[发明专利]一种基于DNA存储的计算机架构

说明书

本发明适用于信息存储技术改进领域，提供了一种基于DNA存储的计算机架构，包括处理器、随机存储模块、磁盘存储模块及DNA存储模块，所述处理器双向通信连接所述随机存储模块，所述随机存储模块双向通信连接所述磁盘存储模块，所述磁盘存储模块双向通信连接所述DNA存储模块，所述DNA存储模块包括DNA合成单元及DNA测序单元，所述DNA测序单元的输出端连接所述随机存储模块的输入端。对于大容量数据，且长时间不会访问的，能够合理利用DNA存储的优势，能够有效节省物理空间，降低功耗，减少数据的维护成本。

技术领域

本发明属于信息存储技术改进领域，尤其涉及一种基于DNA存储的计算机架构。

背景技术

DNA存储技术是利用DNA作为存储介质，将文件数字化后的二进制编码转化成由4个碱基构成的DNA编码，从而制成相应的DNA序列，获得储存有数据信息的DNA片段。DNA作为存储介质，具有存储密度高、存储时间长、功耗低以及易获取且免维护的优点。

比如1000万块硬盘的数据用50克DNA就可以存下来，随身带走，全世界44个ZB（1TBx 2^30）的数据200公斤DNA就可以存下来。传统硬盘的存储寿命一般是10年，超过期限，数据就可能损坏，而DNA的存储寿命可以达到上百年甚至更长时间，只要存储的温度等环境合适。但目前DNA存储要普及还存在不小的挑战，读写速度和成本等都有待提高。尽管如此，这仍然是一个前景非常明朗的技术。

对于影视公司，档案存储单位或者云厂商等企业或者机构，都可能面临着存储数据巨大的问题，其中有些数据可能很长时间都不会用到，但也不能丢弃。对于个人硬盘存储的数据，基本满足二八定律，即20%的硬盘文件会经常访问，而有80%的文件却很少访问。有些甚至好几年才访问1次，但却很重要，不能删除，比如图片和视频等。也因此，个人网盘才得以流行。随着DNA存储技术的成熟，后续这么多的数据完全可以由DNA来存储。

因为此技术的应用前景广阔，而且带来的是颠覆性的变化，目前有很多研究是针对DNA存储的可靠性。读写速度和成本因素短期内尚不能达到跟硬盘或者闪存同等的级别。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于DNA存储的计算机架构及存储方法，旨在解决上述的技术问题。

本发明是这样实现的，一种基于DNA存储的计算机架构，所述基于DNA存储的计算机架构包括处理器、随机存储模块、磁盘存储模块及DNA存储模块，所述处理器双向通信连接所述随机存储模块，所述随机存储模块双向通信连接所述磁盘存储模块，所述磁盘存储模块双向通信连接所述DNA存储模块，所述DNA存储模块包括DNA合成单元及DNA测序单元，所述DNA测序单元的输出端连接所述随机存储模块的输入端。

本发明的进一步技术方案是：所述基于DNA存储的计算机架构中，在文件写入磁盘存储模块时，由文件系统判断磁盘存储模块的可用空间，在文件系统里的相关字段记录该文件的大小和访问时间戳。

本发明的进一步技术方案是：在判断磁盘存储模块中，当磁盘存储空间充足，使用率低于设定阈值，文件直接存入磁盘，并记录文件的访问时间及文件大小，不需要对链表进行操作。

本发明的进一步技术方案是：在判断磁盘存储模块中当磁盘存储模块使用率高于设定阈值时，文件存入磁盘存储模块，同时需要把链表头指向的文件获取其文件数据转存到DNA存储模块，DNA存储模块返回文件存放的地址码，在文件系统中标识该文件在DNA存储模块上并记录地址码，对链表表头节点进行删除释放空间，HEAD指向下一个节点，链表长度减1。

本发明的进一步技术方案是：所述DNA存储模块存储的调出策略根据时间和文件大小结合做判断的改进LRU算法。

本发明的进一步技术方案是：所述改进LRU算法包括以下步骤：

S1、间隔设定周期计算文件访问时间到当前时间的差值，根据差值乘以文件大小获得结果作为该文件的特征值；