【摘要】： 閃存作為一種新型的固態(tài)存儲介質(zhì),由于具有體積小、重量輕、非易失、高速、高抗震、低功耗等優(yōu)良特性,近年來已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各種嵌入式系統(tǒng)和便攜式設(shè)備。閃存的獨特物理特性對數(shù)據(jù)管理技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn),例如閃存存儲管理、閃存數(shù)據(jù)索引、面向閃存的緩沖區(qū)管理等。其中,緩沖區(qū)管理作為提高閃存存取性能的一種重要且非常有效的手段,近年來已成為閃存數(shù)據(jù)管理領(lǐng)域的一個研究熱點。 然而,目前已有的緩沖區(qū)置換策略大多針對的是傳統(tǒng)的磁盤存儲系統(tǒng),沒有考慮閃存不同于磁盤的特性,只著眼于提高緩沖區(qū)的命中率,如果直接它們應(yīng)用在閃存上,閃存的總訪問開銷會非常大。因此,針對閃存的特性,研究高效的緩沖區(qū)置換策略對降低閃存的訪問開銷具有重要意義。 本論文首先對目前已有的基于閃存的緩沖區(qū)管理算法進行了總結(jié),然后分析了基于閃存的緩沖區(qū)管理的關(guān)鍵問題,并重點研究了緩沖區(qū)置換策略,最后提出了相應(yīng)的解決方法。具體而言,本文的主要工作有: (1)提出了一種新型的面向閃存系統(tǒng)的緩沖區(qū)置換算法CCF-LRU。該算法使用雙LRU鏈表維護緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù),其中,一個混合LRU鏈表維護緩沖區(qū)中的臟數(shù)據(jù)頁和熱的干凈數(shù)據(jù)頁,而另一個冷的干凈LRU鏈表只維護緩沖區(qū)中的冷的干凈數(shù)據(jù)頁。當(dāng)緩沖區(qū)空間不足時,優(yōu)先置換出冷的干凈LRU鏈表中最近最少訪問的干凈數(shù)據(jù)頁,否則當(dāng)冷的干凈鏈表為空時置換出混合的LRU鏈表中冷的臟數(shù)據(jù)頁。利用這一策略, CCF-LRU算法可以有效地解決緩沖區(qū)一次性掃描式訪問污染問題,減少了閃存的寫操作;此外,算法在減少閃存的寫操作同時還保持了較高的命中率,從而提高了閃存的訪問性能。 (2)針對置換算法CCF-LRU中出現(xiàn)的0-1躍變問題,本文對置換算法CCF-LRU進行了改進,提出了可控的冷干凈數(shù)據(jù)頁優(yōu)先置換算法CCCF-LRU。與置換算法CCF-LRU不同的是,該算法對緩沖區(qū)中的冷的干凈LRU鏈表的長度做了限制,規(guī)定冷的干凈LRU鏈表的長度不能小于minCCL,否則將從混合的LRU鏈表中選擇冷的臟數(shù)據(jù)頁置換出去。相對于CCF-LRU而言,CCCF-LRU算法可以防止初始加載到緩沖區(qū)中并即將會被頻繁訪問的干凈數(shù)據(jù)頁很快被置換出去,在增加少量閃存寫操作的同時較大幅度地提高了緩沖區(qū)的命中率。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TP333

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