據IDC調查統計2011年全世界產生的數據達到了1.8ZB（18000億GB）并且全球信息數據總量每過兩年就會增加一倍而現有的磁記錄密度將達到極限。針這一問題，存儲領域已經開始研究新的存儲技術，瓦記錄（Shingled Magnetic Record，SMR）即是其中的一種，它可以通過對現有硬盤磁道進行部分重疊覆蓋而減小磁道寬度來提高記錄密度。 瓦記錄技術的記錄方式導致瓦記錄磁盤的寫性能問題：由于磁道變得很窄，在將數據寫入某一個磁道中時將會對其相鄰一定數量的磁道中的數據產生寫覆蓋而使它們失效。現有的解決方法一般是在寫數據前先讀出將會被覆蓋的數據然后再寫入數據和補寫失效的數據，從而使瓦記錄磁盤寫操作的性能變得很糟糕。在研究瓦記錄磁盤的寫特征以及分析個人用戶數據存儲特征的基礎上設計了一種優(yōu)化寫性能優(yōu)化方案：動態(tài)映射表管理方案（Dynamic Mapping Tables Management, DMTM），DMTM通過對會發(fā)生數據覆蓋的寫操作進行寫入位置遷移來避免數據覆蓋從而減少冗余的數據讀寫操作來優(yōu)化瓦記錄磁盤的寫性能。 DMTM方案設計了瓦記錄磁盤的存儲結構；通過拆分現有的單一邏輯塊地址為一對映射邏輯地址來實現數據位置遷移的透明性；并且完成了各環(huán)節(jié)的詳細設計：包括邏輯塊地址映射表等表項的管理操作，數據寫入位置遷移方法，存儲空間碎片回收等。從仿真實驗的結果看DMTM方案對瓦記錄磁盤的寫性能有比較顯著的優(yōu)化效果，驗證了此方案的可行性。
【學位單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2012
【中圖分類】：TP333.35
【部分圖文】：

圖 1.1 SMR 寫磁頭與了 SMR 的寫磁頭與磁道。從圖道比較窄，在對某個磁道進行寫，因此需要對下方的磁道做不利于隨機寫操作[24]，而這正結合（如二維磁記錄技術[25]）6]。舊技術更替的橋梁成為目前的同谷歌、facebook 及戴爾等公寫入的問題得到了一些想法，驅動器廠商和計算機代碼堆棧實現無縫化，使之表現為普通

圖 2.2 硬盤磁道和 SMR 盤磁道對 SMR 磁盤的寫入方式進行分析后不難發(fā)現，如果不采取特別措施，一次普通的寫入數據就可能毀掉磁盤上的大多數數據：如圖 2.2 所示，磁盤磁道編號一般由外徑向內徑方向進行編號，設定 SMR 磁盤在寫入數據時的覆蓋側面向向為內徑方向，則若對 Track_0 磁道進行數據寫入時，會覆蓋掉 Track_1、Track_2、Track_3 上的部分數據，要保證數據的正確性就必須在寫入 Track_0 數據之前將后面會被覆蓋的數據讀出然后再進行補寫操作，然而在進行補寫操作時這種覆蓋會繼續(xù)向后擴散直至擴散到最內徑的磁道。為了避免類似于這種寫覆蓋過分擴散的情形 SMR 研究文獻普遍認為需要在 SMR 磁盤的若干磁道之間設置隔離帶（圖 2.2 SMR 磁盤盤面中的彩色區(qū)域）來阻止這種寫覆蓋的過度擴散，我們把這種隔離后的組織形式稱為 Band。SMR 磁盤的讀性能與硬盤相仿并且從理論上講會有一定的提升，因為磁道密度增加后磁頭切換磁道時移動距離減少從而減少磁道切換時間（可能需要改進現有的

構拉伸成矩形結構，拉伸方法為先將每個 Band 拉伸成矩形結構，然后再依次（可按Band 編號）拼接成大的矩形結構，由此形成以 Sector 為最小存儲單位的矩形視圖（記為 RectangleView）。圖 3.1 簡要表示了如何構成 RectangleView，每個 Band 的磁道數是相等的，且同一個 Band 中的磁道長度（指 Sector 數量）也是相等的，但是不同Band 之間的磁道長度可以不相等（一般由外向內遞減）；本文將在 RectangleView的基礎上來剖析本文的 DMTM 設計方案。
【參考文獻】

相關期刊論文 前3條

1 沈玉良;許魯;;一種基于虛擬機的高效磁盤I/O特征分析方法[J];軟件學報;2010年04期

2 王蘭英;居錦武;;NTFS文件系統結構分析[J];計算機工程與設計;2006年03期

3 李家星,苗長云,李鴻強;基于單片機的IDE硬盤控制的研究與設計[J];微計算機信息;2004年10期

相關博士學位論文 前1條

1 徐振;垂直磁記錄介質的制備和超快自旋動力學研究[D];復旦大學;2009年

本文編號：2860711