本文關(guān)鍵詞：固態(tài)硬盤存儲(chǔ)管理及數(shù)據(jù)恢復(fù)探討

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【摘要】：傳統(tǒng)的機(jī)械硬盤由于其機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制在某些領(lǐng)域已經(jīng)不能適應(yīng)高讀寫速度、高適應(yīng)性的要求,固態(tài)硬盤的出現(xiàn)完美的解決了這些問(wèn)題。隨著固態(tài)硬盤的應(yīng)用范圍擴(kuò)大,對(duì)于固態(tài)硬盤本身的要求也越來(lái)越多,其存儲(chǔ)性能上的優(yōu)化成為目前要解決的問(wèn)題之一。固態(tài)硬盤的存儲(chǔ)介質(zhì)是NAND閃存,閃存介質(zhì)由于制造工藝的限制不可避免的有壞塊,并且閃存介質(zhì)十分不耐擦寫。要想發(fā)揮閃存的優(yōu)勢(shì)就必須解決這些限制因素。為此在設(shè)計(jì)閃存的存儲(chǔ)管理系統(tǒng)時(shí)要加入相應(yīng)的損耗均衡機(jī)制和壞塊管理機(jī)制。引入這些優(yōu)化決策之后在考慮發(fā)生數(shù)據(jù)丟失后的數(shù)據(jù)恢復(fù)與傳統(tǒng)的機(jī)械硬盤又會(huì)有相應(yīng)的改變。針對(duì)這些問(wèn)題,本文做了以下工作:首先,論文介紹了閃存介質(zhì)的存儲(chǔ)原理,引入了閃存轉(zhuǎn)換層(FTL)的概念,基于此探討了閃存轉(zhuǎn)換層實(shí)現(xiàn)的各種算法支持,包括:地址映射、損耗均衡、垃圾回收、壞塊管理、斷掉保護(hù)等。重點(diǎn)研究了地址映射的機(jī)制、損耗均衡算法的各項(xiàng)指標(biāo)及優(yōu)化方法和垃圾回收策略的流程。同時(shí)根據(jù)在NAND閃存上常用的YAFFS2文件系統(tǒng)做了相關(guān)分析與探討。其次,在固態(tài)硬盤存儲(chǔ)管理算法的基礎(chǔ)上研究了基于YAFFS2文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)恢復(fù)原理。找到了一種利用對(duì)象頭文件信息完成文件定位和文件拼裝的方法,在此基礎(chǔ)上利用對(duì)象頭信息嘗試實(shí)現(xiàn)文件歷史演化的重構(gòu)。最后,論文研究了針對(duì)于固態(tài)硬盤的測(cè)試試驗(yàn)平臺(tái),并在Linux系統(tǒng)下測(cè)試了固態(tài)硬盤損耗均衡算法的優(yōu)化和文件恢復(fù)技術(shù)的實(shí)現(xiàn),并對(duì)文件歷史演化重構(gòu)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的可能性做了探討。同時(shí)基于本文的成果分析了固態(tài)硬盤的未來(lái)研究方向。
【關(guān)鍵詞】：固態(tài)硬盤 存儲(chǔ)管理 數(shù)據(jù)恢復(fù) 仿真測(cè)試
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP333;TP309.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-15
• 1.1 課題背景11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 論文研究?jī)?nèi)容14-15
• 第2章 固態(tài)硬盤存儲(chǔ)系統(tǒng)分析15-20
• 2.1 NAND閃存概述15-16
• 2.2 固態(tài)硬盤存儲(chǔ)概述16-17
• 2.3 固態(tài)硬盤文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)17-18
• 2.4 存儲(chǔ)管理系統(tǒng)18-19
• 2.5 本章小結(jié)19-20
• 第3章 固態(tài)硬盤存儲(chǔ)管理20-31
• 3.1 固態(tài)硬盤存儲(chǔ)管理結(jié)構(gòu)20-21
• 3.2 固態(tài)硬盤數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)21-22
• 3.3 地址映射技術(shù)22-25
• 3.3.1 頁(yè)映射和塊映射22-25
• 3.4 損耗均衡策略25-27
• 3.4.1 需求分析25-26
• 3.4.2 動(dòng)態(tài)損耗均衡和靜態(tài)損耗均衡26-27
• 3.5 其他存儲(chǔ)管理機(jī)制27-29
• 3.5.1 垃圾回收27-28
• 3.5.2 壞塊管理28
• 3.5.3 斷電保護(hù)28-29
• 3.5.4 差錯(cuò)校驗(yàn)29
• 3.6 本章小結(jié)29-31
• 第4章 YAFFS2文件系統(tǒng)研究31-38
• 4.1 YAFFS存儲(chǔ)機(jī)制31-33
• 4.2 YAFFS2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)33-35
• 4.3 YAFFS2損耗均衡和垃圾回收機(jī)制35-37
• 4.3.1 損耗均衡機(jī)制35
• 4.3.2 垃圾回收機(jī)制35-37
• 4.4 本章小結(jié)37-38
• 第5章 固態(tài)硬盤數(shù)據(jù)恢復(fù)38-46
• 5.1 數(shù)據(jù)恢復(fù)概述38-39
• 5.2 數(shù)據(jù)恢復(fù)算法39-44
• 5.2.1 YAFFS文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)刪除原理39-40
• 5.2.2 數(shù)據(jù)恢復(fù)原理40-41
• 5.2.3 文件定位41-42
• 5.2.4 文件組裝42-44
• 5.3 文件歷史演化軌跡重構(gòu)44-45
• 5.4 本章小結(jié)45-46
• 第6章 仿真測(cè)試46-54
• 6.1 固態(tài)硬盤存儲(chǔ)管理測(cè)試46-49
• 6.1.1 試驗(yàn)平臺(tái)搭建46-47
• 6.1.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容47-48
• 6.1.3 測(cè)試內(nèi)容及結(jié)果分析48-49
• 6.2 YAFFS2文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)恢復(fù)49-53
• 6.2.1 YAFFS2文件系統(tǒng)掛載49-50
• 6.2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容50-52
• 6.2.3 結(jié)果分析52-53
• 6.3 本章小結(jié)53-54
• 總結(jié)與展望54-56
• 參考文獻(xiàn)56-58
• 致謝58

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