閃存緩沖區(qū)的管理算法與仿真平臺研究.pdf

1、閃存是一種電可擦除可編程只讀存儲器。閃存具有訪問速度快、能耗低、適用環(huán)境廣和體積小等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛地應(yīng)用于移動設(shè)備。近年來，隨著價格的不斷下降，閃存越來越多地被應(yīng)用于企業(yè)級數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)之中。
　　對于數(shù)據(jù)管理技術(shù)而言，具有獨(dú)特物理特性的閃存帶來了許多新的挑戰(zhàn)，例如閃存緩沖區(qū)管理、閃存存儲管理、數(shù)據(jù)索引等。其中閃存緩沖區(qū)管理能夠有效提升閃存的存取性能和壽命，近年來成為了閃存數(shù)據(jù)管理研究領(lǐng)域的一個熱點(diǎn)。
　　由于閃存讀寫不對稱

2、和不支持異位的特性，設(shè)計閃存緩沖區(qū)管理算法時若只注重于提高緩沖區(qū)的命中率而沒有考慮其存儲特性，閃存的存取開銷將會非常大。目前經(jīng)典的閃存緩沖區(qū)管理算法對于閃存存取性能有了一定的改進(jìn)，然而置換策略普遍比較單一。從閃存的特性出發(fā)，研究健壯有效的緩沖區(qū)管理策略對于提升閃存的存取性能和壽命具有重要意義。
　　本文首先介紹了閃存的存儲特性，并對當(dāng)前面向閃存的經(jīng)典緩沖區(qū)置換算法進(jìn)行了介紹和對比，然后分析總結(jié)了面向閃存的緩沖區(qū)管理算法的關(guān)鍵策略，

3、最后提出了多隊(duì)列的緩沖區(qū)置換算法和通用的閃存緩沖區(qū)仿真平臺。具體而言，本文的主要工作有:
　　1.提出了面向閃存緩沖區(qū)管理的多隊(duì)列置換算法FMQ。FMQ算法優(yōu)先置換干凈的頁面和臟的冷數(shù)據(jù)塊，減少IO代價;保證熱數(shù)據(jù)能在緩沖區(qū)獲得一定的生命周期;隊(duì)列內(nèi)部使用LRU鏈表管理，能夠得益于數(shù)據(jù)的局部性。在保證相對較高的緩沖命中率的同時，F(xiàn)MQ算法減少了閃存的寫入和擦除次數(shù)，從而提升了閃存的整體存取性能和壽命。
　　2.當(dāng)前主流的閃存