的字符 代码，组成文件名；
8～10字节： 这三个字节保存文件扩展名的ASCII码；
11、12字节：保留；
13～15字节：24位二进制的文件建立时间，高5位为小时，次6位为分 钟；
16、17字节：16位二进制文件建立日期；
高7位为相对于1980年的年值，次4位为月，后5位为日；
18、19字节：16位二进制文件最新访问日期，格式同上；
20～25字节：保留；在FAT16文件系统中用于保存文件最新修改日期和 时间；
26、27字节：文件起始簇号；
28～31字节：文件大小，以字节为单位。

技术领域  本发明涉及数据存储设备中的数据存储方法，特别是摄录设备 硬盘的数据存储方法。\n背景技术  现有技术微机硬盘文件系统的最小物理单位是扇区(SECTOR)， 一个扇区大小为512字节(BYTE)，若干个扇区组成1个簇(CLUSTER)，簇是硬 盘格式化时的最小分配单位。一般地，硬盘格式化后，划分为引导区(BOOT)、 文件分配表区(FAT)、文件目录表区(FDT)和数据区。引导区包含硬盘分区表、 主引导记录等信息。FAT表以链表的形式存放数据区所有簇的使用情况和各文件 存放的位置，FDT表存放各文件的文件名、创建时间、文件属性、所占用的第一 个簇的簇号等信息。硬盘文件管理就是基于FAT表，结合FDT表来进行文件的新 建、修改和删除等操作。\n现有技术微机硬盘所使用的文件系统的FAT表一般为单链表结构，硬盘数据 区中的每个文件在FAT表中对应一个完整的单链表，FAT表的每一表项对应硬盘 数据区的一个簇，我们称之为簇项，当前簇项的内容保存着下一个簇项的簇项号， 通过簇项号我们就可以得出相应硬盘数据区的扇区地址。\n在微机中，为减少大量文件碎片所浪费的硬盘空间，簇的容量一般都设定的 比较小，FAT16文件系统的每个簇包括32个扇区(16K字节)；FAT32文件系统 的每个簇更是减少到8个扇区(4K字节)。\nFAT16和FAT32文件系统由于每簇容量小，簇的数量多，其FAT表就很大， 一般为数兆乃至几十兆字节。\n对于用硬盘作存储的摄录设备来说，其可用内存并不大，难以提供足够的存 储空间一次将FAT表读入进行管理，而如果采用分段读入内存进行操作的方式 则会浪费大量宝贵的时间。\n单链表结构FAT表可以满足音视频文件正向顺序播放的需要，即在播放完硬 盘当前簇所保存音视频信息后，可以直接找到需要播放的下一簇的位置。但在要 做回退、快退等回溯操作时，由于仅从FAT表中当前簇项的信息中无法查知上 一簇的簇项号，采用单链表结构的FAT表来进行硬盘寻址就相当不便，往往需 要付出额外的软件代码和系统资源才能实现。\n在用硬盘存储数据的摄像机、录象机等设备中，由于采用的硬盘容量大(一 般大于40G)、文件数量少(一般不超过512个)，所要注意的主要问题并不是由 于文件碎片多而产生的空间浪费，而是如何保证系统在进行摄录、回放操作时的 实时性。所以，现有技术基于微机硬盘的数据存储方法不能满足摄录设备硬盘的 要求。\n发明内容  本发明要解决的问题是避免上述现有技术的不足之处而提出 一种硬盘数据存储方法，来满足摄录设备的具体需求，以快速查找所保存的播放 信息。\n为解决上述技术问题，本发明的基本构思为：提出一种FAT-HR数据存储方 法，该方法通过加大每个簇的容量使其FAT表变小，摄录设备可以一次把FAT 表读入内存进行处理；从而节省管理时间；并将现有技术FAT表的单向链表结 构变为双向FAT链表结构，使摄录设备在做回退、快退等回溯操作时快速顺畅。 该方法还设定可与微机系统兼容的FAT-HR空闲簇管理方式，从而加快运行速度 并可与微机交换数据。\n作为实现本发明构思的技术方案是，提供一种摄录设备硬盘的数据存储方 法，包括步骤：\nA.将所述硬盘格式化并以簇为最小分配单位划分成为引导区、文件分 配表区、文件目录表区和数据区；所述簇每簇至少包括128个扇区；\nB.将包括若干簇项的FAT表存入所述文件分配表区；\nC.将包括若干文件目录项的FDT表存入所述文件目录表区；\n其特征在于：\n所述FAT表采用双向链表结构，即每一簇项都包括一个前向指针和一个后 向指针；除了开始、结尾和保留簇项的特定约定以外，各所述前向指针均指向下 一个簇的地址，后向指针均指向上一个簇的地址。\n这样，本发明采用了大容量的簇结构，有效地减小了FAT表的长度，从而 提高了系统工作效率，满足了系统实时性的要求；同时不但可以在对音视频文件 进行正向播放、快进等操作时，从FAT表的簇项中读出下一簇的簇项号，而且 还可以在进行回退、快退操作时，直接从FAT表簇项中读出上一簇的簇项号， 使得正、反向播放音视频文件功能的实现变得极其简单。\n根据所采用硬盘大小的不同和系统资源的状况，上述方案中，所述步骤A 中，设置所述簇每簇为128～8196个扇区。\n上述方案中，所述硬盘通过所述FAT表采用FAT-HR空闲簇管理方式来管 理所述数据区的空闲簇，即将所有所述空闲簇链接为一个完整的链表，作为一个 空闲文件，保存在所述FAT表中，具体包括步骤：\na.将所述FAT表的第一簇项和第二簇项设置为保留簇项，该第二簇项用来 保存所述空闲文件的起始簇项号；\nb.所述硬盘格式化后，将该FAT表初始化为：所述起始簇项号指向该FAT 表的第三簇项；从该第三簇项开始，其后的簇项全部顺序链接，组成一 个由所有空闲簇组成的空闲文件。\n上述方案中，还包括所述硬盘的使用步骤：\nc.在建立新文件时，从所述第二簇项指明的第一个簇开始，将该簇作为新 文件的起始簇，其后按照链表指示的地址进行硬盘写入操作，在文件结 束时，将当前簇项值设为结束标志；并将下一簇项作为空闲文件的新起 始簇项，将该簇的簇项号保存到所述第二簇项中；\nd.在删除文件时，将所要删除文件的首簇项链接到所述空闲文件的尾簇项， 该被删除文件的尾簇项作为该空闲文件新的尾簇项。\n上述方案中，步骤A中，所述文件目录表区被设置在所述数据区内，并从 该数据区的第一簇开始，包括32个扇区。\n上述方案中，所述FDT表包括512个文件目录项，每个目录项包括32字节。\n上述方案中，所述目录项的32个字节定义如下：\n0～7字节：0字节如果是：\n00H，表示这一项尚未使用过；\nE5H，表示这一项曾经被某个文件占用过，但现在已经删 除；\n2EH，表示这一项是一个子目录项，如果字节1的值也为\n2EH，那么首簇号部分的内容是上级目录的首簇号，如果 首簇号部分内容为零，表示其上级目录为根目录；\n0字节如果不是上述特殊值，那么0～7字节就是文件名的 字符代码，组成文件名；\n8～10字节：这三个字节保存文件扩展名的ASCII码；\n11、12字节：保留；\n13～15字节：24位二进制的文件建立时间，高5位为小时，次6 位为分钟；\n16、17字节：16位二进制文件建立日期；\n高7位为相对于1980年的年值。次4位为月，后5位 为日；\n18、19字节：16位二进制文件最新访问日期，格式同上；\n20～25字节：保留；在FAT16文件系统中用于保存文件最新修改 日期和时间；\n26、27字节：文件起始簇号；\n28～31字节：文件大小，以字节为单位。\n与现有技术相比，本发明大大减少了空闲簇的查找和读写等FAT表操作所 花费的时间，能够满足摄录设备对硬盘FAT表操作严苟的时间要求。\n附图说明  图1是本发明硬盘每一簇项结构示意图；\n图2是本发明硬盘双向FAT链表结构示意图。\n具体实施方式  下面结合附图对本发明作进一步详述：\n本发明摄录设备硬盘的数据存储方法包括步骤：\nA.将所述硬盘格式化并以簇为最小分配单位划分成为引导区、文件分 配表区、文件目录表区和数据区；所述簇每簇至少包括128个扇区；\nB.将包括若干簇项的FAT表存入所述文件分配表区；\nC.将包括若干文件目录项的FDT表存入所述文件目录表区。\n其中，可以根据所采用硬盘大小的不同和系统资源的状况，设置所述簇每簇 为128～8196个扇区，按每扇区为512字节(BYTE)，也就是每簇为64K～4M 字节。以一个大小为40G的硬盘分区为例，根据以下公式：\nFAT表长度＝(分区长度/簇容量)×簇项长度\n若采用每簇8扇区的FAT32文件系统，则FAT表长度达40M字节，摄录设 备难以处理；而采用本发明2M字节簇容量的FAT表长度则仅为8K字节，摄录 设备就可以简单地将FAT表一次读入内存进行操作，并且由于每簇容量大，在 录放过程中，系统单位时间内需要处理簇切换的次数少了很多，使得系统的录放 工作可以更流畅地进行，保证了系统运转的实时性。\n图1是本发明硬盘每一簇项结构示意图；FAT表的每一表项对应硬盘数据区 的一个簇，我们称之为簇项，现有技术当前簇项的内容仅保存着下一个簇项的簇 项号，是单向指针。而本发明上述方法中FAT表的簇项同时保存着下一个和上 一个簇项的簇项号，是双向指针，每一个指针包含两个字节(16bit)，这样FAT 表的一个簇项包含四个字节(32bit)，从而便于播放音视频文件的回退、快退操 作。\n如图2所示：本发明的硬盘的FAT表采用双向FAT链表结构，链表每一簇 项都包括一个前向指针以及一个后向指针，双向FAT链表结构中链表每一簇项 (除了开始、结尾和保留)的前向指针都指向下一个簇的地址，后向指针都指向 上一个簇的地址。双向FAT链表结构的链表每一簇项的簇项值所包含的意义如 下：\n00000000H：表示该簇为空闲簇；\n0000XXXXH：表示该簇为文件起始簇，XXXX为后向指针值；\nXXXXFFFEH：表示该簇为文件结束簇，XXXX为前向指针值；\n其余值：   表示该簇已被使用并指向前后簇项。\n此外，本发明所述硬盘将通过所述FAT表采用FAT-HR空闲簇管理方式来管 理所述数据区的空闲簇，具体包括步骤：\na.将所述FAT表的第一簇项和第二簇项设置为保留簇项，该第二簇项 用来保存所述空闲文件的起始簇项号；\nb.所述硬盘格式化后，将该FAT表初始化为：所述起始簇项号指向该 FAT表的第三簇项；从该第三簇项开始，其后的簇项全部顺序链接， 组成一个由所有空闲簇组成的空闲文件。\n从而将所有所述空闲簇链接为一个完整的链表，作为一个空闲文件，保存在 所述FAT表中。对所述硬盘还可以包括使用步骤：\nc.在建立新文件时，从所述第二簇项指明的第一个簇开始，将该簇作 为新文件的起始簇，其后按照链表指示的地址进行硬盘写入操作， 在文件结束时，将当前簇项值设为结束标志；并将下一簇项作为空 闲文件的新起始簇项，将该簇的簇项号保存到所述第二簇项中；\nd.在删除文件时，将所要删除文件的首簇项链接到所述空闲文件的尾 簇项，该被删除文件的尾簇项作为该空闲文件新的尾簇项。\n本发明考虑到与PC系统交换数据的需要，硬盘采用FAT16文件系统的引导 区和分区表格式，而所述文件目录表区可被设置从数据区第一簇开始，包括32 个扇区(16384个字节)，能够包含512个文件目录项，每个目录项 包含32字节，定义如下：\n0～7字节：0字节如果是：\n00H，表示这一项尚未使用过；\nE5H，表示这一项曾经被某个文件占用过，但现在已经删 除；\n2EH，表示这一项是一个子目录项，如果字节1的值也为 2EH，那么首簇号部分的内容是上级目录的首簇号，如果 首簇号部分内容为零，表示其上级目录为根目录；\n0字节如果不是上述特殊值，那么0～7字节就是文件名的 字符代码，组成文件名；\n8～10字节：这三个字节保存文件扩展名的ASCII码；\n11、12字节：保留；\n13～15字节：24位二进制的文件建立时间，高5位为小时，次6 位为分钟；\n16、17字节：16位二进制文件建立日期；\n高7位为相对于1980年的年值。次4位为月，后5位 为日；\n18、19字节：16位二进制文件最新访问日期，格式同上；\n20～25字节：保留(在FAT16中用于保存文件最新修改日期和时 间，而在摄录设备硬盘中不需使用此信息)；\n26、27字节：文件起始簇号；\n28～31字节：文件大小，以字节为单位。\n实践证明，本发明采取了一系列有效措施，以效率高、实时性强、易于管理 的优点，满足了摄录设备硬盘的特殊要求。