發(fā)布時間：2020-09-15 16:37

　　 閃存是一種純電子數(shù)據(jù)存儲設備,具有體積小、訪問存取速度快、能耗低、抗震性強等特點,成為替代或部分替代機械硬盤的存儲介質(zhì)之一。但是閃存表現(xiàn)出與機械硬盤完全不一致的物理特性,如讀寫速度不一致及擦除次數(shù)有限等特性,目前針對機械硬盤設計和優(yōu)化的緩存置換算法無法直接應用于閃存存儲系統(tǒng);同時,閃存具有異地更新的特性,而且進行回收無效頁操作時必須觸發(fā)垃圾回收機制,但是現(xiàn)有的垃圾回收算法仍存在不足。基于以上兩個問題本文擬針對閃存存儲系統(tǒng)的緩存置換及垃圾回收算法進行研究,具體研究內(nèi)容如下:(1)本文提出一種新的面向閃存數(shù)據(jù)庫的緩沖區(qū)置換算法CF-ARC,該算法引入了一種新的頁面替換機制,在原有緩沖區(qū)鏈表中加入一個新的鏡像區(qū),用于保存剛被驅(qū)逐出緩沖區(qū)的頁號信息。同時將緩存中的頁面分為干凈頁和臟頁兩類,當緩沖區(qū)容量滿時優(yōu)先驅(qū)逐干凈頁,通過鏡像區(qū)與緩沖區(qū)的動態(tài)調(diào)節(jié)機制,部分解決了CF-LRU算法中的工作區(qū)范圍不好界定的缺陷;(2)為解決CF-ARC算法優(yōu)先驅(qū)逐熱干凈頁而帶來的驅(qū)逐代價大的問題,本文在上述算法基礎上優(yōu)化后提出H-ARC算法。將緩沖區(qū)分細分成冷區(qū)和熱區(qū),并專門設定兩個鏡像區(qū)鏈表用于保存被驅(qū)逐的閃存頁頁號信息及相關頁面的參數(shù)值,優(yōu)先將訪問頻度低的干凈頁替換出緩沖區(qū),使得熱頁能繼續(xù)留在緩沖區(qū)從而提高了頁面的命中率。當緩沖區(qū)滿時,通過鏡像區(qū)與緩沖區(qū)的動態(tài)調(diào)節(jié)機制,一定程度上避免了干凈頁剛進入緩沖區(qū)便被驅(qū)逐的問題,通過實驗分析發(fā)現(xiàn)在多數(shù)情況下該算法具有比其它置換算法更高的性能。(3)現(xiàn)有的閃存轉(zhuǎn)換層垃圾回收算法在觸發(fā)垃圾回收操作時存在缺陷,當面臨相同的函數(shù)值時難以進行最優(yōu)的犧牲塊選擇。本文提出一種新的優(yōu)化策略,用于解決在大容量閃存中容易碰到犧牲塊選擇困境的情形,實驗表明新的策略能獲得較好的回收性能,保證了閃存芯片的使用壽命。
【學位單位】：福建師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TP333
【部分圖文】：

圖１．邋１邋ＡＲＣ鏈表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及初始情形逡逑．：逡逑

兩次及以上。當一個己經(jīng)在ＬＦＵ的頁面再次訪問時，它將被放置在ＬＦＵ鏈表的開始逡逑端（最常用的）。最后，那些真正經(jīng)常訪問的頁面將長久地保存在緩存中，而不經(jīng)逡逑常訪問的頁面將移到鏈表的后面，并最終被逐出，如圖１．３所示。逡逑ＬＲＵ邐｜￣邋Ｉ￣邋Ｑ邋ｒｊ邋０邋１邐１＂邋�。澹裕瑁邋澹茫幔悖瑁邋义希肌牵瑁铮螅翦澹蹋椋螅簦ǎ牵保儒澹歼姡蹋遥眨ǎ裕保觯郑具姡歼姡蹋疲眨ǎ保玻┻姡窟姡肌牵瑁铮螅翦澹蹋疲眨ǎ牵玻�？逡逑ｐｉ逡逑圖１．邋３邋ＡＲＣ鏈表再次讀取Ｐｌ后狀態(tài)逡逑假設ＬＲＵ鏈表容量己滿如圖１．４所示：為了寫入新的頁面，需要將ＬＲＵ鏈表中逡逑最近最少使用的頁面淘汰出去，操作發(fā)生時，鏡像區(qū)執(zhí)行操作。首先將所驅(qū)逐頁面逡逑的信息放置在Ｇ１區(qū)，因此頁面不再被緩存直接引用，故將其釋放；其次新的數(shù)據(jù)頁逡逑進入緩沖區(qū)，舊的頁面再次被放入Ｇ１區(qū)，隨著越來越多的頁面被淘汰，ＬＲＵ鏡像區(qū)逡逑的頁面信息也將逐漸向尾部移動叩。在稍后的時間，當ＬＲＵ鏡像區(qū)容量達到上限時，逡逑頁面信息也將被從Ｇ１區(qū)移除。逡逑－１９－逡逑

Ｐ２首先會被放入到ＬＲＵ鏈表的ＭＲＵ端。逡逑研宄另一不同的頁Ｐ１，也把它放在緩存鏈表Ｔ１中，顯然，他將被放置在最近逡逑使用鏈表Ｈ的ＭＲＵ位置，同時將頁ｐ２向左移動一個位置，結(jié)果如圖１．邋２所示；逡逑ＬＲＵ邐｜￣邐｜邐Ｔｈｅ邋Ｃａｃｈｅ邐ＭＲＵ逡逑＜邋Ｇｈｏｓｔ邋Ｌｉｓｔ邋（Ｇ１）邋Ｎ邋＼４邐ＬＲＵ（Ｔ１）邐＾邐ＬＦＵ（Ｔ２）邐＞邋＜邐＜３ｈｏｓｔ邋ＬＦＵ（Ｇ２）—邋？逡逑Ｐ２邋Ｐ１逡逑圖１．邋２邋ＡＲＣ鏈表讀�。校珊鬆顟B(tài)逡逑當我們再次讀取ｐｌ時，依據(jù)ＡＲＣ算法原理，此時這個頁面在緩存中將會被移到逡逑ＬＦＵ鏈表中，因為此時該頁已被讀取兩次。所有的頁面進入ＬＦＵ鏈表必須訪問至少逡逑兩次及以上。當一個己經(jīng)在ＬＦＵ的頁面再次訪問時，它將被放置在ＬＦＵ鏈表的開始逡逑端（最常用的）。最后，那些真正經(jīng)常訪問的頁面將長久地保存在緩存中，而不經(jīng)逡逑常訪問的頁面將移到鏈表的后面，并最終被逐出，如圖１．３所示。逡逑ＬＲＵ邐｜￣邋Ｉ￣邋Ｑ邋ｒｊ邋０邋１邐１＂邋�。澹裕瑁邋澹茫幔悖瑁邋义希肌牵瑁铮螅翦澹蹋椋螅簦ǎ牵保儒澹歼姡蹋遥眨ǎ裕保觯郑具姡歼姡蹋疲眨ǎ保玻┻姡窟姡肌牵瑁铮螅翦澹蹋疲眨ǎ牵玻�？逡逑ｐｉ逡逑圖１．邋３邋ＡＲＣ鏈表再次讀取Ｐｌ后狀態(tài)逡逑假設ＬＲＵ鏈表容量己滿如圖１．４所示：為了寫入新的頁面，需要將ＬＲＵ鏈表中逡逑最近最少使用的頁面淘汰出去，操作發(fā)生時，鏡像區(qū)執(zhí)行操作。首先將所驅(qū)逐頁面逡逑的信息放置在Ｇ１區(qū)

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8 肖珂;王璞;張海東;商紅濤;陳衛(wèi)海;任代偉;張慶華;;電子垃圾回收地蚯蚓中得克隆的污染水平及特征[A];中國化學會第28屆學術(shù)年會第2分會場摘要集[C];2012年

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本文編號：2819201