面向天文數(shù)據的節(jié)能存儲系統(tǒng)研究.pdf

1、面向天文數(shù)據面向天文數(shù)據的節(jié)能節(jié)能存儲系統(tǒng)研究存儲系統(tǒng)研究AnEnergyEfficientStageSystemfAstronomicalData領域：計算機技術作者姓名：李佳駿指導教師：孫濟洲教授企業(yè)導師：商朝暉教授天津大學計算機科學與技術學院二零一四年十二月摘要數(shù)據信息的爆炸性增長導致了數(shù)據存儲需求的急劇增長，這使得存儲系統(tǒng)的能耗問題日益突出，經過多年的研究，一些通用的存儲系統(tǒng)節(jié)能技術被廣泛的使用。但是在特定的應用場景中，尤其是本

2、文提出的南極天文應用場景之下，通用的節(jié)能存儲技術并不是十分有效，其面臨了數(shù)據無法及時使用分析、存儲系統(tǒng)能耗等問題，這使得定制面向天文數(shù)據的節(jié)能存儲系統(tǒng)變得十分重要。本文分析了磁盤存儲系統(tǒng)的節(jié)能原理，介紹并總結了磁盤能量管理、磁盤存儲系統(tǒng)節(jié)能緩存替換算法、磁盤存儲系統(tǒng)節(jié)能技術，同時分析了現(xiàn)有南極存儲系統(tǒng)面臨的困難以及現(xiàn)有硬件基礎，研究設計了一種支持觀測與科學分析兩種工作模式的節(jié)能存儲系統(tǒng)。本文吸取了通用節(jié)能技術中數(shù)據集中、熱門數(shù)據緩存的優(yōu)

3、點，提出了基于SSD的多層緩存模型MCSSSD。依據天文數(shù)據使用的時序性、空間性的特點，設計了特有的數(shù)據分布策略，并制定了存儲系統(tǒng)的數(shù)據遷移策略。本文依據系統(tǒng)的負載，設計了不同的數(shù)據訪問模型以適應系統(tǒng)在輕載、正常負載、重載三種不同情形。最后本文對于文中提出的系統(tǒng)進行了仿真實驗，由于現(xiàn)有仿真器可用性較差，本文設計了適應天文觀測模式的仿真器架構。對于輕載模式、正常負載模式在本文提出的MCSSSD以及通用節(jié)能技術MAID進行了對比仿真實驗，考