基于smr硬盘的缓存设计

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1、分类号：密级：UDC：学号：416627314007南昌大学专业学位硕士研究生学位论文基于SMR硬盘的缓存设计TheDesignofCacheBasedonSMRDisk陈诗浩培养单位（院、系）：软件学院软件工程系指导教师姓名、职称：胡军教授申请学位的学科门类：工学学科专业名称：软件工程论文答辩日期：2016年5月21日答辩委员会主席：曹义亲评阅人：曹义亲肖美华2016年05月25日一、学位论文释创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除Ｔ

2、文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南昌大学或其他教育化构的学位或证书而使用过的材斜一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名（手写签字曰期：７＾／６年？７月Ｗ曰满、诗嗦二、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，化许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可

3、Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。同时授权北京万方数据股份有限公司和中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》和《中国优秀博硕±学位论文全文数据＂＂库》中全文发表，并通过网络向社会公众提供信息服同意按章程规定享受相关权益。学位论文作者签名一（手写导师签名（手写）；＾签字日期；７Ｄ八年＾月／若日签字日期：年３＞月／日（ｆ论文题目基于ＳＭＲ硬盘的缓存设计

4、姓名陈诗浩学号４化６２７３１４００７论文级别博±□硕壬■￣院／系／所学院专业Ｉ软件王程Ｅ—ｍａｉｌ备注；＂保＂，＾公开□保密（向巧学化如申请获批准为密年月后公开）摘要摘要本篇论文提出了一种基于SMR硬盘的缓存替换算法，目的在于使得基于SMR硬盘的存储系统得到较好的运用。该算法主要通过考虑SMR硬盘磁头的位置以及SMR硬盘的硬件特性来替换缓存中的数据块，这种方法将有别于传统的基于温彻斯特硬盘的常用缓存替换算法。传统的替换算法一般只考虑提高缓存的命中率来设计，而多忽

5、略存储设备的硬件特性，把存储设备当做一个黑盒子来使用，这种做法在SMR硬盘上会造成因提高缓存命中率而却花费较高的平均寻道时间的现象，反而降低系统的响应速度。另外，因写入放大问题将使得这一问题加剧。我们设计了一个考虑磁头位置、SMR硬盘写入放大特性和数据访问频率这三个参数的缓存替换算法，并与LRU算法进行对比。实验结果证明，在SMR硬盘系统上，随着主机端访问请求的不断增加，LRU算法造成的时间浪费将会越来越多，而新提出的算法将很好地减少了时间的浪费，提升了系统的响应速度。关键字：SMR硬盘；缓存设计；

6、存储系统IAbstractAbstractThispaperproposesareplacementalgorithmofbufferbasedonSMRdisk,withtheaimtomakethestoragesystemofSMRdisktoagetbetteruse.ThealgorithmmainlybyconsideringheadpositionandwritingamplificationproblemofSMRdisktoreplacethebufferdatablocks,th

7、isapproachwillbedifferentfromthetraditionalreplacementalgorithmsbasedonconventionalWinchesterharddisk.Traditionalreplacementalgorithmsgenerallycareabouttoimprovethehitrate,whileignoringmorehardwarefeaturesofstoragedevice,theymadethestoragedeviceasablac

8、kboxtouse,thisapproachwillmakethephenomenonofimprovingthehitrateofbufferbutreducingtheresponsetimeofthesystem.Furthermore,writingamplificationproblemwillincreasethetimecost.Wedesignthealgorithmwithconsiderationsofthesethreeparametersofa