针对传统复制和纠删码策略的不足,再生码可以最小化修复节点所需下载的数据量,但需连接大量节点并传输其存储数据的线性组合来修复故障节点,导致磁盘I/O开销过高,且包含大量有限域操作,计算复杂度也较高。进一步地,局部修复码（Locally Repairable Codes,LRCs）通过最小化故障节点修复期间访问的节点数量,显著降低了修复局部性;部分重复（Fractional Repetition,FR）码可精确修复故障节点,显著降低了修复复杂度。为此,本文在LRCs和FR码的基础上,提出了三种分布式存储优化编码方案,具体研究内容如下:（1）目前,有关LRCs研究表明,构造最小距离最优的LRCs相对容易,但要构造最小距离和维度同时最优的LRCs仍较为困难。为了解决这一问题,本文提出基于会议矩阵的最优二元LRCs（Binary LRCs,BLRCs）的构造。具体地,通过对会议矩阵的核进行矩阵运算来构造关联矩阵,在关联矩阵后添加单位矩阵得到校验矩阵,可构造最小距离最优的BLRCs。特别地,当可用性t=2时,构造的BLRCs的码率也是最优的。进一步地,通过对上述校验矩阵的结构进行扩展,在关联矩阵下侧添加全1行向量,可构造最小距离最优和维度最优的BLRCs。（2）考虑到实际分布式存储系统节点故障情况的多样性,提出基于非均匀循环编码的分组修复码（Group Repairable Codes Based on Non-uniform Cyclic Coding,GRCNCC）,能更高效地保护频繁发生故障的节点。具体地,根据节点故障率对存储节点进行非均匀划分,将数据块依次存入长度递增的节点分组,再使用跨条带循环编码的思想生成组编码块和全局校验块。性能分析以及实验仿真表明,GRC-NCC虽然具有高于RS码的存储开销,但与RS码和重叠分组修复码相比,具有更低的修复带宽开销和修复局部性,同时容错性能更好。（3）考虑到实际分布式存储系统需满足异构性和码的最优性,提出一种基于迭代矩阵的最优FR码的构造算法,可实现故障节点的精确无编码修复。具体地,根据重复度构造迭代矩阵,根据迭代矩阵构造FR码,并通过增删迭代矩阵的列实现将同构FR码转换为异构FR码,构造算法灵活。性能分析表明,基于迭代矩阵构造的重复度ρ=2的FR码为一般好的FR码,且达到了最小距离的上界,同时能够达到重构度的下界,是最小距离最优和重构度最优的FR码。