固态硬盘存储管理及数据恢复探讨-软件工程专业论文.docxVIP

工程硕士学位论文摘 工程硕士学位论文 摘 要 传统的机械硬盘由于其机械结构的限制在某些领域已经不能适应高读写速 度、高适应性的要求，固态硬盘的出现完美的解决了这些问题。随着固态硬盘的 应用范围扩大，对于固态硬盘本身的要求也越来越多，其存储性能上的优化成为 目前要解决的问题之一。 固态硬盘的存储介质是NAND闪存，闪存介质由于制造工艺的限制不可避免 的有坏块，并且闪存介质十分不耐擦写。要想发挥闪存的优势就必须解决这些限 制因素。为此在设计闪存的存储管理系统时要加入相应的损耗均衡机制和坏块管 理机制。引入这些优化决策之后在考虑发生数据丢失后的数据恢复与传统的机械 硬盘又会有相应的改变。针对这些问题，本文做了以下工作： 首先，论文介绍了闪存介质的存储原理，引入了闪存转换层(FTL)的概念，基 于此探讨了闪存转换层实现的各种算法支持，包括：地址映射、损耗均衡、垃圾 回收、坏块管理、断掉保护等。重点研究了地址映射的机制、损耗均衡算法的各 项指标及优化方法和垃圾回收策略的流程。同时根据在NAND闪存上常用的 YAFFS2文件系统做了相关分析与探讨。 其次，在固态硬盘存储管理算法的基础上研究了基于YAFFS2文件系统的数 据恢复原理。找到了一种利用对象头文件信息完成文件定位和文件拼装的方法， 在此基础上利用对象头信息尝试实现文件历史演化的重构。 最后，论文研究了针对于固态硬盘的测试试验平台，并在Linux系统下测试 了固态硬盘损耗均衡算法的优化和文件恢复技术的实现，并对文件历史演化重构 技术实现的可能性做了探讨。同时基于本文的成果分析了固态硬盘的未来研究方 向。 关键词：固态硬盘；存储管理；数据恢复；仿真测试 万方数据 固态硬盘存储管理及数据恢复探讨Abstract 固态硬盘存储管理及数据恢复探讨 Abstract TraditionaI mechanical hard drives due to the 1imitation of its mechanical structure carl not meet the high literacy rate，high adaptability requirements in certain areas．The invention of Solid State Drives(SSDs)gives a perfect solution to these problems．With the expansion of the application range of SSDs，the performance requirements for S SDs have become more and more demanding and the optimization of SSDs is the main problem to be solved． Solid state disk’S storage medium is a kind of NAND flash，due to limitations of the manufacturing process，it is inevitable to find bad blocks．Furthermore，the flash media is is very intolerant to erase．In order to play the advantages．of flash_|memory, we must solve these limiting factors．Therefore people invent the loss balance mechanism and bad block management mechanism in the storage management system designed for the flash memory．Considering these issues，the solid state hard disk data recovery Can not follow the mechanical hard drive and will be altered accordingly．To solve these problems，we do the following work in this paper： Firstly,the paper introduces storing principle of the flash memory medium and the concept of the flash translation layer(FTL)．Based on these， a variety o