近年来，由于闪存技术的飞速发展，以及闪存本身固有的非易失性、可以高速运行、体积小、耗能低、抗震动性及可靠性高的特点，使得闪存成为嵌入式系统中的首选存储介质，并为企业级存储系统开辟了新的前景。但是现有磁盘存储技术无法直接运用在闪存存储设备上。因此，研究一种适合闪存的高效存储管理技术，将具有极其重要的意义。在本论文中，首先总结了闪存存储管理领域已存在的方案，分析出闪存管理的关键要素，并在地址映射、垃圾回收和缓冲区置换算法这几个方面进行了探索研究，提出了对应的解决方案。本论文主要包含以下方面：1.提出了一种新颖的地址映射算法，该算法基于区块切换结构，简称为ZFTL。ZFTL是一种创新的纯页映射的闪存转换层，该方案把整个闪存芯片划分成多个区域加以管理。由于ZFTL方案每次只是把当前请求对应区块的地址信息缓存到内存中，所以明显地降低了内存开销，对集成度较高的内存具有很好的扩展性。2.提出了一种二级缓冲机制，该机制基于访问模式选择算法。充分利用闪存工作时的时间及空间局部性，极大地减少了地址转换所造成的开销。通过选择性地对映射关系加以缓存，ZFTL可以高效地利用有限的内存资源，显著地提升了缓冲区的命中率，并减少了系统的响应时间。3.本论文还引入了一个用于验证闪存转换层算法的仿真平台。该仿真平台以FlashSim为基础，对它进行了二次加工添加了ZFTL算法，实现了三种经典FTL算法：页映射、DFTL和FAST。本论文最后的仿真步骤使用了从现实生活中获取的访问请求作为输入源，在不同工作负载下对论文中的四种FTL算法进行了仿真，经过对比加以分析，ZFTL方案优势明显，在实际应用中将极大地提高NAND Flash性能并降低成本。