闪存存储设备仿真平台与应用研究

摘要

闪存出现于20世纪80年代末，它具有高速、非易失、低功耗、高抗震、体积小等特点，这些优良特性使得它能够成为突破磁盘局限性的首选存储介质之一。随着近年来闪存芯片价格的不断下降和容量的快速增长，闪存已经成为目前最为重要的新型二级存储设备，并且开始广泛应用于企业级计算环境中。
　　 由于闪存的重要性日益显现，基于闪存的数据管理技术成为目前国内外的研究热点之一。研究者在闪存存储管理、缓冲区管理、索引等方面开展了深入研究，并提出了一些算法。在这些研究中，各类算法的性能验证成为研究者们面临的一个难点问题。由于许多算法涉及闪存的底层物理特性，因此通常人们都采用软件模拟的方法进行验证。由于不同的研究者往往采用自行开发的仿真程序进行算法性能验证，因此目前在闪存数据管理领域中很难进行算法之间的横向比较。而且，开发新的验证环境大大加大了研究者们的工作量，因此，建立一个通用灵活的闪存存储设备仿真平台已成为目前闪存领域中的一个迫切需求。
　　 本论文对现有的几种闪存验证环境进行了分析与研究，设计并实现了一个有效的闪存存储设备仿真平台，从而为各种闪存存储管理算法提供验证环境。本论文的主要贡献可归纳为：
　　 (1)设计并实现了一种新型的、高效灵活的闪存存储设备仿真平台。该仿真平台利用面向对象以及模块化的方法进行设计，最大限度地保证了该平台能够适应大多数闪存验证实验的要求。
　　 (2)利用提出的闪存设备仿真平台进行了两种类型的闪存相关算法验证实验。一种是基于闪存的缓冲区管理算法，另一种是闪存转换层算法。这两种算法的验证实验表明，论文中提出的闪存设备仿真平台能够适用于各种闪存算法的研究实验。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1 引言

1.2闪存存储管理研究现状

1.3 闪存算法验证研究现状

1.4本文的主要工作

1.5本文的组织

第2章 闪存与闪存存储管理

2.1 引言

2.2闪存存储设备

2.3闪存存储管理系统

2.3.1 闪存文件系统

2.3.2闪存转换层

2.4小结

第3章 FlashDBSim闪存设备仿真平台

3.1 引言

3.2相关背景

3.3 FlashDBSim仿真平台设计

3.3.1 FlashDBSim软件组件设计

3.3.2 FlashDBSim硬件组件设计

3.3.3 FlashDBSim仿真系统的使用

3.4 FlashDBSim仿真平台的测试

3.4.1测试说明及设置

3.4.2 FlashDBSim环境

3.4.3测试结果

3.5小结

第4章 F1ashDBSim应用研究

4.1 引言

4.2相关工作

4.2.1缓冲区管理算法

4.2.2闪存转换层算法

4.3缓冲区管理算法验证

4.3.1实验环境

4.3.2实验步骤

4.3.3实验结果及分析

4.4闪存转换层算法验证

4.4.1 实验环境

4.4.2实验结果及分析

4.5小结

第5章结束语

5.1本文主要工作

5.2下一步工作

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文与取得的其他研究成果

攻读学位期间参加的科研项目