本文選題：NAND閃存 + BFTL��； 參考：《東北大學(xué)》2013年碩士論文

【摘要】：在過去的幾十年,CPU的處理速度提高近600倍,而磁盤的讀寫速度只提升了不足10倍,低速的磁盤(毫秒級(jí))已經(jīng)成為制約系統(tǒng)性能提升的瓶頸。高速的NAND閃存(微秒級(jí))已經(jīng)成為磁盤的理想替代設(shè)備。然而由于NAND閃存具有讀寫速度不對(duì)稱、塊擦除次數(shù)有限等特性,現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫索引無法充分發(fā)揮閃存的存儲(chǔ)優(yōu)勢(shì)。因此,基于NAND閃存的物理特性重新構(gòu)建一種高效的數(shù)據(jù)庫索引結(jié)構(gòu)是一個(gè)急需解決的問題。本文在參閱大量國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,針對(duì)B-Tree“級(jí)聯(lián)更新”導(dǎo)致的低性能問題和BFTL“隨機(jī)存取”導(dǎo)致的大量閃存寫操作問題,提出了一種更適合閃存的Optimized BFTL索引機(jī)制。Optimized BFTL是對(duì)BFTL的改進(jìn),該機(jī)制包含3個(gè)策略：通過暫存更新、冗余消除的思路,Optimized BFTL改進(jìn)了索引緩存區(qū)Index Buffer的存儲(chǔ)策略；提出了待提交序列選擇算法,通過批量提交節(jié)點(diǎn)序列,消除了BFTL的“隨機(jī)存取”現(xiàn)象,從而大大減少了閃存寫操作次數(shù)；設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)的葉子節(jié)點(diǎn)頭及其相關(guān)算法,提高了搜索算法的性能。此外,對(duì)Optimized BFTL的全局查詢、更新算法進(jìn)行了設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。最后,依次對(duì)上述策略進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn),仿真結(jié)果表明,與之前的BFTL相比,該索引機(jī)制插入操作所引起的閃存寫次數(shù)僅為前者的22.3%,因此本文實(shí)現(xiàn)的索引機(jī)制能夠大量減少閃存寫次數(shù),具有進(jìn)一步研究和應(yīng)用的價(jià)值。
[Abstract]:In the past few decades, the processing speed of CPU has increased nearly 600 times, while the read and write speed of disk has increased by less than 10 times. Low speed disk (millisecond level) has become the bottleneck of system performance improvement. High-speed NAND flash memory (micro-second) has become an ideal alternative to disk. However, due to the asymmetry of reading and writing speed of NAND flash memory and the limited number of block erasures, the existing database indexes can not give full play to the storage advantages of flash memory. Therefore, it is an urgent problem to reconstruct an efficient database index structure based on the physical properties of NAND flash memory. Based on a large number of domestic and foreign literatures, this paper aims at the problems of low performance caused by B-Tree cascading update and a large number of flash write operations caused by BFTL random access. In this paper, a more suitable Optimized BFTL index mechanism, optimized BFTL, is proposed, which is an improvement on BFTL. The mechanism consists of three strategies: the storage strategy of index cache Index Buffer is improved by using temporary memory update, redundancy elimination and optimized BFTL; This paper proposes an algorithm for selecting the sequence to be submitted, which eliminates the "random access" phenomenon of BFTL by submitting node sequences in batches, thus greatly reduces the number of flash write operations, and designs and implements the leaf nods and their related algorithms. The performance of search algorithm is improved. In addition, the global query and update algorithm of Optimized BFTL are designed and implemented. Finally, the simulation results show that, compared with the previous BFTL, the simulation results show that, The number of flash writes caused by the insertion operation of this indexing mechanism is only 22.3 times of that of the former, so the index mechanism implemented in this paper can greatly reduce the number of flash memory writes, which has the value of further research and application.
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TP333

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