Yaffs2文件系统中NAND Flash块选择策略的改进

针对Yaffs2文件系统中块选择策略引起的Nand Flash磨损均衡方面的缺陷,引入文件更新和块回收热度计算,将不同热度的文件分离到对应热度的物理块中,来改进空闲块选择策略.同时引入分散度和磨损度判断机制,通过在不同情况下选择最有效的回收块选择策略进行垃圾回收,以提高磨损均衡效果.实验使用QEMU搭建嵌入式Linux仿真环境,从垃圾回收页拷贝次数、块总擦除次数、块最大擦除次数、块擦除次数最大差值、块擦除次数标准差等方面进行性能比较.仿真实验结果表明,改进策略能大大提高Yaffs2垃圾回收效率,并能有效提升磨损均衡效果,延长Nand Flash设备的使用寿命.     

损耗均衡算法在Flash管理中的应用研究

简要介绍了Flash存储器的物理结构特点。主要论述了实现损耗均衡在Fat闪存文件系统的必要性,以及根据闪存的物理结构特点,在进行垃圾回收时设计损耗均衡的算法,根据区块数据的更新频率不同分别设计了动态损耗均衡算法和静态损耗均衡算法。     

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.     

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.     

JFFS3文件系统分析与改进

通过分析闪存日志文件系统JFFS3的基本设计文档, 提出了改进JFFS3设计的方案,包括对索引节点进行压缩存储,引入数据冷热性的概念,有效提高了JFFS3磨损平衡机制的效率,同时对正处于设计阶段的垃圾回收机制提出了适用的方案和算法.     

基于MWM的闪存数据库缓冲区置换算法

针对现有闪存数据库缓冲区置换算法无法充分发挥闪存存储器性能的现状,提出了一种基于最小权重矩阵(MWM)的高效缓冲区置换算法.该算法基于缓冲区代价置换算法思想,使用MWM来组织管理缓冲区的数据块,将数据访问频度映射为权重参数,用来参与缓冲区中数据块的置换.在闪存感知平台Flash-DBSim上针对几种典型测试类型数据集进行对比实验,结果表明:本文算法充分利用数据访问特征,特别适用于数据库中数据使用频率高的应用场景.     

基于数据相关性的多片闪存系统垃圾回收器

研制了一种基于数据相关性的垃圾回收器.通过更新频率计数器链表机制,检测出具有相关性的数据.垃圾回收器对相关性数据进行迁移,集中到同一个片内,有效地延长了片处于关闭状态的时间,有利于抵消同步损失,达到节能的目的.使用能量权函数来衡量处于不同能量状态的片的回收代价,最小化对处于休眠态的片进行回收的次数.回收块选择算法采用加权代价函数的方法,考虑了能量权和迁移权,使得回收耗能最小.实验结果显示:规格化能量减少了大约15%,规格化延时增加了6.3%;其乘积比代价-收益策略减少了9.6%.该垃圾回收器能够用较小的性能损失获得较大的节能比例.     

基于密度的数据流聚类算法

为了提高数据流的聚类质量与效率,提出了一种基于密度的数据流聚类算法,该算法采用双层聚类框架,对于历史数据的遗忘问题采用了消逝策略和粒度调整策略,消逝策略能够处理噪声,节约内存;粒度调整策略检测当前的内存消耗,提高了聚类质量。基于标准数据集和仿真数据集的实验表明,此算法是可行有效的,适合处理和分析大规模的快速数据流。     

基于C++的高效内存池的设计与实现

为了高效、安全地利用计算机内存资源,在大型的软件设计中,往往要进行大量的内存分配与回收操作,为此,C++专门提供了malloc等相关函数进行操作,这些函数能够满足一般的使用,但由于它们调用了操作系统API,所以实际使用时会在操作系统中产生大量的内存碎片,让内存分配成为效率瓶颈,从而降低系统性能.基于此,通过对循环首次适应算法进行改进,设计并实现了基于C++的高效内存池,大幅提升了内存分配与回收的效率.同时,还为内存池编写了相关的分配子,使其能与C++标准库无缝对接,提供了若干具有垃圾回收功能的智能指针,提高了内存管理与程序运行的效率.     

一种基于NAND FLASH的FAT文件系统的研究与实现

在研究NAND FLASH结构及特性的基础上,对NAND FLASH之上的FAT文件系统的实现进行了探讨,并运用了磨损均衡算法及坏块管理机制以延长FLASH的稳定性和使用寿命．实验结果表明,该系统具有较强的可靠性,所采用的磨损均衡算法及坏块管理机制简便有效．     

基于日志的闪存文件系统设计与实现

分析了嵌入式存储设备和文件系统的研究现状与存在问题,阐述了日志文件系统的基本原理,在此基础上设计了一个嵌入式Linux平台下适用于NAND芯片的日志文件系统,并对其主要数据结构和算法进行实现.通过描述该文件系统各模块接口、节点结构以及负载平衡和垃圾收集算法,显示出该系统相比其他同类产品具有存取速度快、芯片使用寿命长和稳定性高等优点.     

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.     

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。     

有垃圾量变动的生活垃圾收运车辆调度干扰管理研究

为解决由垃圾收集点垃圾量变化引发的生活垃圾收运车辆调度干扰问题,提出基于干扰管理思想的扰动恢复策略和方案.通过分析干扰事件对垃圾收运系统的扰动,构建垃圾收运车辆调度的扰动辨识和扰动度量,并以新方案与原方案偏差最小为目标,建立扰动恢复数学模型.设计基于车辆收运路径编码方式的遗传算法,求解该类问题.为统一车辆收运状态,引入虚拟收集点概念,并对干扰管理目标函数中的惩罚参数进行研究.最后,通过实例进行仿真实验,并与重调度结果进行比较,验证干扰管理模型和遗传算法的有效性.研究结果表明,干扰管理可以有效降低计划偏离度,并合理控制成本.     

Hybrid hard-/soft-decision LDPC decoding strategy for NAND flash memory

This paper concerns a decoding strategy to improve the throughput in NAND flash memory using low- density parity-check （LDPC） codes. As the reliability of NAND flash memory continues degrading, conventional error correction codes have become increasingly inadequate. LDPC code is highly desirable, due to its powerful correction strength. However, in order to maximize the correction strength, LDPC codes demand fine-grained memory sensing, leading to a significant read latency penalty. To address the drawbacks caused by soft-decision LDPC decoding, this paper proposes a hybrid hard-/soft-decision LDPC decoding strategy. Simulation results show that the proposed approach could reduce the read latency penalty and hence improve the decoding throughput up to 30 %, especially in early lifetime of NAND flash memory, compared with the conventional decoding with equivalent area.     

Class-Based Garbage Collection in Object-Oriented Programming Environments

Many garbage collection algorithms have been proposed, but few address the special needs of long-running server programs. Server applications usually run for years and spawn many threads, so they create and discard thousands of objects. Therefore, efficient garbage collection is especially important for those applications. This paper presents a class-based garbage collector for object-oriented programming environments that classifies objects by their types to achieve better gradualness. Grouping objects of the same type into a group, with a limited type-lock, a mutator cache and the lease protocol will reduce memory fragmentation, which is especially important for the efficiency of long-running server applications. This class-based collector partitions the heap space by type, which provides better concurrency than the traditional mark-sweep collector, and its reusable garbaged object pool also reduces the object allocation overhead. This paper also discusses the implementation details, such as the mutator cache and the lease protocol, and techniques to achieve better accuracy.     

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。