PWLRU: 一种面向闪存数据库的缓冲区存取算法

针对现有缓冲区替换算法无法充分发挥闪存数据库性能的不足,研究了缓冲区存取方法.根据数据库OLTP应用中IO行为的特点以及闪存的物理特性,提出一种新的缓冲区存取算法--基于页面权重的最近最少使用替换(PWLRU).PWLRU首先对缓冲区内的页面设定权重,在扫描与修改某页面时对权重进行调节,并优先替换权重为零的页面.实验选用基于MYSQL的TPC C测试标准作为模拟仿真环境,实验结果证明：PWLRU不仅能保证缓存命中率不低于经典的最近最少使用替换算法(LRU),而且在闪存上的IO平均读取代价和能耗均优于LRU和之前面向嵌入式闪存环境提出的先清除 最近最少使用替换算法(CFLRU),是一种特别适合闪存数据库的缓冲区存取算法.     

基于LIRS的YAFFS2元数据缓存管理机制设计

由于闪存采取异地更新机制,文件操作过程中伴随着大量的元数据修改操作,YAFFS2文件系统是以同步的方式更新元数据,这样就会带来大量的无效object header,降低系统I/O性能。使用缓存是解决这一问题的有效方法,缓存置换算法决定着缓存管理的效率,文章在已有研究的基础上简化了元数据缓存管理机制,并提出了基于缓存状态信息的LIRS P算法,该算法保留了LIRS捕获弱局部性数据的特点,同时结合文件系统特点和闪存特性,优先置换出对文件系统可靠性影响较大,I/O开销较小的缓存页。实验结果表明,LIRS PP提高了元数据缓存的管理效率,进而提高了文件系统的I/O性能。     

流媒体代理服务器缓存替换算法研究——以安徽省中小学教师教育网为例

流媒体代理服务器缓存的替换算法至关重要,一种算法在不同的环境中体现出的性能电是不同的,以某远程教育网站的视频点播系统为例,设计一种基于保护项的缓存替换算法,该算法综合考虑了缓存项的访问频度和最近访问时间,将其与FIFO算法在真实环境下应用并对比,对比数据表明;基于保护项的算法更适用于本系统。     

基于最小代价的流媒体缓存替换算法研究

基于对现有流媒体缓存技术的分析,提出了一种基于最小代价的流媒体缓存替换算法．通过定期统计代理缓存中流媒体前缀片段的流行度,在缓存替换时综合考虑流媒体对象的访问热度和替换的字节代价,使得缓存替换的代价尽量小,进而获取较大的字节命中率．仿真实验结果表明,最小代价替换算法在提高字节命中率方面表现较好．     

基于BitTorrent的流媒体缓存及调度方案

为了有效地利用硬件资源,提供高质量的流媒体播放,提出了一种基于BitTorrent的流媒体缓存及调度方案.首先,利用媒体段的流行度和供求值定义了价值函数,提出了基于价值函数的缓存替换算法(caching algorithm based on value function,CAVF);其次,针对数据段及节点带宽的特征,设计了基于数据段优先级的调度算法(scheduling algorithm based on segment priority,SASP).实验结果表明:该方案提高了缓存命中率,降低了服务器的负载并增强了媒体播放连续度.     

双口RAM用于闪存实时数据存储研究

由于NAND闪存的数据写入是以页编程为基础,因而限制了前端采样频率的提高,为此提出了采用双口RAM的双单片机系统解决方案。方案中,主单片机负责A/D转换并在片上RAM缓存数据,满200字节时打包写入双口RAM;当双口RAM缓冲区中的数据达到闪存的页容量时,由单片机读取数据,从单片机以页编程方式一次写入闪存。解决了双口RAM的端口争用问题并讨论了极限采样频率,实现了主、从单片机数据共享,缓存采集信号,即使在较高采样频率下,仍能确保及时、可靠地存储实时信号。     

ECC嵌入BCH码的NAND闪存纠错算法

针对现有闪存基于硬件ECC纠错算法的纠错能力差,而基于RS码和BCH码纠错算法的译码耗时长的问题,提出一种适于空间应用的硬件ECC嵌入BCH码的闪存纠错算法.分析了闪存内部组织结构特点及闪存硬件ECC纠错原理,提出了一种嵌入BCH(2084,2048,3)码的闪存纠错算法.采用一种蝶形阵列处理机制来迭代计算BCH校验码.使用地面检测设备对闪存纠错算法进行了试验验证.结果表明,纠错算法能快速稳定、可靠地工作,在Flash单页2 kB/页下,可以纠正24b错误.该纠错提高了空间相机图像存储系统的可靠性.     

面向SNS用户访问行为的Web缓存预测替换

为了提高web缓存性能,在已有缓存替换算法的基础上加入预测机制,提出了一种面向社交网站(SNS)用户访问行为特征的预测替换算法.通过研究SNS的用户行为模型,引入预测对象集,减小了替换风险,提高了缓存命中率.为了验证所提算法的性能,进行了大量仿真实验,结果表明,该算法在基于SNS使用行为的缓存方面,具有提高命中率的优越性.     

FusionCache: 采用闪存的iSCSI存储端融合缓存机制

针对原生的iSCSI目标端控制器缺乏独立的缓存模块问题,为了进一步提高存储区域网的整体性能,在iSCSI target软件中引入了一种基于闪存的融合缓存机制FusionCache.FusionCache利用闪存和DRAM组成统一的融合缓存架构,闪存充当DRAM的扩展空间,DRAM分为缓存块元数据区和前端缓存区.元数据区基于基数树管理缓存块元数据,用于加速缓存块的查找;前端缓存区基于回归拟合统计并预测缓存块访问热度,并吸收大量写入对闪存带来的冲击,只允许热点数据进入闪存.FusionCache采用改进的LRU算法对缓存块进行替换,并且在写回过程中考虑iSCSI会话状态.实验结果表明:FusionCache能降低对后端磁盘设备的访问频率,提高I/O响应的速度和吞吐.与只采用DRAM的缓存机制以及原生iSCSI target相比,FusionCache的I/O访问延时分别降低了33%和60%,吞吐分别提高了25%和54%;相较于Facebook提出的Flashcache机制,FusionCache的吞吐性能提高了18%,延时降低了27%;FusionCache还具有良好的读缓存命中率;此外,FusionCache能够减少闪存的写入次数,提高闪存使用寿命.FusionCache提供良好的网络存储效率,并且降低了使用成本.     

贪婪双尺寸频率算法的优化与改进

针对贪婪双尺寸频率算法不能反映频率未来走势的问题,在贪婪双尺寸频率算法的基础上,提出了一种新的缓存替换算法。该算法通过对文件和系统的访问次数进行周期性的计数,得到了文件的平均周期访问频率、最近周期访问频率和周期相对频率,并通过周期相对频率来体现文件访问频率的未来走势,弥补了传统的贪婪双尺寸频率算法的不足。新的缓存替换算法具有良好的适应性,提供了周期次数N和频率影响程度k这两个参数。使用者可以通过调整这两个参数让算法适应实际的访问情况。在符合齐普夫定律的数据下进行实验,结果表明该算法比传统的贪婪双尺寸频率算法具有更高的缓存命中率。