随着信息技术的快速发展，带动了数据存储的爆炸式增长，因此磁盘阵列、磁带库和光盘库等大容量存储设备得到了广泛的应用。作为二级存储设备的光盘库有着容量大、使用寿命长和安全性高等特点，但是其存取速度慢和搜索性能差等缺点已经越来越无法满足用户的要求。如何提高光盘库的存取速度已经成为影响整个光盘库系统存储性能的关键。为此本文研究了一种虚拟光盘库存储系统，为有效提高光盘库的存取能力提供一种新的思路和方法。通过对光盘库的存储原理和功能模块的分析，本文构建了基于虚拟光盘库的存储体系。其主要包括：SCSI接口传输、MYSQL数据库、检索查询、磁盘-光盘库缓存替换算法和存储资源管理。在对Socket通信接口和SCSI传输接口的原理分析基础上，设计了不同类型的接口，并分别实现了在客户端和服务端、服务端和光盘库之间的数据通信和传输。采用了MYSQL数据库作为检索查询的工具，根据文件信息的查询特点设计了检索对象，并以此作为创建相关数据库表的依据，此外本文在多种结构数据库表的性能分析和实验基础上，创建了具有多表结构和索引功能的数据库表。同时MYSQL数据库满足了检索查询、任务调度和数据信息存储等功能的要求。建立了虚拟光盘库系统的缓存模型，通过对传统模型的研究和分析，提出了一种适合该系统的改进后的缓存算法。通过与相关模型的性能对比以及对该模型参数的深入分析和测试实验，确定了该模型算法的最优参数。搭建了一个资源存储的管理平台，它集成了存储管理、缓存管理、光盘库管理和数据库管理等模块，实现了一个虚拟化的存储环境。最后通过对整个虚拟光盘库系统功能和传输性能的实际测试，验证了该系统的可行性和有效性。