CN111857578A - 一种数据信息的读写方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种数据信息的读写方法、装置、设备及介质,方法包括:当接收到写指令时,更新预先设置的缓存空间的地址匹配信息,并将与写指令对应的待写入数据信息写入缓存空间;当接收到读指令时,根据地址匹配信息从缓存空间中查找出与读指令对应的数据信息并进行反馈。本方法是在写入待写入数据信息时,先更新预先设置的缓存空间的地址匹配信息,将与写指令对应的数据信息写入缓存空间;当需要读取数据时,可以优先从缓存空间中查找出对应的数据信息进行反馈,避免了从Flash存储器的NAND闪存阵列中读取数据信息的繁琐过程,通过缩短更新缓存空间中的数据信息的延时,从而缩短了读取数据信息的延迟,提高了读取数据信息的效率。
Description
技术领域
本发明涉及数据读写领域,特别涉及一种数据信息的读写方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
背景技术
Flash存储器是一种非易失性存储器,在断电的情况下仍能保持所存储的数据信息。Flash存储器包括NAND-flash存储器和NOR-flash存储器;其中,NAND-flash存储器具有容量较大,改写速度快等优点,适用于大量数据的存储,因而在业界得到了越来越广泛的应用。NAND-Flash存储器通常由三部分组成:接口控制器、闪存转换层(FTL,FlashTranslation Layer)以及NAND闪存阵列。但是,在实际应用中,需要经常重复对同一片地址进行读操作,如果每一次读操作都需要从NAND闪存阵列中读取数据,将使得读效率非常低。
现有技术中,通过预先从NAND闪存阵列中筛选出数据信息至预设缓存空间中,当需要读取数据信息时,便可以优先从缓存空间中查找读取对应的数据信息,以提高读取数据信息的效率。但是,现有技术中是在将数据信息写入至NAND闪存阵列中之后,再筛选出数据信息存储至预设的缓存空间中,即现有技术在将数据信息存储至缓存空间中的过程存在延时,而若在延时期间有新的读指令时,仍需要从NAND闪存阵列中读取对应的数据信息,仍将导致读取数据信息的效率低。
因此,如何降低Flash存储器读取数据信息的延时,提高Flash存储器读取数据信息的效率,是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种数据信息的读写方法,能够降低Flash存储器读取数据信息的延时,提高Flash存储器读取数据信息的效率;本发明的另一目的是提供一种数据信息的读写装置、设备及计算机可读存储介质,均具有上述有益效果。
为解决上述技术问题,本发明提供一种数据信息的读写方法,包括:
当接收到写指令时,更新预先设置的缓存空间的地址匹配信息,并将与所述写指令对应的待写入数据信息写入所述缓存空间;
当接收到读指令时,根据所述地址匹配信息从所述缓存空间中查找出与所述读指令对应的数据信息并进行反馈。
优选地,所述当接收到写指令时,更新预先设置的缓存空间的地址匹配信息,并将与所述写指令对应的待写入数据信息写入所述缓存空间的过程,具体包括:
若所述缓存空间中没有空闲地址,当接收到所述写指令时,按照预设规则确定出所述缓存空间中的待替换地址;
根据所述待替换地址和与所述写指令对应的待写入数据信息更新预先设置的所述缓存空间的所述地址匹配信息;
利用所述待写入数据信息替换所述待替换地址中的数据信息。
优选地,进一步包括:
按照预设时间周期将所述缓存空间中的增量信息同步至Flash存储器的NAND闪存阵列。
优选地,进一步包括:
根据最近最少使用算法更新所述缓存空间中的数据信息。
优选地,在所述当接收到读指令时,根据所述地址匹配信息从所述缓存空间中查找出与所述读指令对应的数据信息并进行反馈之后,进一步包括:
当所述缓存空间中不存在与所述读指令对应的数据信息时,通过FTL从所述NAND闪存阵列中获取对应的数据信息,并将所述数据信息同步至所述缓存空间。
优选地,所述当接收到读指令时,根据所述地址匹配信息从所述缓存空间中查找出与所述读指令对应的数据信息并进行反馈的过程,具体包括:
当接收到所述读指令时,利用内容可寻址存储器根据所述地址匹配信息从所述缓存空间中查找出与所述读指令对应的数据信息;
将所述数据信息反馈至用户端。
优选地,进一步包括:
计算出所述缓存空间的使用率,并在所述使用率高于预设阈值时发出对应的提示信息。
为解决上述技术问题,本发明还提供一种数据信息的读写装置,包括:
写入模块,用于当接收到写指令时,更新预先设置的缓存空间的地址匹配信息,并将与所述写指令对应的待写入数据信息写入所述缓存空间;
读取模块,用于当接收到读指令时,根据所述地址匹配信息从所述缓存空间中查找出与所述读指令对应的数据信息并进行反馈。
为解决上述技术问题,本发明还提供一种数据信息的读写设备,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行所述计算机程序时实现上述任一种数据信息的读写方法的步骤。
为解决上述技术问题,本发明还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一种数据信息的读写方法的步骤。
本发明提供的一种数据信息的读写方法,是当接收到写指令时,更新预先设置的缓存空间的地址匹配信息,并将与写指令对应的待写入数据信息写入缓存空间;当接收到读指令时,根据地址匹配信息从缓存空间中查找出与读指令对应的数据信息并进行反馈。也就是说,本方法是在写入待写入数据信息时,先更新预先设置的缓存空间的地址匹配信息,并将与写指令对应的数据信息写入缓存空间;当需要读取数据时,则可以优先从缓存空间中查找出对应的数据信息进行反馈,不仅避免了从Flash存储器的NAND闪存阵列中读取数据信息的繁琐过程,而且通过缩短更新缓存空间中的数据信息的延时,从而大大缩短了读取数据信息的延迟,进一步提高了读取数据信息的效率。
为解决上述技术问题,本发明还提供了一种数据信息的读写装置、设备及计算机可读存储介质,均具有上述有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种数据信息的读写方法的流程图;
图2为本发明实施例提供的一种数据信息的读写装置的结构图;
图3为本发明实施例提供的一种数据信息的读写设备的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例的核心是提供一种数据信息的读写方法,能够降低Flash存储器读取数据信息的延时,提高Flash存储器读取数据信息的效率;本发明的另一核心是提供一种数据信息的读写装置、设备及计算机可读存储介质,均具有上述有益效果。
为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1为本发明实施例提供的一种数据信息的读写方法的流程图。如图1所示,一种数据信息的读写方法包括:
S10:当接收到写指令时,更新预先设置的缓存空间的地址匹配信息,并将与写指令对应的待写入数据信息写入缓存空间;
S20:当接收到读指令时,根据地址匹配信息从缓存空间中查找出与读指令对应的数据信息并进行反馈。
在本实施例中,是在Flash存储器根据NAND闪存阵列读写数据信息的基础上,预先设置缓存空间,利用缓存空间读写数据信息。具体的,当接收到写指令时,首先更新缓存空间的地址匹配信息,地址匹配信息具体为地址信息与数据信息的匹配关系;然后将与写指令对应的待写入数据信息写入缓存空间对应的地址中。需要说明的是,缓存空间可以是缓存RAM空间,本实施例对此不做限定。
具体的,当接收到读指令时,根据读指令中的地址信息以及预先设置的地址匹配信息,判断缓存空间中是否存在读指令所需要读取的数据信息,并在确定出存在该数据信息的情况下获取对应的数据信息后,将该数据信息进行反馈。
在实际操作中,在接收到用户端发送的写指令时,一方面,是通过FTL将与写指令对应的待写入数据信息写入至NAND闪存阵列中,另一方面,是通过更新预先设置的缓存空间的地址匹配信息,并将与写指令对应的待写入数据信息写入缓存空间。需要说明的是,若该写指令对应的数据信息已经存储在缓存空间中,则此时可以不执行写入操作,也不需要更新地址匹配信息。
在接收到用户端发送的读指令时,则一方面根据地址匹配信息从缓存空间中查找出与读指令对应的数据信息,另一方面,是通过FTL从NAND闪存阵列中查找与读指令对应的数据信息。由于从缓存空间读取数据信息的速率要快于从NAND闪存阵列中读取数据信息的速率,传输从缓存空间中读取出的数据信息的速率要大于传输从NAND闪存阵列中读取出的数据信息的速率,且从缓存空间中读取出的数据信息的传输路径要短于从NAND闪存阵列中读取出的数据信息的传输路径,因此,一般获取到从缓存空间中读取出的数据信息的速率更快,进而将读取到的数据信息反馈给用户端。另外,若缓存空间中没有与读指令对应的数据信息,即无法从缓存空间中获取与读指令对应的数据信息,则获取从NAND闪存阵列中获取到的数据信息。
需要说明的是,在实际操作中,对于本实施例的执行主体而言,获取到的请求包括用户端发送的读指令、写指令或者是FTL从NAND闪存阵列中读取出来的数据信息需要再次写入到缓存空间中的写指令;通过仲裁这三种请求,并执行仲裁结果对应的请求;获取到的数据信息可以是从缓存空间中获取到的数据信息,或者是FTL从NAND闪存阵列中获取到的数据信息,通过仲裁者这两种数据信息,并将仲裁结果对应的数据信息反馈给用户端。
本发明实施例提供的一种数据信息的读写方法,是当接收到写指令时,更新预先设置的缓存空间的地址匹配信息,并将与写指令对应的待写入数据信息写入缓存空间;当接收到读指令时,根据地址匹配信息从缓存空间中查找出与读指令对应的数据信息并进行反馈。也就是说,本方法是在写入待写入数据信息时,先更新预先设置的缓存空间的地址匹配信息,并将与写指令对应的数据信息写入缓存空间;当需要读取数据时,则可以优先从缓存空间中查找出对应的数据信息进行反馈,不仅避免了从Flash存储器的NAND闪存阵列中读取数据信息的繁琐过程,而且通过缩短更新缓存空间中的数据信息的延时,从而大大缩短了读取数据信息的延迟,进一步提高了读取数据信息的效率。
在上述实施例的基础上,本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化,具体的,本实施例中,当接收到写指令时,更新预先设置的缓存空间的地址匹配信息,并将与写指令对应的待写入数据信息写入缓存空间的过程,具体包括:
若缓存空间中没有空闲地址,当接收到写指令时,按照预设规则确定出缓存空间中的待替换地址;
根据待替换地址和与写指令对应的待写入数据信息更新预先设置的缓存空间的地址匹配信息;
利用待写入数据信息替换待替换地址中的数据信息。
具体的,在本实施例中,是在要将待写入数据信息写入至缓存空间时且缓存空间中没有空闲地址时,首先需要按照预设规则确定出缓存空间中的待替换地址;其中,在实际操作中,可以是根据写指令中带有的指定的写入地址确定出对应的待替换地址,也可以是根据最近最少使用算法或者最近最不常用算法确定出待替换地址,本实施例对此不做限定。然后根据待替换地址和与写指令对应的待写入数据信息更新预先设置的缓存空间的地址匹配信息;在更新地址匹配信息之后,将待替换地址中的原来的数据信息进行删除,再将待写入数据信息写入至待替换地址中,即利用待写入数据信息替换待替换地址中的数据信息。
可见,本实施例进一步考虑到缓存空间中没有空闲地址时的数据写入问题,进一步保障数据读写的可靠性。
在上述实施例的基础上,本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化,具体的,本实施例进一步包括:
按照预设时间周期将缓存空间中的增量信息同步至Flash存储器的NAND闪存阵列。
具体的,在本实施例中,是预先根据实际写入频率以及写入量等因素设置预设时间周期,然后按照预设时间周期将缓存空间中的增量信息同步至Flash存储器的NAND闪存阵列中。
可以理解的是,在连续对某一数据信息进行修改操作时,若多次对NAND闪存阵列进行数据写入操作,将需要对NAND闪存阵列中的数据信息进行修改,从而消耗大量的写入资源。在本实施例中,通过按照预设时间周期将缓存空间中的增量信息同步至Flash存储器的NAND闪存阵列,因此能够相对减少擦写NAND闪存阵列中的块的次数,从而相对延长NAND闪存阵列的使用寿命。
在上述实施例的基础上,本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化,具体的,本实施例进一步包括:
根据最近最少使用算法更新缓存空间中的数据信息。
具体的,最近最少使用算法(Least Recently Used,LRU)是一种内存管理算法,指的是首先淘汰最长时间未被使用的地址对应的数据信息。可以理解的是,长期不被使用的数据信息,在未来被用到的几率也不大,因此,当数据信息所占缓存空间达到一定阈值时,可以移除掉最近最少使用的数据信息。
在实际操作中,还可以是按照最近最不常用算法(Least Frequently Used,LFU)淘汰缓存空间中一定时期内被访问次数最少的数据信息。需要说明的是,最近最少使用算法关键是看数据信息最后一次被使用到距离当前时间的时长;而最近最不常用算法关键是看一定时间段内数据信息被使用的频率。在实际操作中,可以根据实际需求选择对应的算法来更新缓存空间中的数据信息,以便在缓存空间的总空间容量有限的情况下能够尽可能使得读指令对应的数据信息存在于缓存空间中,从而提高读取数据信息的效率。
在上述实施例的基础上,本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化,具体的,本实施例在当接收到读指令时,根据地址匹配信息从缓存空间中查找出与读指令对应的数据信息并进行反馈之后,进一步包括:
当缓存空间中不存在与读指令对应的数据信息时,通过FTL从NAND闪存阵列中获取对应的数据信息,并将数据信息同步至缓存空间。
具体的,在本实施例中,是在缓存空间中不存在与读指令对应的数据信息的情况下,先通过FTL从NAND闪存阵列中获取与读指令对应的数据信息,并将该数据信息反馈给用户端;另外,再将该数据信息同步至缓存空间中,即将该数据信息作为待写入数据信息写入至缓存空间中,使得缓存空间中存储有与读指令对应的数据信息,并且在下次再次需要获取该数据信息时,便可以直接从缓存空间中获取,从而提高读取数据信息的效率。
在上述实施例的基础上,本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化,具体的,本实施例中,当接收到读指令时,根据地址匹配信息从缓存空间中查找出与读指令对应的数据信息并进行反馈的过程,具体包括:
当接收到读指令时,利用内容可寻址存储器根据地址匹配信息从缓存空间中查找出与读指令对应的数据信息;
将数据信息反馈至用户端。
具体的,内容可寻址存储器(content-addressable-memory,CAM)是一种以内容进行寻址的存储器,是一种特殊的存储阵列RAM。它的主要工作机制就是将一个输入数据项(读指令中的地址信息)与存储在CAM中的所有数据项(缓存空间中存储有数据信息的地址信息)自动同时进行比较,判别该输入数据项与CAM中存储的数据项是否相匹配,并输出该数据项对应的匹配信息(与匹配的地址信息对应的数据信息)。
可见,在本实施例中,具体是在接收到读指令之后,利用内容可寻址存储器根据地址匹配信息查找缓存空间中与读指令对应的地址信息对应的数据信息;在查找出对应的数据信息之后,再将根据读指令将该数据信息反馈至客户端;通过内容可寻址存储器来查找与读指令对应的数据信息,查找方式更加便捷。
在上述实施例的基础上,本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化,具体的,本实施例进一步包括:
计算出缓存空间的使用率,并在使用率高于预设阈值时发出对应的提示信息。
具体的,在本实施例中,进一步根据缓存空间的总空间容量以及存储各数据信息时所使用的空间容量计算出该缓存空间的使用率,即缓存空间所使用的空间容量占总空间容量的百分比;然后判断该使用率是否高于预设阈值;若是,则触发预设的提示装置发出对应的提示信息;若否,则不做操作。
需要说明的是,在其他的实施例中,也可以是直接将缓存空间所使用的空间容量与对应的预设阈值进行比较,在所使用的空间容量大于对应的预设阈值之后,触发预设的提示装置发出对应的提示信息。
需要说明的是,提示装置可以具体是蜂鸣器和/或指示灯和/或显示器,通过触发蜂鸣器/指示灯/显示器等提示装置发出对应的提示信息,如蜂鸣音/闪烁灯/显示文字或图像等,以直观地提示用户当前缓存空间的使用率已经达到预设阈值,可以对缓存空间做一些刷新数据信息等操作,以避免缓存空间中的数据信息过多导致缓存空间中没有空闲地址影响数据信息的写入,从而能够进一步提升用户的使用体验。
上文对于本发明提供的一种数据信息的读写方法的实施例进行了详细的描述,本发明还提供了一种与该方法对应的数据信息的读写装置、设备及计算机可读存储介质,由于装置、设备及计算机可读存储介质部分的实施例与方法部分的实施例相互照应,因此装置、设备及计算机可读存储介质部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述,这里暂不赘述。
图2为本发明实施例提供的一种数据信息的读写装置的结构图,如图2所示,一种数据信息的读写装置包括:
写入模块21,用于当接收到写指令时,更新预先设置的缓存空间的地址匹配信息,并将与写指令对应的待写入数据信息写入缓存空间;
读取模块22,用于当接收到读指令时,根据地址匹配信息从缓存空间中查找出与读指令对应的数据信息并进行反馈。
本发明实施例提供的数据信息的读写装置,具有上述数据信息的读写方法的有益效果。
作为优选的实施方式,写入模块具体包括:
确定子模块,用于若缓存空间中没有空闲地址,当接收到写指令时,按照预设规则确定出缓存空间中的待替换地址;
更新子模块,用于根据待替换地址和与写指令对应的待写入数据信息更新预先设置的缓存空间的地址匹配信息;
写入子模块,用于利用待写入数据信息替换待替换地址中的数据信息。
作为优选的实施方式,一种数据信息的读写装置进一步包括:
第一同步模块,用于按照预设时间周期将缓存空间中的增量信息同步至Flash存储器的NAND闪存阵列。
作为优选的实施方式,一种数据信息的读写装置进一步包括:
更新模块,用于根据最近最少使用算法更新缓存空间中的数据信息。
作为优选的实施方式,一种数据信息的读写装置进一步包括:
第二同步模块,用于当缓存空间中不存在与读指令对应的数据信息时,通过FTL从NAND闪存阵列中获取对应的数据信息,并将数据信息同步至缓存空间。
作为优选的实施方式,一种数据信息的读写装置进一步包括:
提示模块,用于计算出缓存空间的使用率,并在使用率高于预设阈值时发出对应的提示信息。
图3为本发明实施例提供的一种数据信息的读写设备的结构图,如图3所示,一种数据信息的读写设备包括:
存储器31,用于存储计算机程序;
处理器32,用于执行计算机程序时实现如上述数据信息的读写方法的步骤。
本发明实施例提供的数据信息的读写设备,具有上述数据信息的读写方法的有益效果。
为解决上述技术问题,本发明还提供一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现如上述数据信息的读写方法的步骤。
本发明实施例提供的计算机可读存储介质,具有上述数据信息的读写方法的有益效果。
以上对本发明所提供的数据信息的读写方法、装置、设备及计算机可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
Claims (10)
1.一种数据信息的读写方法,其特征在于,包括:
当接收到写指令时,更新预先设置的缓存空间的地址匹配信息,并将与所述写指令对应的待写入数据信息写入所述缓存空间;
当接收到读指令时,根据所述地址匹配信息从所述缓存空间中查找出与所述读指令对应的数据信息并进行反馈。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述当接收到写指令时,更新预先设置的缓存空间的地址匹配信息,并将与所述写指令对应的待写入数据信息写入所述缓存空间的过程,具体包括:
若所述缓存空间中没有空闲地址,当接收到所述写指令时,按照预设规则确定出所述缓存空间中的待替换地址;
根据所述待替换地址和与所述写指令对应的待写入数据信息更新预先设置的所述缓存空间的所述地址匹配信息;
利用所述待写入数据信息替换所述待替换地址中的数据信息。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,进一步包括:
按照预设时间周期将所述缓存空间中的增量信息同步至Flash存储器的NAND闪存阵列。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,进一步包括:
根据最近最少使用算法更新所述缓存空间中的数据信息。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,在所述当接收到读指令时,根据所述地址匹配信息从所述缓存空间中查找出与所述读指令对应的数据信息并进行反馈之后,进一步包括:
当所述缓存空间中不存在与所述读指令对应的数据信息时,通过FTL从所述NAND闪存阵列中获取对应的数据信息,并将所述数据信息同步至所述缓存空间。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述当接收到读指令时,根据所述地址匹配信息从所述缓存空间中查找出与所述读指令对应的数据信息并进行反馈的过程,具体包括:
当接收到所述读指令时,利用内容可寻址存储器根据所述地址匹配信息从所述缓存空间中查找出与所述读指令对应的数据信息;
将所述数据信息反馈至用户端。
7.根据权利要求1至6任一项所述的方法,其特征在于,进一步包括:
计算出所述缓存空间的使用率,并在所述使用率高于预设阈值时发出对应的提示信息。
8.一种数据信息的读写装置,其特征在于,包括:
写入模块,用于当接收到写指令时,更新预先设置的缓存空间的地址匹配信息,并将与所述写指令对应的待写入数据信息写入所述缓存空间;
读取模块,用于当接收到读指令时,根据所述地址匹配信息从所述缓存空间中查找出与所述读指令对应的数据信息并进行反馈。
9.一种数据信息的读写设备,其特征在于,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的数据信息的读写方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的数据信息的读写方法的步骤。
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