基于nand+flash的数据库管理系统优化研究

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1、学校代号：学号：密级：10532S06102077普通湖南大学硕士学位论文l7382‘基于NANDFlash的数据库管理系统优化研究≥S￡0￡譬支●■●●1●l；j●●●●1jJ●TheResearchonPerformanceImprovementofNANDFlash．BasedDBMSbyCHENJianqiangB．E．(InnerMongoliaUniversity)2006AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngine

2、eringlnComputerScienceandTechnologyintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorAssociateProfessor恻GKehuaJune，2009哪!川5Ⅲ4川2㈣2舢7Ⅲ川—●㈣Y湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果

3、由本人承担。作者签名：诱蟛锄日期：现俾乡月／7日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在年解密后适用本授权书。f2、不保密圈。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：导师签名：倦衄殇翻许日期：动年；月f／日日期：加年；月／／日基于NANDFlash的数据库管理系统优化研究摘要

4、NANDFlash通过Flash转换层把线性地址的Flash抽象成磁盘驱动器，使得基于磁盘驱动器的传统算法可以无需任何修改就能实现所有功能。但是由于NANDFlash的写速度小于读速度而且由写前擦除引起的擦除操作时间损耗很大，当写操作是随机的中小型写操作时，NANDFlash的写性能甚至差于磁盘的写性能。随机的中小型写操作是一些数据库应用系统的常用操作，比如在线联机处理系统，因此为了有效的使用NANDFlash作为数据库存储介质，必须修改传统数据库管理系统的体系结构和算法。。本文首先分析NANDFlash的两种典型的Flash转换层：FTL和NF

5、TL。NFTL的内存消耗量适中，适用于大容量NANDFlash，因此本文选择NFTL作为未来数据库管理系统的Flash转换层。其次提出评价基于NFTL的算法的性能的NEWOM模型，NEWOM模型改进于EWOM模型。再次使用NEWOM模型分析数据库管理系统的相关算法的I／O性能：分析排序算法和连接算法，得出影响其性能的因素和I／O性能公式；分析三种数据库页布局的优缺点和基于PAX页布局的RARE连接算法；由于NANDFlash的不同读写速度，缓冲区命中率不能正确反映缓冲区I／O性能，所以分析缓冲区管理算法：LRU算法和CFLRU算法。然后根据以上分

6、析提出设计Flash的数据库管理系统的方法：擦除单元块内日志页方法。擦除单元块内日志页方法改进于页内日志页方法，采用PAX页布局，消除了PAX页布局在多属性值更新时的缺陷。通过仿真实验证明擦除单元块内同志页方法相对于页内日志方法能提高日志页的利用率，减少内存消耗。为了进一步提高数据库管理系统的性能和降低成本，最后本文提出基于同志磁盘的擦除单元块内日志页方法，其用磁盘保存R志记录，用NANDFlash保存数据。通过仿真实验证明基于日志磁盘的擦除单元块内日志页方法的I／O性能优于页内日志方法和擦除单元块内同志页方法的I／O性能。．关键词：NANDFl

7、ash；数据库管理系统；写前擦除；日志页IlAbstractWithapropersoftwarelayer,knownastheFlashTranslationLayer’whichmakeslinearNANDFlashappeartoupperlayerlikeadiskdrive，conventionaldisk-baseddatabasealgorithmsandaccessmethodswillfunctionadequatelvwithoutanymodification．Ontheotherhand，duetoafewlimita

8、tionsofflashmemorV，thisapproachisnotlikelytoyieldthebestattainablepe