传统基于磁盘的存储系统由于具有机械部件,在性能上很难满足大数据时代应用对存储系统的需求。随着存储技术的迅速发展,一系列读写速度比磁盘更快的新型存储器开始出现,如基于闪存的固态盘(Solid State Drive,SSD)、非易失内存(Non-Volatile Memory,NVM)等。然而,现有基于磁盘的系统软件并没有考虑到固态盘和非易失内存的自身特性,如果直接用在固态盘和非易失内存上无法充分发挥它们的性能优势。针对固态盘和非易失内存在性能、容量、价格等方面的特点和差异,提出了一种基于固态盘和非易失内存的混合文件系统NOCFS。考虑到传统黑盒化的固态盘存在着硬件信息对上层软件不透明的缺陷,NOCFS基于上层软件可以直接管理闪存芯片的开放通道固态盘(Open-Channel SSD)而设计。首先分析了文件系统中数据和元数据的特点,采用数据和元数据分离的策略,将元数据存放在非易失内存上,将普通数据存放在开放通道固态盘上。为了充分发挥非易失内存的性能优势,NOCFS将热门访问的数据也存放在非易失内存上。其次,NOCFS使用Two-Queue算法结合基于统计量的热度计算方法识别热数据和冷数据,将非易失内存中变冷的数据写回开放通道固态盘。为了将非易失内存中的冷数据高效地写回开放通道固态盘,NOCFS提出了一种基于并行感知的多线程数据同步方法,在写回的过程中利用开放通道固态盘内部的并行性,提高写回效率。此外,NOCFS设计了一种文件系统和基于主机端的闪存转换层相互协作的高效垃圾回收机制,提高了垃圾回收的效率,充分利用开放通道固态盘的白盒化特性,更加透明化地管理开放通道固态盘设备。实验结果表明,和现有基于固态盘的文件系统F2FS相比,使用小容量非易失内存的NOCFS在不同负载下能大幅度提高I/O吞吐率;当非易失内存容量增加时,NOCFS的I/O吞吐率接近基于非易失内存的文件系统PMFS。