【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固态硬盘数据处理，具体为一种大容量固态硬盘的地址映射系统。
技术介绍
1、地址映射系统是固态硬盘的核心功能之一，主要功能是将主机逻辑地址空间转换为闪存物理地址空间。地址映射系统通常由ftl闪存转换层实现，它隐藏了nand闪存的物理特性，使得ssd的使用体验类似于传统硬盘。ftl闪存转换层进行映射管理时，会记录逻辑地址和物理地址之间的映射关系。当数据写入ssd时，ftl会更新映射表。当读取数据时，ftl通过映射表找到数据所在的物理位置。垃圾回收也是ftl的一个重要功能，它将有效的数据移动到新的块中，然后擦除旧块，以便再次使用。为了防止某些闪存块因过度写入而提前失效，ftl会尽量均衡每个块的写入次数。频繁读取某个块可能导致数据出错，ftl需要监控并处理这种情况。为了防止异常掉电导致映射表丢失，ftl会在运行过程中定期将映射表写入闪存。地址映射系统综合多种功能进行灵活管理，实现了逻辑地址空间到物理地址空间的高效翻译或映射。
2、目前，传统固态硬盘地址映射系统处理大容量数据时，映射表管理较为复杂，难以维持稳定的读写速度，从而导致数据读写过程中的中断或错误，增加数据丢失或损坏的风险，另外，将逻辑块转换为物理块时，难以及时均衡每个块的写入次数，灵活适用性差。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种大容量固态硬盘的地址映射系统，具备深入分析维稳能力强、映射管理更及时有效等优点，解决了传统固态硬盘地址映射系统难以维持稳定的读写速度，灵活适用性差的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种大容量固态硬盘的地址映射系统，包括数据采集模块和映射管理模块；
3、所述数据采集模块由逻辑数据单元和物理数据单元组成，所述逻辑数据单元通过网络连接固态硬盘采集逻辑数据集，所述逻辑数据集包括所有时间点的逻辑块，所述物理数据单元通过网络连接固态硬盘采集物理数据集，所述物理数据集包括所有时间点的物理块，所述数据采集模块通过网络将逻辑数据集和物理数据集传输至地址映射模块；
4、所述地址映射模块由转换分析单元、空间分析单元和映射管理单元组成，所述转换分析单元根据逻辑数据集和物理数据集，分析固态硬盘地址映射过程中，将逻辑块转换为物理块时的读写速度以及读写速度的变化趋势，生成对应的波动指数，并通过网络传输至映射管理单元，所述空间分析单元根据物理数据集，分析每个物理块的剩余空间，生成对应的占用率，并通过网络传输至映射管理单元，所述映射管理单元设置有固定范围的波动阈值，再结合读写速度、波动指数、剩余空间和占用率，判断固态硬盘地址映射过程中是否存在转换异常，并输出对应的管理提示。
5、优选的，所述逻辑数据集的表达式为，至分别为第一个至第个时间点的逻辑块，逻辑块包括数据容量和逻辑地址，表示获取单个逻辑块的时间点。
6、优选的，所述物理数据集的表达式为，至分别为第一个至第个时间点的物理块，物理块包括数据容量和物理地址，表示获取单个物理块的时间点。
7、优选的，所述读写速度计算流程如下：
8、抽取逻辑数据集中第个时间点的逻辑块，并标记为；
9、根据，对应抽取物理数据集中第个时间点的物理块，并标记为，其中，的逻辑地址和的物理地址属于同一映射表；
10、
11、公式中，表示读写速度，表示第个时间点逻辑块中的数据容量，表示固态硬盘地址映射过程中，将逻辑块转换为物理块的时长，表示数据容量除以转换时长，得到固态硬盘转换第个时间点逻辑块时的读写速度。
12、优选的，所述波动指数计算流程如下：
13、根据逻辑数据集，将个时间点逻辑块的读写速度标记为，至分别为第一个至第个时间点物理块的读写速度；
14、
15、公式中，表示波动指数，表示读写速度总和除以逻辑块数量，得到的平均读写速度，表示第个时间点物理块的读写速度，表示根据方差公式，得到的方差值即为波动指数。
16、优选的，所述剩余空间计算流程如下：抽取物理数据集中第个时间点的物理块，并标记为，并将中的数据容量标记为；
17、
18、公式中，表示剩余空间，表示固态硬盘的总容量，表示总容量除以物理块数量，得到的单个物理块容量，表示第个时间点物理块的剩余空间。
19、优选的，所述占用率计算流程如下：
20、根据物理数据集，统计剩余空间为0的物理块数量，并标记为；
21、
22、公式中，表示占用率，表示剩余空间的物理块数量，表示固态硬盘中已使用的空间占总空间的百分比，即为固态硬盘的占用率。
23、优选的，所述读写速度低于平均读写速度时，表示固态硬盘地址映射过程中，存在转换异常，标记异常逻辑块并输出对应的数据提示。
24、优选的，所述波动指数超出波动阈值时，表示固态硬盘地址映射过程中，存在转换异常，并输出对应的异常提示。
25、优选的，所述固态硬盘地址映射过程中，将逻辑块优先转换至剩余空间为0的物理块，所述占用率超出95%时，表示固态硬盘空间占用过高，并输出对应的清理提示。
26、与现有技术相比，本专利技术提供了一种大容量固态硬盘的地址映射系统，具备以下有益效果：
27、1、本专利技术通过数据采集模块网络连接固态硬盘，获取所有时间点的逻辑块和物理块，并分类组成逻辑数据集和物理数据集，地址映射模块根据逻辑数据集和物理数据集，分析固态硬盘地址映射过程中，将逻辑块转换为物理块时的读写速度以及读写速度的变化趋势，生成对应的波动指数，识别出固态硬盘的性能波动，从而针对性的调整映射策略，深入分析维稳能力强。
28、2、本专利技术通过地址映射模块根据物理数据集，分析每个物理块的剩余空间，生成对应的占用率，占用率越高，表示固态硬盘需要更多的时间来处理垃圾回收，以确保有足够的空间用于新的写入操作，映射管理单元设置有固定范围的波动阈值，再结合读写速度、波动指数、剩余空间和占用率，判断固态硬盘地址映射过程中是否存在转换异常，读写速度低于平均读写速度时，表示固态硬盘地址映射过程中，存在转换异常，标记异常逻辑块并输出对应的数据提示，波动指数超出波动阈值时，表示固态硬盘地址映射过程中，存在转换异常，并输出对应的异常提示，固态硬盘地址映射过程中，将逻辑块优先转换至剩余空间为0的物理块，占用率超出95%时，表示固态硬盘空间占用过高，并输出对应的清理提示，映射管理更及时有效。
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1.一种大容量固态硬盘的地址映射系统，其特征在于：包括数据采集模块和映射管理模块；
2.根据权利要求1所述的一种大容量固态硬盘的地址映射系统，其特征在于：所述逻辑数据集的表达式为，至分别为第一个至第个时间点的逻辑块，逻辑块包括数据容量和逻辑地址，表示获取单个逻辑块的时间点。
3.根据权利要求2所述的一种大容量固态硬盘的地址映射系统，其特征在于：所述物理数据集的表达式为，至分别为第一个至第个时间点的物理块，物理块包括数据容量和物理地址，表示获取单个物理块的时间点。
4.根据权利要求3所述的一种大容量固态硬盘的地址映射系统，其特征在于：所述读写速度计算流程如下：
5.根据权利要求4所述的一种大容量固态硬盘的地址映射系统，其特征在于：所述波动指数计算流程如下：
6.根据权利要求5所述的一种大容量固态硬盘的地址映射系统，其特征在于：所述剩余空间计算流程如下：
7.根据权利要求6所述的一种大容量固态硬盘的地址映射系统，其特征在于：所述占用率计算流程如下：根据物理数据集，统计剩余空间为0的物理块数量，并标记为；
<...【技术特征摘要】
1.一种大容量固态硬盘的地址映射系统，其特征在于：包括数据采集模块和映射管理模块；
2.根据权利要求1所述的一种大容量固态硬盘的地址映射系统，其特征在于：所述逻辑数据集的表达式为，至分别为第一个至第个时间点的逻辑块，逻辑块包括数据容量和逻辑地址，表示获取单个逻辑块的时间点。
3.根据权利要求2所述的一种大容量固态硬盘的地址映射系统，其特征在于：所述物理数据集的表达式为，至分别为第一个至第个时间点的物理块，物理块包括数据容量和物理地址，表示获取单个物理块的时间点。
4.根据权利要求3所述的一种大容量固态硬盘的地址映射系统，其特征在于：所述读写速度计算流程如下：
5.根据权利要求4所述的一种大容量固态硬盘的地址映射系统，其特征在于：所述波动指数计算流程如下：
6.根据权利要求5所述的一种大容量固态硬盘的地址映射系统，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄少娃，黄旭彪，郭威成，吴桂冠，刘政宏，
申请(专利权)人：深圳市铨兴科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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