[發明專利]一種智能卡的文件存儲、讀取方法及裝置

有效

• 申請號: 200910085773.3
• 申請日: 2009-05-31
• 公開（公告）號: CN101571869A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發明（設計）人: 張楠;楊貴龍
• 申請（專利權）人: 北京握奇數據系統有限公司
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30;G06K19/07
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司
• 代理人: 郭潤湘

技術領域

本發明屬于數據處理領域，特別涉及一種智能卡的文件存儲、讀取方法及裝置。

背景技術

智能卡文件系統的結構在ISO/IEC?7816-4標準里已做規定，在智能卡里，智能使用標準化的文件結構。其不含有專門的應用文件，諸如供特定文件處理器使用的專門文件。

對智能卡的文件來說基本上分為兩類：第1類是目錄文件，它被稱為“專用文件”DF(Dedicated?File)，第二類是裝有實用數據的文件，它被稱之為“基本文件”EF(Elementary?File)。專用文件(DF)可以看作是一個文件箱，其中裝有EF或子DF(其他更底層的在邏輯上與EF歸屬在一起的DF)。

對于任何一個文件，都存在著以下兩種形式的結構：文件的邏輯結構和文件的物理結構。文件的邏輯結構是從用戶觀點觸發所觀察到的文件組織形式，是用戶可以直接處理的數據及其結構，它獨立于文件的物理特性，又稱為文件組織。文件的物理結構，又稱為文件的存儲結構，是指文件在外存上的存儲組織形式，這不僅與存儲介質的存儲性能有關，而且與所采用的外存分配方式有關。

對于文件的邏輯結構，7816-4標準中已做規定，這些文件類型都是必須支持的：透明結構、定長記錄的線性結構、變長記錄的線性結構、定長記錄的循環結構和TLV結構。

對于文件的物理結構，文件管理層最重要功能就是為文件分配存儲空間，有效地利用存儲空間可以提高文件的訪問速度。常用的存儲空間分配法有：連續分配、鏈式分配和索引分配三種。采用連續分配方式時的文件處理結構將是順序式的文件結構；鏈接分配方式將形成鏈接式文件結構。

傳統智能卡操作系統支持的文件大部分屬于順序式文件結構。邏輯文件中的記錄順序與存儲器中文件占用盤塊的順序具有一致性，也就是文件占用的空間是連續的。這種分配方式的主要優點是順序訪問容易，一旦知道文件的起始地址，不需要其他處理，可以實現從開始順序地、逐個字節地往下讀寫。由于不需要其他地址轉換的運算，所以訪問速度特別快。

但是這種分配方式有很大的缺點，如同內存的動態分配一樣，隨著文件建立時空間的分配和文件刪除時空間的回收，將使磁盤空間被分割成許多小塊，這些較小的連續區已很難于用來存儲文件，這些就是碎片。

在智能卡的早期應用中文件在建立后通常不被刪除，因此順序結構文件可以滿足需求，但是隨著技術的發展，應用擴展，有些文件在建立之后是需要刪除的，因此這種順序結構不再滿足需求。

順序文件結構所存在的問題在于，必須為一個文件分配連續的磁盤空間。如果一個文件可以存到多個離散的塊中，就可以消除上述的缺點。現有大多數智能卡操作系統采用鏈式存儲結構的處理方法，通過在每個盤塊上的鏈接指針將同屬于一個文件的多個離散的盤塊鏈接成同一個鏈表。可以將鏈接文件各個物理塊的指針顯式地存放在一張鏈接表中就形成一個文件分配表。

鏈式文件的缺點是不支持高效的直接存取，需要頻繁的訪問FAT(FileAllocation?Table文件分配表)計算訪問偏移量所在的塊號。而且塊的大小固定，文件的大小不定，會造成塊內空間的浪費，增大了塊內的碎片。

由于鏈接分配是采取離散分配方式，消除了外部碎片，故而顯著地提高了存儲空間的利用率；又因為是根據文件的當前需要，為它分配必需的盤塊，當文件動態增長的時候，可動態再為它分配盤塊，故而無須事先知道文件的大小。此外對文件的增刪改也很方便。

現有的智能卡文件系統將存儲區分成基本區和擴展區，文件分成文件頭(文件控制信息)和文件體。基本區采用順序結構放置文件，擴展區采用鏈式文件放置文件。所有文件的文件頭都在基本區。

文件頭在基本區采用的是順序結構的文件系統，在實際存儲的過程中并不是樹形結構而是鏈式結構，上一個文件頭中會標識下一個文件文件頭的地址。這樣文件之間就存在一定的耦合性。例如文件EF1的文件頭、文件EF2的文件頭和文件EF3的文件頭在基本區中按順序存儲，并且在EF1的文件頭中標識EF2文件頭的地址，在EF2的文件頭中標識EF3文件頭的地址，因此文件EF1的文件頭、文件EF2的文件頭和文件EF3的文件頭存在一定的耦合性。若文件EF2的文件頭被刪除，則需要在EF1的文件頭中標識EF3文件頭的地址，可見刪除文件EF2后(即EF2的文件頭和文件體被刪除)，需要對EF1進行相應的修改，同時若EF3文件頭后還有其他的文件或文件頭，EF3文件頭中也需要重新標識其后面的文件頭的地址。當然也可以是文件EF1的文件頭、文件EF2(包括文件頭和文件體)和文件EF3的文件頭在基本區中按順序存儲，刪除文件EF2后，執行上述類似操作。