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数据分级存储结构与算法研究

作　者: 许诺
导　师: 黎敬涛
学　校: 昆明理工大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 分级存储频度分级算法迁移策略
分类号: TP333
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 82次
引　用: 1次
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内容摘要

随着全球信息化、数字化的不断发展,计算机系统在各行业的应用不断增长,应用种类也不断增多。与此同时,随着应用种类的增多,用户数量也在不断增加,用户产生的数据量也在不断增长,导致了数据总量的爆炸性增长。大量数据需要存储和访问,这给计算机存储系统带来了沉重压力。而为了存储快速增长的数据,近年来存储技术快速发展,设备性能不断提高,产生了许多新的存储结构和技术,虽然在一定程度上缓解了数据存储的压力,但同时带来了存储成本大幅提高,数据管理不便等问题。在这种背景下,IBM公司提出的分级存储思想,作为一种能够有效的发挥存储设备性能,提高数据访问效率和降低存储成本的概念,有广阔的市场前景,成为当前的研究和开发热点。该论文首先介绍了分级存储思想的发展历史和概念的由来,并介绍了分级存储目前的研究概况和在实际应用中存在的一些问题。通过对常见的几种基本存储结构的分析,对这些结构下构建的分级存储结构的特点进行对比,确认SAN结构实现分级存储结构具有多方面的优势。该论文分析了实际应用中几种典型的应用模式对存储的不同要求,在此基础上研究了综合型应用——高校图书馆分级存储结构的设计与实现。在分级存储结构设计过程中,提出了与应用结合的存储级别划分方法存储容量确定方法,并应用于分级存储结构项目设计中。通过实际验证,这两个方法在不影响数据应用的情况下,有效的解决了传统分级存储思想三级划分方法不适应综合型应用的问题,用定量的方法提高了整个分级存储设备的有效利用率,进一步降低了存储成本。该论文在对分级存储结构设计进行论述后,分析了两种典型的数据分级算法,在此基础上结合两者的优点对算法进行了改进,提出了数据分级动态阈值法,并简述了算法在WINDOWS平台下的实现,运行结果证明了算法的有效性。根据高校图书馆数据访问的特点,以信息生命周期理论为依据,对数据迁移策略做了初步研究,提出了以数据访问频度为基础的周期性和预测性两种数据迁移策略,在一些适应的数据访问情况下,有效改善了传统数据迁移策略造成的数据分布不合理和数据迁移滞后问题。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
第一章绪论  9-17
  1.1 分级存储结构概述  9-13
    1.1.1 分级存储的基本思想  9-10
    1.1.2 分级存储的发展历史  10-12
    1.1.3 数据分级存储的优点  12-13
  1.2 分级存储的研究现状和存在的问题  13-15
    1.2.1 分级存储的研究现状  13-14
    1.2.2 现阶段分级存储结构研究应用中存在的问题  14-15
  1.3 本文的研究内容  15-16
  1.4 本文的章节安排  16
  1.5 本章小结  16-17
第二章数据存储技术与数据分级算法综述  17-26
  2.1 数据存储结构综述  17-22
    2.1.1 几种基本的数据存储结构  17-19
    2.1.2 几种主要的磁盘组织管理技术  19-22
  2.2 数据分级存储算法  22-23
  2.3 信息生命周期管理  23-25
  2.4 本章小结  25-26
第三章基本存储结构下的分级存储结构分析  26-36
  3.1 现行基本存储结构的特点  26-29
    3.1.1 主机内磁盘存储结构的特点  26-27
    3.1.2 DAS存储结构的特点  27
    3.1.3 NAS存储结构的特点  27-28
    3.1.4 SAN存储结构的特点  28-29
  3.2 在几种基本存储结构下构建的分级存储结构对比分析  29-35
    3.2.1 主机内磁盘结构下构建的分级存储结构  29-30
    3.2.2 DAS存储结构下构建的分级存储结构  30-31
    3.2.3 NAS存储结构下构建的分级存储结构  31-32
    3.2.4 SAN存储结构下构建的分级存储结构  32-35
  3.3 本章小结  35-36
第四章分级存储结构设计与实现  36-48
  4.1 基于典型应用的分级存储级别划分方法  36-40
    4.1.1 传统分级存储思想的级别划分  36
    4.1.2 典型应用类型的存储要求分析  36-37
    4.1.3 基于典型应用的分级存储级别划分方法步骤  37-38
    4.1.4 高校图书馆应用分析与分级存储级别划分  38-40
  4.2 基于访问频度的存储级别容量确定方法  40-43
    4.2.1 存储级别容量确定数学模型  41-42
    4.2.2 高校图书馆存储级别容量的确定  42-43
  4.3 在SAN结构下高校图书馆分级存储连接结构与容量分配  43-47
  4.4 本章小结  47-48
第五章数据分级算法与数据迁移策略设计  48-60
  5.1 典型的数据分级算法分析  48-50
    5.1.1 两种典型数据分级算法  48-49
    5.1.2 两种典型数据分级算法分析  49-50
  5.2 数据分级动态阈值法  50-55
    5.2.1 算法设计  50-53
    5.2.2 算法实现  53-55
  5.3 基于访问频度的数据迁移策略  55-58
    5.3.1 依据访问频度统计的周期性数据迁移策略  55-57
    5.3.2 依据访问频度记录的预测性数据迁移策略  57-58
  5.4 本章小结  58-60
第六章结论与展望  60-63
  6.1 结论  60-61
  6.2 存在的不足  61
  6.3 展望  61-63
致谢  63-65
参考文献  65-69
附录A 作者在攻读硕士学位期间发表的论文  69-70
附录B 作者在攻读硕士期间参加的项目  70-71
附录C 作者在攻读硕士期间参与发明的专利  71

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