[发明专利]一种基于块关联的低能耗磁盘调度方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于块关联的低能耗磁盘调度方法及系统，所述方法包括采用改进的数据挖掘技术对I/O请求的历史信息产生适用于磁盘调度的块关联规则；采用产生的块关联规则对磁盘状态进行切换，从而实现存储系统节能；所述系统包括块关联规则挖掘模块和磁盘驱动调度模块。本发明从磁盘的数据历史访问记录中挖掘数据块之间的块关联规则，进而磁盘驱动器利用产生的关联规则指导磁盘的状态切换，实现磁盘尽可能多的在低能耗状态下工作，以此实现磁盘节能的目的，同时保证了系统的性能不会因为此类调度而受到太大影响。

主权项

一种基于块关联的低能耗磁盘调度方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：S1、采用改进的数据挖掘技术对I/O请求的历史信息产生适用于磁盘调度的块关联规则；其中改进的数据挖掘技术为改进数据挖掘中的频繁项挖掘算法，具体如下：在关联规则挖掘的过程中，对于产生的每个频繁项s，扫描频繁项s后缀数据库Ds，从中找出每一个频繁1‑项集连接s和构成一个长度为|s|+1的新频繁集s’，其中然后递归地挖掘新的频繁项，直到不能产生新的频繁项为止；其中，在进行频繁项挖掘时，采用三个参数对频繁项进行剪枝，进而产生块关联规则，这三个参数分别是Min‑support、Time‑gap和I/O‑number，具体为：采用Min‑support参数对过滤掉候选频繁项中的非频繁项；采用Time‑gap参数实现关联I/O请求间的时间间隔控制；采用I/O‑number参数限制挖掘规则期间到达的零星I/O请求数量；当频繁度大于Min‑support参数，期间的时间间隔大于Time‑gap参数，并且零星I/O请求数小于I/O‑number参数的候选规则，最终作为指导磁盘进行状态调度的块关联规则，这些块关联规则被形成一个块关联规则库，供步骤S2调用；S2、采用步骤S1产生的块关联规则对磁盘状态进行切换，从而实现存储系统节能；其中，采用步骤S1产生的块关联规则对磁盘状态进行切换，具体包括：S21、当前一个新I/O请求属于规则集中记录的请求时，将磁盘转入到standby态；S22、若新I/O请求是读请求，系统行为会出现以下三种情况：1)若该请求在磁盘spin down过程完成前到达，则系统将磁盘转回到active态，同时磁盘cache会缓存在磁盘spin up过程完成之前的所有I/O请求；在磁盘重返active态后，系统优先处理cache中的请求，同时缓存处理期间的I/O请求；2)若该请求在Time‑gap期间内到达，则系统重复步骤1)的工作；3)若该请求在磁盘spin up过程完成前到达，则磁盘cache缓存在磁盘spin up过程完成之前的所有I/O请求；在磁盘重返active态后，系统优先处理cache中的请求，同时缓存处理期间的I/O请求；S23、若新I/O请求是写请求，系统行为会出现以下三种情况：1)若该请求在磁盘spin down过程完成前到达，则系统将磁盘转回到active态，同时磁盘cache会缓存在磁盘spin up过程完成之前的所有I/O请求；在磁盘重返active态后，系统优先处理cache中的请求，同时缓存处理期间的I/O请求；2)若该请求在Time‑gap期间内到达，则系统缓存该请求，磁盘状态不作切换；3)若该请求在磁盘spin up过程完成前到达，则磁盘cache缓存在磁盘spin up过程完成之前的所有I/O请求；在磁盘重返active态后，系统优先处理cache中的请求，同时缓存处理期间的I/O请求。