随着芯片制造工艺技术的不断发展,计算机CPU性能得到了飞速的提升,但是IO与CPU处理性能的差距却逐渐扩大,传统磁盘IO处理速度严重制约着计算机整体性能进一步提升。和传统机械磁盘相比,固态硬盘具有延迟低、能耗低和可靠性高等优良特性,目前已经广泛的应用在诸多行业中,但是固态硬盘也存在一些缺陷,例如,读写不对称、擦除次数有限和写前擦除。针对上述缺陷,技术研究人员对固态硬盘固件算法进行优化设计,以降低这些缺陷所带来的影响,但是目前技术针对的应用场景不同,侧重点不同,无法大规模应用于复杂多变的负载环境。本文从缓存区管理算法和闪存转换层算法两方面进行算法优化设计,以达到提高固态硬盘存储性能的目的,主要工作包括以下2个方面:（1）在缓存区管理算法优化设计中,提出一种混合存储的缓存区管理算法HSBM,该算法的缓存区使用DRAM和NVM作为物理存储介质,主要用于缓存不同更新频率的随机写和顺序写请求的数据。并且通过迁移机制动态的将NVM二次命中的数据页迁移至DRAM中,DRAM的数据页在剔除时,使用聚簇成块的策略,将被剔除的脏页写入至NVM对应的数据块中,从而将随机写的请求转化为顺序写请求。NVM的数据块在剔除时,使用脏页填充技术,将该数据块与DRAM中该数据块附属的数据页合并填充写回闪存,对DRAM中该数据块附属数据页并不进行剔除,只是将其状态由脏页变更为干净页。实验结果表明,HSBM算法可以有效提高缓存区命中率,减少块擦除次数,降低平均响应时间。（2）在闪存转换层算法优化设计中,提出一种通过对地址映射表进行分类的闪存转换层算法DPFTL。为了将访问频繁的地址映射项留在缓存区中,DPFTL在缓存区中设置热映射表和冷映射表,主用于缓存不同访问频率的地址映射信息。为了增加地址映射项留在缓存区的机率,该算法额外设置置换地址映射表,主要用于缓存从热映射表和冷映射表中剔除出来发生更新操作的地址映射项。在剔除地址映射项时,采用聚簇的策略,将地址映射以“簇”的形式写回闪存翻译页中,可以有效减少频繁的剔除地址映射项。实验结果表明,DPFTL算法在缓存区地址映射项命中率、平均响应时间、块擦除次数和地址翻译页读写次数等指标皆有较大改善。