基于NAND Flash的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)優(yōu)化研究.pdf

1、NAND Flash通過Flash轉(zhuǎn)換層把線性地址的Flash抽象成磁盤驅(qū)動(dòng)器,使得基于磁盤驅(qū)動(dòng)器的傳統(tǒng)算法可以無需任何修改就能實(shí)現(xiàn)所有功能。但是由于NANDFlash的寫速度小于讀速度而且由寫前擦除引起的擦除操作時(shí)間損耗很大,當(dāng)寫操作是隨機(jī)的中小型寫操作時(shí),NAND Flash的寫性能甚至差于磁盤的寫性能。隨機(jī)的中小型寫操作是一些數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的常用操作,比如在線聯(lián)機(jī)處理系統(tǒng),因此為了有效的使用NAND Flash作為數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)介質(zhì),

2、必須修改傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和算法。
　　 本文首先分析NAND Flash的兩種典型的Flash轉(zhuǎn)換層：FTL和NFTL。NFTL的內(nèi)存消耗量適中,適用于大容量NAND Flash,因此本文選擇NFTL作為未來數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的Flash轉(zhuǎn)換層。其次提出評(píng)價(jià)基于NFTL的算法的性能的NEWOM模型,NEWOM模型改進(jìn)于EWOM模型。再次使用NEWOM模型分析數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的相關(guān)算法的I/O性能：分析排序算法和連接算法,得

3、出影響其性能的因素和I/O性能公式；分析三種數(shù)據(jù)庫(kù)頁(yè)布局的優(yōu)缺點(diǎn)和基于PAX頁(yè)布局的RARE連接算法；由于NAND Flash的不同讀寫速度,緩沖區(qū)命中率不能正確反映緩沖區(qū)I/O性能,所以分析緩沖區(qū)管理算法:LRU算法和CFLRU算法。然后根據(jù)以上分析提出設(shè)計(jì)基于NAND Flash的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的方法:擦除單元塊內(nèi)日志頁(yè)方法。擦除單元塊內(nèi)日志頁(yè)方法改進(jìn)于頁(yè)內(nèi)日志頁(yè)方法,采用PAX頁(yè)布局,消除了PAX頁(yè)布局在多屬性值更新時(shí)的缺陷。通過