閃存和固態(tài)硬盤(pán)近年來(lái)受到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度關(guān)注。閃存是一種電信號(hào)驅(qū)動(dòng)的固態(tài)存儲(chǔ)介質(zhì),具有高性能、低能耗、小巧輕便等特點(diǎn),它已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)和移動(dòng)設(shè)備中。隨著閃存存儲(chǔ)密度不斷提高,基于閃存的固態(tài)硬盤(pán)（Solid State Drive, SSD）逐漸普及。作為電子設(shè)備,固態(tài)硬盤(pán)突破了傳統(tǒng)磁盤(pán)的機(jī)械限制,具有高速讀,低噪聲、低功耗等優(yōu)點(diǎn),它的性能可以縮小存儲(chǔ)設(shè)備和計(jì)算設(shè)備的性能差距,有利于解決計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能瓶頸。因此,固態(tài)硬盤(pán)成為一種重要的二級(jí)存儲(chǔ)設(shè)備,在個(gè)人PC和企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)應(yīng)用中得到廣泛歡迎。但是,固態(tài)硬盤(pán)也繼承了閃存的缺點(diǎn),包括讀寫(xiě)不對(duì)稱(chēng)性、擦除磨損等,而且現(xiàn)階段的軟件系統(tǒng)都是針對(duì)磁盤(pán)設(shè)計(jì)的,不能完全發(fā)揮固態(tài)硬盤(pán)的性能優(yōu)勢(shì),高昂的存儲(chǔ)價(jià)格也進(jìn)一步阻礙了固態(tài)硬盤(pán)的普及。這些因素導(dǎo)致現(xiàn)階段固態(tài)硬盤(pán)無(wú)法完全取代磁盤(pán),固態(tài)硬盤(pán)和磁盤(pán)共存才是未來(lái)存儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì),因此,混合存儲(chǔ)技術(shù)的研究課題引起了學(xué)術(shù)界的關(guān)注�；诠虘B(tài)硬盤(pán)和磁盤(pán)兩種不同介質(zhì)存儲(chǔ)設(shè)備的混合存儲(chǔ)技術(shù)是一個(gè)全新的研究課題。針對(duì)這一背景,本論文對(duì)混合存儲(chǔ)和閃存索引技術(shù)領(lǐng)域的已有研究成果進(jìn)行總結(jié),分析了該領(lǐng)域研究的關(guān)鍵問(wèn)... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：157 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
目錄
圖目錄
表目錄
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 研究背景
    1.3 閃存、磁盤(pán)和固態(tài)硬盤(pán)
        1.3.1 閃存芯片的特點(diǎn)
        1.3.2 認(rèn)識(shí)固態(tài)硬盤(pán)
        1.3.3 固態(tài)硬盤(pán)和磁盤(pán)
    1.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.4.1 固態(tài)硬盤(pán)上的數(shù)據(jù)管理技術(shù)
        1.4.2 基于磁盤(pán)和固態(tài)硬盤(pán)的混合存儲(chǔ)
        1.4.3 面向閃存設(shè)備的索引技術(shù)
    1.5 本文的工作
        1.5.1 研究意義
        1.5.2 研究?jī)?nèi)容
    1.6 本文的組織結(jié)構(gòu)
        1.6.1 內(nèi)容組織
        1.6.2 文獻(xiàn)綜述
第2章 磁盤(pán)和固態(tài)硬盤(pán)同級(jí)的時(shí)間敏感的混合存儲(chǔ)模型
    2.1 引言
    2.2 相關(guān)工作
    2.3 混合存儲(chǔ)模型架構(gòu)
    2.4 頁(yè)面熱度狀態(tài)轉(zhuǎn)換模塊
        2.4.1 頁(yè)面訪問(wèn)熱度的定義
        2.4.2 頁(yè)面訪問(wèn)熱度分析
    2.5 頁(yè)面定位傾向和衰減
    2.6 完整的混合存儲(chǔ)模型
    2.7 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及分析
        2.7.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        2.7.2 實(shí)驗(yàn)評(píng)估
        2.7.3 性?xún)r(jià)比分析
        2.7.4 “warm”對(duì)混合模型的作用
    2.8 本章小結(jié)
第3章 基于磁盤(pán)寫(xiě)緩沖的混合存儲(chǔ)模型
    3.1 引言
    3.2 相關(guān)工作
    3.3 磁盤(pán)寫(xiě)緩存模型HB-Storage架構(gòu)
    3.4 HB-Storage的關(guān)鍵技術(shù)
        3.4.1 熱度計(jì)算模塊HeatCalculate
        3.4.2 讀寫(xiě)傾向計(jì)算模塊RWTend
        3.4.3 塊級(jí)write back機(jī)制
        3.4.4 HB-Storage的操作方案
    3.5 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及分析
        3.5.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        3.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 固態(tài)硬盤(pán)作緩存的混合存儲(chǔ)索引技術(shù)HybridB
    4.1 引言
    4.2 相關(guān)工作
    4.3 B+樹(shù)的性能分析
    4.4 HybridB算法設(shè)計(jì)
        4.4.1 HybridB的總體結(jié)構(gòu)
        4.4.2 Huge Leaf結(jié)構(gòu)的葉子節(jié)點(diǎn)
        4.4.3 葉子節(jié)點(diǎn)的leaf-leaf結(jié)構(gòu)
        4.4.4 葉子節(jié)點(diǎn)的leaf-log結(jié)構(gòu)
        4.4.5 同步和遷移
    4.5 HybridB的主要操作
        4.5.1 HybridB訪問(wèn)操作
        4.5.2 HybridB的結(jié)構(gòu)操作
    4.6 HybridB的性能分析
    4.7 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及分析
        4.7.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        4.7.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析
    4.8 本章小結(jié)
第5章 BloomTree：基于Bloom Filter的面向閃存設(shè)備的B+樹(shù)索引
    5.1 引言
    5.2 相關(guān)工作
    5.3 B+樹(shù)和溢出節(jié)點(diǎn)
        5.3.1 B+樹(shù)的讀寫(xiě)分析
        5.3.2 溢出節(jié)點(diǎn)機(jī)制的優(yōu)缺點(diǎn)
    5.4 BloomTree的總體設(shè)計(jì)
        5.4.1 BloomTree葉子節(jié)點(diǎn)類(lèi)型
        5.4.2 BloomTree葉子節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)變和訪問(wèn)
        5.4.3 BF-leaf中的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)
        5.4.4 active選擇機(jī)制
    5.5 BloomTree的關(guān)鍵技術(shù)
        5.5.1 Bloom Filter簡(jiǎn)介
        5.5.2 基于Bloom Filter的BF-leaf結(jié)構(gòu)
        5.5.3 OF-leaf轉(zhuǎn)換為BF-leaf以及Bloom Filter的建立
        5.5.4 BloomTree的刪除操作和Bloom Filter的重建
        5.5.5 葉子的分裂操作
    5.6 BloomTree的主要操作
        5.6.1 Search操作
        5.6.2 Insert操作
        5.6.3 Update操作
    5.7 BloomTree的性能分析
        5.7.1 BloomFilter的分裂代價(jià)
        5.7.2 BloomTree的查詢(xún)性能
        5.7.3 Bloom Filter的作用
    5.8 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及分析
        5.8.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境和設(shè)計(jì)
        5.8.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析
    5.9 本章小結(jié)
第6章 閃存/混合存儲(chǔ)研究實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)
    6.1 引言
    6.2 FEP：閃存數(shù)據(jù)管理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
        6.2.1 研究意義
        6.2.2 FEP體系結(jié)構(gòu)
        6.2.3 基于FEP的閃存算法驗(yàn)證
        6.2.4 FEP運(yùn)行方式
    6.3 SH-Sim：混合存儲(chǔ)研究仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
        6.3.1 研究意義
        6.3.2 設(shè)計(jì)方案概述
        6.3.3 Flash Model設(shè)計(jì)
        6.3.4 混合存儲(chǔ)管理模塊
        6.3.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和分析
    6.4 本章小結(jié)
第7章 結(jié)束語(yǔ)
    7.1 本文的主要工作
    7.2 本文的主要貢獻(xiàn)和創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 下一步的研究工作
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
在讀期間參加的科研項(xiàng)目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種時(shí)間敏感的SSD和HDD高效混合存儲(chǔ)模型[J]. 楊濮源,金培權(quán),岳麗華.  計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2012(11)
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[3]閃存數(shù)據(jù)庫(kù)研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 孟小峰,金培權(quán),曹巍,岳麗華.  中國(guó)科學(xué)基金. 2012(03)
[4]Sub-Join:面向閃存數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢(xún)優(yōu)化算法[J]. 梁智超,周大,孟小峰.  計(jì)算機(jī)科學(xué)與探索. 2010(05)



本文編號(hào)：3514610