关于NAND闪存损耗均衡算法的优化

为了改善NAND闪存不耐擦写的特性,本文对传统的损耗均衡算法(HWL算法)进行优化,主要包括触发机制的优化和将现有的静态损耗均衡与动态损耗均衡策略相结合的优化策略.最后根据需求设计了评估损耗均衡算法效果的测试实验.结果表明:与当前算法相比,本优化算法展现了良好的磨损均衡效果,解决了NAND闪存不耐擦写的缺陷.     

多通道并行访问模式下的闪存静态损耗均衡设计

静态损耗均衡算法决定了固态闪存存储系统的使用寿命。为了提高多通道并行访问模式下的闪存系统寿命,提出了一种主动搬移静态数据的静态损耗均衡设计。该设计在多通道并行访问模式下,根据擦除标志位,采用轮询法主动挑选静态数据块并加入待擦除块队列,从而减小各物理块之间的损耗不均衡程度。实验结果表明:该设计能提高平均擦除次数至少8.33%,有效降低并行访问模式下的损耗不均衡程度至少5.39%。该文还对影响损耗均衡程度的触发阈值进行了分析,提出了在选择触发阈值时,需要综合考虑损耗均衡情况和系统速度。     

基于人工蜂群算法的存储负载副本放置均衡算法

针对固态盘闪存阵列中没有盘间损耗均衡策略,导致阵列中某些固态盘被更快损耗的问题,研究了存储盘间负载均衡的主要实现技术,分析了不同技术中具有代表性实现算法的优缺点,提出利用副本放置方法达到闪存阵列中盘间损耗均衡的策略,以及磁盘能量、数据负载能量和副本能量概念,分析得出磁盘能量与所要分配的副本之间属于NP(Non-deterministic Polynomial)-hard关系,利用马尔科夫链对人工蜂群算法(Artificial Bee Colony algorithm,ABC)进行改进并用以实现磁盘间的负载均衡.通过在Matlab上进行模拟仿真实验,比较了加权轮寻算法和改进ABC算法对副本在物理磁盘上的自动分配结果,并比较了改进ABC算法在不同运行次数和不同物理磁盘数量对结果运算精度也就是副本配置情况的影响.改进ABC算法可以较迅速地完成磁盘间副本分配并达到较好的分配效果.     

极小嵌入式系统中闪存转换层的设计与实现

为解决极小嵌入式系统中大数据量的存储问题,在对嵌入式设备广泛采用的NAND Flash的特点进行深入研究的基础上,设计了一种极小嵌入式设备NAND Flash存储系统的解决方案.说明了其系统分层结构和功能用途,详细阐述了闪存转换层中地址映射、纠错、坏块管理、磨损均衡及垃圾收集等算法的设计与实现,并在STM32微控制器上实现了NAND Flash的驱动和管理,验证了设计的可行性和有效性.     

子页感知的闪存页面置换算法

根据闪存的独特物理特性,提出了子页感知的闪存页面置换算法.该算法引入了子页技术和基于相似概率的部分更新机制,既可以提高闪存存储系统的性能,又可计算每个内存页的置换值,并选择了置换值最小的内存页为牺牲页.实验结果表明,新算法在页面命中率、读/写操作次数、运行时间方面均具有优势.     

一种可定制模块化的闪存转换层的设计与实现

针对闪存转换层(FTL)的具体设计和实现细节不公开问题,提出了一种模块化的FTL设计,将地址映射、垃圾回收、损耗均衡等几个重要部分设计成不同的模块,并提供可定制接口,在每个模块上都可以针对不同的应用定制不同的算法.用文件系统模拟了一个Flash Memory的存储芯片阵列,并将FTL设计部署在该模拟器上,这样就构成了一个完整的SSD模拟器,为研究FTL中的各种算法和机制以及开发基于SSD的各种应用提供了一个实验平台.通过实验测试了FTL设计的性能,并进行了分析.     

IaaS云环境下一种能耗和资源损耗优化的虚拟机放置策略

为了降低IaaS云中物理服务器的资源开销和能耗,提出了一种资源损耗模型;同时结合服务器能耗模型,提出了一种能耗和资源损耗优化的虚拟机放置策略;设计并实现了一种能耗有效且物理资源损耗优化的多目标虚拟机放置算法。仿真实验结果表明,该算法不仅能有效地降低物理服务器的能源消耗,同时能较好地控制物理资源损耗,从而实现节能减排,具有较强的理论和现实意义。     

改进粒子群算法及其在超导电缆参数优化中的应用

提出了一种改进粒子群优化算法，引入平均粒距和差分进化算子改善了传统粒子群算法在高维、多峰函数寻优应用中容易出现“早熟”的问题，并且应用物理加速度的概念，描述了其他粒子的速度信息对某个粒子速度产生的影响，从而加快了粒子群算法的收敛速度．针对高温超导电缆电流分配不均将导致交流损耗增大的问题，应用改进粒子群算法对冷介质超导电缆的绕制方向、绕向角和半径进行了优化．计算结果表明，通过优化调整电缆导电层的结构参数，各层电流可以达到均衡分布，交流损耗显著降低．     

基于并行数据仓库的数据分布调整策略

并行数据仓库系统的性能与数据在多处理机之间的分布密切相关.本文根据并行数据仓库系统的体系框架,提出了全新的并行数据仓库数据三层模式结构,并在此模式基础上,根据用户查询的变化设计了动态多维数据分布和调整策略,通过改变数据分布模式和数据物理存放的方式来保证系统数据分布均匀和工作负载均衡.实验结果证明,此算法能有效地缩短OLAP平均查询响应时间,提升系统的整体性能.     

云计算虚拟机群中带遗传算法的负载均衡算法

研究面向单个云的虚拟机群,以最小化任务响应时间和资源损耗代价为优化目标,提出基于遗传算法的负载均衡优化算法.所提算法实现了自适应的变异概率,并且可以根据用户任务的实际需求动态地调整系统响应时间和资源损耗在整个优化过程中所占的比重.模拟仿真结果表明,该算法不仅能够满足用户需求,而且能够获得较高的资源利用率.     

基于嵌入式的文件系统研究

为解决传统FAT格式文件数据按顺序存取方式无法适应在大容量存储设备中大规模目录文件的读取查询操作等问题, 在嵌入式文件系统中采用磨损平衡算法及位图存储技术对NandFlash存储介质实现Flash域磨损优化, 并对嵌入式文件系统的索引存储和空闲目录进行优化管理。系统使用仿真器进行仿真程序开发, 并在基于ARM9 MagicARM2410开发板进行仿真实验。实验结果表明, 该文件系统能实现其基本功能, 其可行性得到验证。     

Endurance awarded compiling optimization

The unbanlanced updating frequency of data reduces the endurance of the whole non-volatile main memory that affects the system’s stability significantly. Wear-leveling techniques are effective methods to increase the endurance of non-volatile memory. In this paper, we propose a pure software based low cost wear-leveling method, called writing balance aware mandatory rewriting insertion optimization (WBAMRI), to improve the dynamic wear-leveling techniques.This method uses the mandatory rewriting operation combined with simple dynamic wear-leveling techniques to switch the code area to hot area dynamically. From the result of simulation, we can see that: 1) Compared with dynamic wear-leveling techniques, our ware-leveling method makes the endurance of non-volatile memory 6 times longer; 2) Compared with static wear-leveling techniques, our method nearly gets the same endurance but without the complex hardware design and the lose of memory access performance.     

基于块更新序号的NAND闪存垃圾回收算法

传统NAND闪存垃圾回收算法的管理粒度为块,后续逐渐发展为基于页管理,以更大的内存消耗为代价来提高对数据热度判断的准确度。针对现有算法中存在的不足,提出了一种基于块更新序号的NAND闪存垃圾回收算法。该算法将管理粒度重新定位到块上,定义块的更新序号,提出新的基于动态阈值分段处理的数据热度计算方法以进行更有效的冷热分离,同时回收块选择策略采用新的代价函数以兼顾回收效率与磨损均衡。实验结果表明,提出算法在减少系统内存消耗的同时,获得了比GR、CB、CAT、FaGC、LRGC和LRGC+算法更好的垃圾回收效率和磨损均衡效果。     

基于闪存系统的多进制LDPC码译码研究

为了进一步提高闪存系统的可靠性,基于闪存系统的分级调制架构,提出了一种新的多进制LDPC(low density parity check)码译码算法?该译码算法引 入了预处理过程以纠正分级解调器输出的非法符号,通过变量节点和校验节点的迭代运算纠正由噪声干扰带来的错误符号?在迭代运算过程中,变量节点的更新条件设计为只有在不满足2个以上检验和的情况下,才更新该变量节点的符号;且在更新变量节点符号时,考虑到分级调制架构容易出现的相邻换位错误,以及噪声对各单元层次造成的不同影响,选择较有可能被发送的那个符号作为更新符号?仿真结果表明,提出的译码算法性能优于已有的译码算法;通过对比不同的变量节点更新条件得出,设计的更新条件具有更好的性能?     

闪速存储器在智能仪器中的应用

介绍"闪速存储器"的工作原理、特点.串行闪速存储器X76F100和单片机接口电路.并详细论述串行闪速存储器在智能仪器中的应用和软件设计.     

Flash Memory程序存储器实验的设计

介绍了FLASH存储器芯片W29C011A的读写操作和软件数据保护方法，设计了基于52单片机实验系统的FLASH存储器实验项目，在不用编程器的条件下，利用FLASH存储器的ISP功能将机器码写入FLASH存储器芯片，实现程序存储器功能。     

HFB:一种闪存上的块页混合缓存管理方法

闪存有多种优良特性,但是它却还具有较严重的缺点,这使得闪存的性能不高,成为了系统的性能瓶颈。该文提出了一种名为HFB(hybrid flash buffer)的高效闪存缓存管理方法。HFB方法提供页和块两种粒度的缓存管理策略,发挥两种不同粒度替换策略的优势,可以适应随机和顺序性的工作负载。HFB优先减少在闪存上较耗时的写操作,也减少了读和擦除操作。HFB采用八叉树组织缓存数据,实现了对数据的高效管理。该文对HFB进行了理论分析,并采用DiskSim模拟器和实际工作负载对其进行评测。理论分析和实验结果表明:HFB的加权缓存命中率高于其他典型的闪存缓存管理方法。