基于闪存和叠瓦式硬盘混合存储系统的设计与实现

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1、分类号：密级：UDC：学号：416627314010南昌大学专业学位硕士研究生学位论文基于闪存和叠瓦式硬盘混合存储系统的设计与实现DesignandImplementationofHybridFileSystembasedonFlashandSMRDisk吴润培养单位（院、系）：软件学院指导教师姓名、职称：黄旭慧副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15日答辩委员会主席：曹义亲评阅人：曹义亲舒坚年月日学位论文独创性声明一、学位论文独创健声明本人声明

2、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，除论文中不包含。据我所知了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得唐直丈堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名（手写签字日期；〇年乂月１＾日；＾／占了二、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

3、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。本人授权南昌大学可レッ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务，同意按＂＂章程规定享受相关权益。学位论文作者签名（手写（手写导师签名乙签字曰期：立刮＾年夕月日签字

4、曰期：年ｒ月７＾曰论文题目基于闪存和叠瓦式硬盘混合存储系统的设计与实现’姓名吴润学号４１６６２７３１４０１０论文级别博±０硕±院／系／所＾学院Ｉ专业Ｉ软件Ｘ程Ｅｍａｉｌ—备注：〇么＾开□保密（向校学位办申请获批准为＂保密＂，年＿＿月后公开）摘要摘要1988年到2008年之间CPU性能提高16800倍，但硬盘性能提高了仅有11倍，存储器已经成为计算机性能提高的一大瓶颈，所以计算机存储技术的进步是计算机技术的发展的决定性因素之一。虽然闪存的存储性能比较高，但是闪

5、存有擦数寿命限制，更主要的是闪存的存储成本比较高，并不适用于海量数据的存储。虽然有其他存储器的出现如：RRAM、PCM（相变存储器）、SRAM等众多更快的非易失去存储设备，目前于研发阶段，许多特性尚不明确，也没有成品研发出来，因此目前暂时不在考虑范围之内，所以最终选定了目前存储容量最大的叠瓦式硬盘和读写性能非常高的闪存作为研究对象。本课题主要分析叠瓦式硬盘（SMRDisk）和闪存的特性，并对两者（闪存和叠瓦式硬盘)的优劣点并进行评估，让叠瓦式硬盘的高容量特性和闪存的高效能特性充分发挥，提出了基于叠瓦式

6、硬盘和闪存的混合存储系统，设计上把叠瓦式硬盘和闪存作为同级存储器，充分考虑了叠瓦式硬盘机械延迟比较长、覆盖写、高容量和写入放大的特性，以及闪存读写性能高、擦除寿命有限等特性，从系统设计上结合两种存储器的优势，很大程度上缓解了叠瓦式硬盘械延迟比较长、覆盖写和写入放大的问题，相对于目前其他的混合存储系统，在容量、性能和存储成本上有很大的优势。关键字：混合存储；SMR；闪存；容量；性能；IAbstractABSTRACTBetween1988to2008CPU16800timesperformanceimp

7、rovement,asmaximumstoragecapacityofaharddisk,butdiskperformanceimprovesonly11times,thereservoirhasbecomeamajorimprovecomputerperformancebottleneck,soadvancesincomputerstoragetechnologyiscomputeroneofthedecisivefactorsinthedevelopmentoftechnology.Butthef

8、lash,althoughflashmemoryperformanceisrelativelyhigh,butflashmemoryhasrubbedafewlifelimit,butthemainthingisthecostofflashmemoryisrelativelyhigh,isnotsuitableformassdatastorage.Althoughtherehaveothermemoriessuchas:RRAM,PCM(phasecha