在过去的近三十年当中,单个磁盘的存储容量一直在快速增长,但是已经逐渐接近了由超顺磁效应所限定的理论上限。目前提出的多项新技术中,瓦记录技术在对当前的磁盘结构改变较小的前提下大幅度提升了存储密度,被认为是其中最可行的技术。然而,瓦记录技术牺牲了磁盘的随机写性能,不能够直接替代传统的硬盘。为了解决瓦记录随机写性能差的问题,设计并实现了瓦记录磁盘模拟器和基于FUSE开发的文件系统,磁盘模拟器用来模拟真实的瓦记录磁盘的读写,文件系统用来操作模拟磁盘上的数据,两者相互配合,协同工作。瓦记录文件系统分为非瓦记录区域和瓦记录区域,分别存放系统元数据和文件数据,实现了缓存模块、文件日志模块和垃圾回收模块。缓存模块用来加载磁盘模拟器中的数据,系统对文件的操作都是放在缓存中进行,提高了系统处理文件的速度。日志模块记录了文件的添加和删除情况,用来区分磁盘上的有效数据和无效数据。研究了瓦记录文件系统中的垃圾回收机制,从不同的角度出发,探讨了三种不同的垃圾回收策略,以此解决文件系统更新和删除文件时产生无效数据的问题。测试结果表明,随着瓦记录文件系统处理数据量的增加,额外操作带来的时间开销逐渐降低至5.9%,因此文件系统比较适合于大数据负载的工作环境。此外,还测试了三种不同垃圾回收策略的性能,证明了文件系统长期使用时,冷热数据区分策略的性能最好。