免费论文：闪存缓冲区置换算法的设计与实现

闪存由于具有体积小、防抗震、功耗低、可靠性高等优良特性已经成为了重要的存储介质。而MLC架构的NAND Flash是未来闪存技术发展的方向。闪存的发展目前遇到了一个难题，那就是闪存的重写前擦除（erase-before-write）特性。针对闪存的这一特性，目前存在两种解决方案：闪存转换层技术（FTL）和缓冲区管理算法。因此本文将闪存缓冲区的管理作为研究方向。本文的具体工作如下：1）提出了一种计算数据块预期平均更新间隔EAUD（Expected Average Update Distance）的方法。该方法考虑到数据更新的频繁程度，统计了一段时间内数据块的更新间隔，并求其平均值。同时该方法考虑到更新的新旧程度，即某个数据块最近的一次更新距离统计节点之间的数据块的数量，因而该方法能够较好的预计更新的间隔。2）提出了一种基于预期平均更新间隔的缓冲区置换算法EAUD-LRU，该算法考虑到了数据更新的频繁程度，根据数据块的EAUD值将缓冲区划分为两个组：频繁更新组FUG(Frequent Update Group)和非频繁更新组（Infrequent Update Group）。同时算法考虑到缓冲区置换时的收益，当缓冲区需要溢出时，算法选择IUG组中含有效页最多的块作为牺牲块。仿真结果显示该算法能有效降低闪存的擦除次数和响应时间。3）提出了一种基于最低访问开销的缓冲区置换算法LEC，针对闪存写开销高于读开销的特性， LEC对逻辑页读写代价进行了细致分析，并对其预期访问开销进行了量化评估，优先置换预期访问开销最小的页。仿真结果表明，该算法能够降低闪存的访问开销和写操作的次数。

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