闪存碎片影响分析与闪存数据库索引技术研究

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闪存存储器由于具有存储容量大、体积小、掉电数据不丢失、抗震性好、存取高速等优点,已逐步取代其它半导体存储器件而广泛应用于MP3、存储卡、手机、PDA等移动电子产品中。同时,随着闪存制造工艺技术的发展以及单位价格的下降,闪存存储器越来越多地被应用到个人电脑、企业服务器等大容量存储当中,例如现在市场流行的iPad的存储器正是采用了闪存。闪存存储管理技术,尤其是对于解决大容量数据存储管理的闪存数据库技术已成为研究的重点。本文介绍了现有的闪存存储管理技术,重点分析了基于日志管理的闪存存储管理技术;根据闪存在存储过程中的合并方式的代价不同,分析了碎片对闪存产生影响的原因,并依据其产生的原因,给出了通过填补间隔来改变合并方式的改进方案,将碎片写入方式转变成连续写入方式,提高了闪存的存储性能。本文分析了闪存数据库的主要研究方向,重点讨论了闪存数据库的索引技术。本文主要研究内容是将B+树索引结构高效地应用到闪存数据库系统中。为此,本文根据闪存的物理特性,并结合现有的闪存存储管理技术,在应用层与闪存转换层之间设计了一个改进的B+树实现层MB+,该实现层主要由两部分组成:批处理缓存区BPB和叶子结点头LNH,用来减少闪存数据库更新时对闪存的写入操作次数,同时提高了闪存数据库的查询效率。通过实验与性能分析,证明本文提出的方案很好地提高了闪存数据库的性能。
摘要第4-5页
Abstract第5页
1 绪论第8-12页
    1.1 研究背景及意义第8-9页
    1.2 闪存数据存储相关技术研究现状第9-10页
    1.3 本文研究工作第10-12页
2 碎片影响闪存存储性能分析与改进第12-22页
    2.1 闪存存储器及其物理特性第12-13页
    2.2 闪存转换层第13-16页
    2.3 碎片对闪存的影响分析第16-18页
    2.4 改进方案第18-19页
    2.5 改进方案性能分析第19-21页
    2.6 本章小结第21-22页
3 闪存数据库系统索引结构第22-28页
    3.1 B 树及B+树结构第22-24页
    3.2 闪存数据库B 树索引结构设计第24-26页
    3.3 现有闪存数据库索引技术的不足第26-27页
    3.4 本章小结第27-28页
4 闪存数据库系统索引结构优化第28-47页
    4.1 优化策略第28-30页
    4.2 减少闪存数据库的写入第30-36页
    4.3 提高查询速度第36-41页
    4.4 叶子结点的分裂第41-42页
    4.5 数据库操作的处理算法第42-45页
    4.6 改进的最近最少使用数据缓存策略第45-46页
    4.7 本章小结第46-47页
5 性能测试第47-53页
    5.1 测试环境第47页
    5.2 测试用例第47-48页
    5.3 测试结果及分析第48-51页
    5.4 本章小结第51-53页
6 全文总结及展望第53-55页
    6.1 总结第53-54页
    6.2 展望第54-55页
致谢第55-56页
参考文献第56-59页
附录 攻读学位期间发表学术论文目录第59页
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