位图案化介质瓦记录地址映射

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1、分类号学号M201372868学校代码10487密级硕士学位论文位图案化介质瓦记录地址映射学位申请人：聂昌盛学科专业：计算机技术指导教师：卢萍副教授答辩日期：2015年5月20日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringAddressMappingforShingledMagneticRecordingonBitPatternedMediaCandidate:NieCha

2、ngshengMajor:ComputerTechnologySupervisor:Assoc.Prof.LuPingHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明

3、。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月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，即：学校有权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。本人授权华中科技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。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日

4、华中科技大学硕士学位论文摘要随着互联网技术的不断进步，进入大数据时代，数字信息量呈现爆炸增长趋势，因此，存储设备的容量需求巨大。传统磁盘存储的面密度受到超顺磁的影响将很快达到极限，位图案化技术是克服超顺磁极限的一种有效途径，瓦记录技术的原理是在之前写好的磁道上重叠记录下一磁道的部分数据，就像重叠屋瓦一样，这样就缩小了磁道宽度，大大提高了磁道密度。两项技术的结合可望将磁盘的面密度提高5~10倍。瓦记录技术能够数倍的提高磁盘的容量，但是由于瓦记录重叠覆盖磁道，写磁头宽度较宽，写入时会对相邻磁道上的数据

5、产生影响，瓦记录随机写效率很低,针对这些问题，本文提出了一种新的瓦记录条带和段的数据组织方式，来保持瓦记录读写操作的独立性，避免相邻区域的干扰；提出了一种新的基于冷热数据的瓦记录盘面的划分方式，将盘面分为热数据区域和冷数据区域，以实现高效的数据存储。热数据区采用类似LFS的方式记录数据，冷数据区采用循环日志方式记录数据。设计了一种基于窗口的热数据识别算法，通过地址映射表将热数据映射到热数据区域，冷数据映射到冷数据区域。由于采用异地更新策略，瓦记录磁盘产生很多无效的数据块，降低了磁盘的利用率，本文设计

6、并实现了3种垃圾回收的算法，用来释放被无效数据块占用的磁盘空间。为了减少地址映射表的大小，将映射表信息按需在非瓦记录区和内存区进行调换，减少对内存的需求。仿真结果表明本文提出的方法可以提高瓦记录随机写性能。关键字：数据组织；瓦记录；垃圾回收；冷热数据本课题受国家自然科学基金项目资助，（项目编号61272068）I华中科技大学硕士学位论文AbstractAlongwiththeadvanceofInternettechnology,intotheeraofbigdata,thedigitalinfo

7、rmationpresentexplosivegrowthtrend,thedemandforlargecapacitystoragedeviceishugeinthestoragedeviceofmarket.theconventionalharddiskdrivesatthetimeofimprovingsurfacedensityisaffectedbythesuperparamagneticlimits,Bitpatternedtechnologyisaneffectivewaytoover

8、comethesuperparamagneticlimits,thetheoryofShingledMagneticRecordingtechnologiesistorecorddatabyoverlappingpartnexttrackonpreviouswritinggoodtrack,justlikeoverlappingrooftile,thusreducethetrackwidth,greatlyimprovingthetrackdensity.Thecom