[发明专利]数据存储设备以及相应的数据存储方法

说明书

技术领域

本发明涉及信息存储领域，具体地涉及一种数据存储设备以及相应的数据存储方法。

背景技术

近年来，随着信息技术的发展，存储介质上存储的数据的安全性以及数据的恢复能力日益引起重视，这对于存储数据的存储介质的使用寿命提出了越来越高的要求以保证其中存储的数据不受损坏，并且还希望在误操作或者病毒侵扰的情况下，可以恢复被意外删除的数据。

在现有技术中，在对存储介质进行数据更新操作时，例如，对存储介质进行数据写入或者数据删除操作时，选择存储介质中用于操作的存储区块一般是随机的，并不考虑使用的均匀性。然而，这可能造成某些存储区块比另外一些存储区块使用操作地更频繁，导致被频繁操作的存储区块的老化速度加快，进而影响了整个存储介质的使用寿命。

另外，对存储数据进行管理的方式通常是通过对存储介质进行格式化而形成文件系统，进而通过文件系统来管理以文件形式被存储在存储介质上的用户数据。文件系统中包含有关存储介质的存储空间的使用状态的位图，其中，使用每一位(Bit)来指示每一个存储区块(Block，例如为512字节或者2K字节，等等)的使用状态。已分配给有效数据使用的存储区块在位图中被标记为“已使用”。相反，目前未被分配给有效数据使用的存储区块在位图中被标记为“未使用”。

在进行数据删除操作时，一种方式是只把数据所占用的存储区块的状态从“已使用”改为“未使用”，并不对数据所实际占用的存储区块进行伪数据的覆盖，从而实现了对数据的快速删除。然而，这种方式存在以下缺陷：一方面，如上所述，由于没有对实际存储的数据进行清理，因此通过某些数据修复工具，可以将看上去已经删除的数据进行恢复，因而无法保证被删除的数据的隐秘性，不利于用户数据的安全性；另一方面，当进行数据写入时，文件系统从状态位图中寻找目前的状态是“未使用”的存储区块，然后在“未使用”的存储区块中随机地选择若干存储区块写入数据，并且在状态位图中把对应位的状态从“未使用”改为“已使用”。由于用于写入新数据的存储区块是在“未使用”的存储区块中随机选择的，可能会将新数据写入到事后需要被恢复的数据所占用的存储区块中，从而导致新数据覆盖了这些存储区块上原先存储的数据，因此不可能在事后进行数据恢复。

现有技术中删除数据的另一种方式是使用伪数据来覆盖要被删除的数据原先占用的存储区块，这保证了被删除数据的隐秘性。然而，由于向存储区块写入伪数据进行覆盖和写入同样大小的真实数据所耗费的时间基本相同，在删除大容量文件时，被写入存储区块的伪数据的数据量大，因此删除的速度比较慢，耗费了大量时间。而且，由于存储区块上原先存储的数据被伪数据所覆盖，也不可能在事后进行数据恢复。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明提出了一种新的存储设备以及相应的数据存储方法，其中通过对文件系统中的有关存储介质的存储空间使用状态的位图进行扩展，使其包含更多的状态信息，并且利用扩展的状态位图信息，优化存储介质的存储性能。

根据本发明的一实施例，提出了一种数据存储设备，包括：用户接口，接收对存储介质进行数据更新操作的指令；存储控制单元，与用户接口连接，根据指令来控制对存储介质的数据更新操作；存储介质，与存储控制单元连接，具有存储数据的存储空间，其中还存储至少一个关于存储空间使用状态的位图；其中，存储控制单元包括：状态位图检测单元，检测至少一个关于存储空间使用状态的位图；以及处理单元，根据所检测的位图中包含的信息在存储空间中分配合适的存储块用于数据更新操作。

根据本发明的另一实施例，提出了一种数据存储方法，其包括以下步骤：接收对存储介质进行数据更新操作的指令；检测关于存储介质的存储空间使用状态的位图；以及根据所检测的位图中包含的信息在存储空间中分配合适的存储块用于数据更新操作。

根据本发明的实施例，通过对文件系统中的有关存储介质的存储空间的使用状态的位图进行管理，合理优化数据的存储位置和更新策略，使得能够均匀地使用存储介质的存储区块，从而延长存储介质的使用寿命；同时，根据用户需求选择用于数据更新的存储区块，既保证某些被删除数据的隐秘性，又能够对某些被表面上删除的数据进行恢复。

附图说明

图1示出了根据本发明的一实施例的数据存储设备的结构示意图；

图2示出了文件系统与位图信息的示意图；

图3示出了文件系统位图信息更新的示意图；

图4示出了根据本发明的一实施例的扩展的文件系统位图信息的示意图；