近年来,随着信息技术的飞速发展,大数据密集型应用和数据量呈指数上升,对存储系统的容量、性能和可靠性等方面都提出了更高的要求。基于闪存的存储系统由于具有高密度、高性能和高可靠等特性成为主流存储设备。与传统平面闪存相比,三维堆叠(3D)闪存采用空间堆叠技术组织闪存单元而具有更高的存储密度,成为下一代闪存的发展方向。围绕3D闪存新特性,优化基于3D闪存特征的数据分配和管理算法,提高闪存系统的整体性能,这是目前闪存研究领域的热点。针对3D电荷陷阱型闪存一次性编程方法降低闪存读取并行性的问题,提出一次性编程感知数据分配算法(OSPADA)。该算法基于距离循环感知的数据分配策略,将逻辑顺序的数据页分配到不同的闪存并行单元上,利用闪存通道的多级并行性来优化闪存读性能。在3Dsim闪存仿真平台下,基于真实负载,对OSPADA算法进行评估。实验结果表明,OSPADA相对于传统动态数据分配算法,读延时降低了22.83%,写延时平均降低了12.18%。针对3D闪存物理页数量逐渐增加而导致垃圾回收迁移开销增大的问题,提出一种基于冷热数据分区的超级块数据管理算法(Dynamic-FTL)。该算法将闪存逻辑地划分为冷热区域,在热区域执行垃圾回收操作,利用热数据的频繁更新减少闪存垃圾回收的迁移页数量,从而降低垃圾回收迁移开销,在减小闪存写放大的同时提升闪存读写性能。在3Dsim闪存仿真平台下,基于真实负载,对Dynamic-FTL算法进行评估。实验结果表明,Dynamic-FTL相对传统的超级块数据管理策略,写放大平均减小了4.14%,读延时平均降低了8.5%,写延时平均降低了7.14%。总之,OSPADA和Dynamic-FTL策略围绕3D闪存新特性,优化闪存的数据分配和管理算法,提高3D闪存的读写性能并降低写放大。