面向非易失性內存和塊設備混合介質的文件系統(tǒng)設計與實現.pdf

1、文件系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)存放數據的基礎模塊，文件訪問的速度對計算機系統(tǒng)的性能至關重要。面向塊存儲設備的傳統(tǒng)文件系統(tǒng)的性能受限于慢速I/O流程。近年出現的新型非易失性內存具有可字節(jié)尋址、納秒級別的讀寫延遲、掉電不丟失數據等優(yōu)點，是一種高性能的持久化存儲設備。當系統(tǒng)中同時存在非易失性內存和塊存儲設備時，如何管理多種存儲介質并且在不同的介質中存放文件數據，以發(fā)揮非易失性內存讀寫速度快和塊存儲設備存儲容量大的特點是具有思考價值的問題。
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2、文設計一種面向非易失性內存和塊存儲設備的混合介質文件系統(tǒng)。該文件系統(tǒng)可以實現對非易失性內存的數據進行高速訪問，用塊存儲設備擴充文件系統(tǒng)存儲容量，同時允許單個文件數據分散存儲在不同的存儲設備中。為此，本文進行了如下的研究：
　　1）高速的文件訪問流程。本文提出的混合介質文件系統(tǒng)采用頁表結構組織文件數據，通過連續(xù)的虛擬地址對文件進行訪問。文件系統(tǒng)利用現有硬件，內存控制單元實現文件數據存儲位置的判斷與轉換。中央處理器可以通過虛擬地址直接

3、對非易失性內存進行讀寫操作，通過缺頁異常的方式，對塊存儲設備上的數據進行處理。
　　2）高效的物理空間管理機制?；旌辖橘|文件系統(tǒng)用不同的方式管理非易失性內存和塊存儲設備的空閑空間，其中針對塊設備空間管理提出名為資源池的全新管理方式。
　　3）非易失性內存和塊存儲設備直接的數據交換的機制。本文從文件和數據塊兩個層級上考慮對換出數據頁的選擇，并提出緩存非易失性內存頁與塊存儲設備邏輯塊的映射關系，加速數據交換。
　　4）針對