CN114600189A - 具有用于支撑带卷轴对的可移除安装件的多卷轴带记录装置 - Google Patents

具有用于支撑带卷轴对的可移除安装件的多卷轴带记录装置 Download PDF

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CN114600189A CN202080074268.3A CN202080074268A CN114600189A CN 114600189 A CN114600189 A CN 114600189A CN 202080074268 A CN202080074268 A CN 202080074268A CN 114600189 A CN114600189 A CN 114600189A
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H.哈米迪
E.R.奇尔德斯
D.C.阿科斯塔
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Abstract

一种装置包括被配置为接收多个安装件的接收区域，每个安装件被配置为在其上支撑至少一个带卷轴对。磁头被配置为对带卷轴对的磁记录带执行数据操作。定位机构被配置为选择性地将磁头对准带卷轴对中的选择的一个带卷轴对。根据另一方法的产品装置包括其上具有带卷轴对的安装件。安装件被配置为插入到被配置为接收多个安装件的装置的接收区域中。

Description

具有用于支撑带卷轴对的可移除安装件的多卷轴带记录装置
技术领域
本发明涉及数据存储系统，并且更具体地涉及一种使用磁带(magnetic tape)的多个卷轴(spool)来显著改进数据访问时间的装置。
背景技术
在磁存储系统中，磁换能器从磁记录介质读取数据并将数据写入到磁记录介质上。通过将磁记录换能器移动到介质上方要存储数据的位置来将数据写入磁记录介质上。磁记录换能器然后产生磁场，该磁场将数据编码到磁介质中。通过类似地定位磁读取换能器并且然后感测磁介质的磁场来从介质读取数据。读取和写入操作可以独立地与介质的移动同步，以确保可以从介质上的期望位置读取数据和将数据写入介质上的期望位置。
数据存储行业中的重要且持续的目标是增加存储在介质上的数据的密度。对于带存储系统(tape storage system)，该目标已经导致增加记录带上的轨道和线性位密度，并且减小磁带介质的厚度。然而，小覆盖区(footprint)、更高性能的带驱动系统的发展产生了从用于这种系统的带头组装件的设计到处理带尺寸不稳定性的不同挑战。
在不久的将来，随着改进的介质的采用，在带上存储信息(基于每字节)的成本预期相对于磁盘下降五倍或更多倍。而且，短期和长期可靠性将继续有利于基于带的存储。此外，随着更多的大容量存储被分配给云网络，大多数存储将在大库中，而不是在单个驱动器上，这是有利于基于带的存储的考虑。基于带的存储相对于基于盘的存储的一个历史缺点是与基于带的存储相关联的相对差的访问时间，其中，将带引入到带驱动器并且然后将带卷绕到文件位置所需的时间通常平均约40秒。
发明内容
根据一个方法，一种装置包括被配置为接收多个安装件的接收区域，每个安装件被配置为在其上支撑至少一个带卷轴对。磁头被配置为对带卷轴对的磁记录带执行数据操作。定位机构配置为选择性地将磁头对准带卷轴对中的选择的带卷轴对。
上述装置能够在基于盒的带库系统通常需要的时间的一部分中为带上的数据请求服务，同时保持经济可行。该速度部分地通过在带卷轴对的阵列上操作来实现，每个带卷轴对在其上具有磁记录带。因为卷轴不在盒中，而是保持存在于装置中，所以消除了典型的盒加载时间。此外，因为单个头可以服务于多个带卷轴对，并且优选地服务于所有带卷轴对，所以部署成本以每单位存储成本为基础远低于基于盘的存储和固态存储。
根据不同方法，安装件可以存在或者可以不存在于该接收区域中。该装置的某些方面的附加益处是可以移除这些安装件以便进行修理、替换、和/或归档。
根据一个方法，一种方法包括指示定位机构选择性地将磁头对准装置的接收区域中的多个带卷轴对中的选择的带卷轴对，每个带卷轴对在可移除安装件上，该可移除安装件可选择性地插入到具有定位机构的装置的接收区域中。指示接合机构在磁头和选择的带卷轴对的磁记录带之间产生相对运动，以便将磁记录带与磁头接合。指示驱动机构驱动选择的带卷轴对。使磁头对选择的带卷轴对的磁记录带执行数据操作。
上述方法通常提供与上述装置类似的益处。
根据一种方法，一种用于在磁记录带上执行数据操作的计算机程序产品包括计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质具有随其包含的程序指令，该程序指令可由装置执行以使得该装置执行前述方法。
根据另一方法的产品包括其上具有带卷轴对的安装件。安装件被配置为插入到被配置为接收多个安装件的装置的接收区域中。安装件的便携性使得它们能够被移除以便进行修理、更换和/或归档，同时使得该装置能够提供在本文列出的益处。
本发明的其他方面和途径将从以下详细说明中变得清楚，当结合附图时，这些详细说明通过实例的方式说明本发明的原理。
附图说明
图1A是根据一个方法的简化的带驱动系统的示意图。
图1B是根据一个方法的带盒的示意图。
图2A示出根据一个方法的平坦重叠的双向双模块磁带头的侧视图。
图2B是从图2A的线2B截取的带承载表面视图。
图2C是从图2B的圆2C截取的详细视图。
图2D是一对模块的部分带承载表面的详细视图。
图3是具有写入-读取-写入配置的磁头的部分带承载表面视图。
图4是具有读取-写入-读取配置的磁头的部分带承载表面视图。
图5是根据一个方法的具有三个模块的磁带头的侧视图，其中模块全部大体沿着大约平行的平面放置。
图6是磁带头的侧视图，其中三个模块处于切线(成角度的)配置的。
图7是磁带头的侧视图，其中三个模块处于外包配置(overwrap configuration)。
图8A至图8C是描绘带隆起(tape tenting)的原理的示意图。
图9是根据一个方法的存储在磁带上的文件和索引的示意图。
图10是根据一个方法的装置的代表性视图。
图11是根据一个方法的装置的代表性视图。
图12是根据一个方法的装置的代表性视图。
图13A是根据一个方法的装置的代表性视图。
图13B是根据一个方法的装置的代表性视图。
图13C是根据一个方法的装置的代表性视图。
图14A和图14B是根据一个方法的装置的代表性视图。
图14C和14D是根据一个方法的装置的代表性视图。
图15A和15B是根据一个方法的装置的代表性视图。
图16是根据一个方法的装置的代表性视图。
图17A是根据一个方法的图16的可移除安装件的代表性视图。
图17B是根据另一方法的图16的可移除安装件的代表性视图。
图17C是根据另一方法的图16的可移除安装件的代表性视图。
图18是根据一个方法的方法的流程图。
图19是根据一个方法的方法的流程图。
图20是根据一个方法的方法的流程图。
图21是根据一个方法的方法的流程图。
具体实施方式
以下描述是为了说明本发明的一般原理而进行的，并且不意味着限制在此要求的发明概念。进一步，本文中所描述的特定特征可以与不同可能的组合和置换中的每一者中的其他所描述特征组合使用。
除非本文中另外特别限定，否则所有术语将被给予它们的最广泛的可能解释，包括从说明书中暗示的含义以及本领域技术人员所理解的含义和/或如在词典、论文等中限定的含义。
还必须注意的是，如在说明书和所附权利要求中使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数指示物，除非另外说明。
以下描述公开了磁存储系统及其操作和/或组件部分的若干优选方法。
在一个一般方法中，一种装置包括被配置为接收多个安装件(mount)的接收区域，每个安装件被配置为在其上支撑至少一个带卷轴对(tape spool pair)。磁头被配置为对带卷轴对的磁记录带执行数据操作。定位机构被配置为选择性地将磁头对准带卷轴对中的选择的带卷轴对。
在一个一般方法中，一种方法包括指示定位机构选择性地将磁头对准装置的接收区域中的多个带卷轴对中的选择的带卷轴对，每个带卷轴对在可移除安装件上，该可移除安装件可选择性地插入到具有定位机构的装置的接收区域中。指示接合机构以在磁头和选择的带卷轴对的磁记录带之间产生相对运动，以便将磁记录带与磁头接合。指示驱动机构驱动选择的带卷轴对。使磁头对选择的带卷轴对的磁记录带执行数据操作。
在一个一般方法中，一种用于在磁记录带上执行数据操作的计算机程序产品包括计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质具有随其包含的程序指令，该程序指令可由装置执行以使该装置执行前述方法。
在一个一般方法中，产品包括其上具有带卷轴对的安装件。安装件被配置为插入到被配置为接收多个安装件的装置的接收区域中。
图1A示出了可以在本发明的上下文中采用的基于带的数据存储系统的简化的磁带驱动器100。虽然在图1A中示出带驱动器的一个特定实现，但是应当注意，本文描述的方法可以在任何类型的带驱动系统的背景下实现。
如图所示，提供带供应盒120和收取盘片(take-up reel)121以支撑带122。盘片中的一个或多个可以形成可移除盒的一部分并且不一定是带驱动器100的一部分。带驱动器，诸如图1A中所示的带驱动器，还可以包括(一个或多个)驱动马达以驱动带供应盒120和收取盘片121，从而在任何类型的带头126上移动带122。这种头可以包括读取器、写入器或这两者的阵列。
引导件(guid)125引导带122穿过带头126。这种带头126进而经由电缆130耦接到控制器128。控制器128可以是或包括处理器和/或用于控制驱动器100的任何子系统的任何逻辑。例如，控制器128通常控制头功能，诸如伺服跟踪、数据写入、数据读取等。控制器128可以包括至少一个伺服通道和至少一个数据通道，数据通道中的每一个包括被配置为处理和/或存储要被写入到带122和/或从带122读取的信息的数据流处理逻辑。控制器128可以在本领域已知的逻辑以及本文所公开的任何逻辑下操作，并且因此可以在不同方法中被视为用于本文所包括的带驱动器的任何描述的处理器。控制器128可以耦接到任何已知类型的存储器136，所述存储器136可以存储可由控制器128执行的指令。此外，控制器128可以被配置和/或可编程以执行或控制在此呈现的方法中的一些或全部。因此，控制器128可以被视为被配置为通过编程到一个或多个芯片、模块和/或块中的逻辑、软件、固件和/或一个或多个处理器可用的其他指令来执行不同操作；等以及它们的组合。
电缆130可以包括读取/写入电路，该读取/写入电路用于将数据发送到带头126以记录在带122上，并且接收由带头126从带122读取的数据。致动器132控制带头126相对于带122的位置。
接口134还可以被提供用于磁带驱动器100和主机(内部或外部)之间的通信以发送和接收数据，并且用于控制带驱动器100的操作并将带驱动器100的状态传送到主机，这些都如本领域技术人员将理解的。
图1B示出了根据一个方法的示例性带盒150。这种带盒150可以与诸如图1A所示的系统一起使用。如图所示，带盒150包括壳体152、壳体152中的带122以及耦接到壳体152的非易失性存储器156。在一些方法中，非易失性存储器156可以嵌入在壳体152内，如图1B所示。在更多的方法中，非易失性存储器156可以被附接到壳体152的内部或外部，而不修改壳体152。例如，非易失性存储器可以嵌入在自粘合标签154中。在一个优选方法中，非易失性存储器156可以是嵌入或耦接到带盒150的内部或外部的闪存设备、只读存储器(ROM)设备等。非易失性存储器可由磁带驱动器和磁带操作软件(驱动器软件)和/或另一设备访问。
通过示例的方式，图2A示出了可以在本发明的上下文中实现的平坦重叠的双向双模块磁带头200的侧视图。如图所示，该头包括一对基座202，每个基座配备有模块204，并且相对于彼此以小角度α固定。基座可以是粘性地耦接在一起的“U梁”。每个模块204包括基板204A和具有通常被称为“间隙(gap)”的薄膜部分的闭合件204B，在该间隙中形成读取器和/或写入器206。在使用中，带208沿着介质(带)承载表面209在模块204上方以所示方式使用读取器和写入器在带208上读取和写入数据。带208在到达和离开平坦介质支撑表面209的边缘处的包角θ通常在约0.1度和约3度之间。
基板204A通常由诸如陶瓷的耐磨材料构成。闭合件204B可由与基板204A相同或类似的陶瓷制成。
读取器和写入器可以背负(piggyback)或合并配置布置。说明性背负配置包括在(磁屏蔽)读取器换能器(例如，磁阻读取器等)的顶部(或下方)上的(磁感应)写入器换能器，其中写入器的极和读取器的屏蔽件(shield)通常分离。说明性合并配置包括在与写入器极相同的物理层中的读取器屏蔽件(因此，“合并(merge)”)。读取器和写入器也可以交错配置布置。可替代地，每个通道阵列可以仅是读取器或写入器。这些阵列中的任一个可以包含用于读取介质上的伺服数据的一个或多个伺服轨道读取器。
图2B示出了从图2A的线2B截取的模块204之一的带承载表面209。代表性的带208以虚线示出。模块204优选足够长，以当头在数据带之间步进时能够支撑带。
在该示例中，带208包括4至32个数据带，例如，具有16个数据带和17个伺服轨道210，如图2B所示，在半英寸宽的带208上。数据带被限定在伺服轨道210之间。每个数据带可以包括多个数据轨道，例如1024个数据轨道(未示出)。在读取/写入操作期间，读取器和/或写入器206被定位到数据带之一内的特定轨道位置。外部读取器(有时称为伺服读取器)读取伺服轨道210。伺服信号又用来在读去/写入操作期间保持读取器和/或写入器206与一组特定的轨道对准。
图2C描绘了形成在图2B的圆2C中的模块204上的间隙218中的多个读取器和/或写入器206。如图所示，读取器和写入器的阵列206包括例如16个写入器214、16个读取器216和两个伺服读取器212，但元件的数量可以变化。说明性方法包括每个阵列8、16、32、40和64个有源读取器和/或写入器206，以及具有奇数个读取器或写入器(如17、25、33等)的替代性交错设计。说明性方法包括每个阵列32个读取器和/或每个阵列32个写入器，其中换能器元件的实际数量可以更大，例如33、34等。这允许磁带更缓慢地行进，从而降低速度引起的跟踪和机械困难和/或执行更少的“缠绕(wrap)”以填充或读取磁带。尽管读取器和写入器可以以背负配置布置，如图2C所示，读取器216和写入器214也可以以交错配置布置。或者，每个读取器和/或写入器阵列206可以仅是读取器或写入器，并且该阵列可以包含一个或多个伺服读取器212。如通过一起考虑图2A和图2B至图2C所指出的，每个模块204可以包括一组互补的读取器和/或写入器206，用于如双向读取和写入、同时读取写入(read-while-write)能力、向后兼容性等。
图2D示出了根据一个方法的磁带头200的互补模块的部分带承载表面视图。在该方法中，每个模块具有形成在共同基板204A和可选的电绝缘绝缘层236上的背负配置的多个读取/写入(R/W)对。写入器214和读取器216平行于磁带介质沿其行进的预期方向对准，以形成R/W对，示例为R/W对222。注意，带行进的预期方向在本文中有时被称为带行进的方向，并且此类术语可以互换地使用。可以从系统的设计推断这样的带行进的方向，例如，通过检查引导件；观察带行进相对于参考点的实际方向；等等。此外，在可操作用于双向读取和/或写入的系统中，在两个方向上的带行进的方向通常是平行的，并且因此两个方向可以被认为彼此相等。
可存在若干R/W对222，诸如8、16、32对等。如图所示的R/W对222在大体垂直于带沿其行进的方向的方向上线性对准。然而，这些对也可以对角地对准，等等。伺服读取器212位于R/W对的阵列的外部，其功能是众所周知的。
通常，磁带介质沿正向或反向移动，如箭头220所示。磁带介质和头组装件200以本领域公知的方式以换能关系操作。头组装件200包括大致相同构造的两个薄膜模块224和226。
模块224和226与其闭合件204B之间存在的空间(部分示出)结合在一起以形成单个物理单元，以通过激活与平行于带相对于其行进的方向的前导模块的写入器和与前导模块的写入器对准的拖尾模块的读取器来提供同时读取写入能力。当构造磁带头200的模块224、226时，对于R/W对222，通常按照以下顺序在例如，AlTiC的导电基板204A(部分示出)上方产生的间隙218中形成层：绝缘层236；典型地由铁合金(如NiFe(–)、钴锆钽(CZT)或Al-Fe-Si(Sendust))制成的第一屏蔽件232，用于感测磁介质上的数据轨道的传感器234，典型地由镍铁合金(例如，约80/20、以％NiFe，也称为坡莫合金)制成的第二屏蔽238，第一写入器极228和第二写入器极230以及线圈(未示出)。传感器可以是任何已知类型，包括基于磁阻(MR)、GMR、AMR、隧道磁阻(TMR)等。
第一写入器极228和第二写入器极230可由诸如约45/55NiFe的高磁矩材料制成。注意，这些材料仅通过示例的方式提供，并且可以使用其他材料。可以存在附加层，诸如屏蔽件和/或极尖端之间的绝缘层以及围绕传感器的绝缘层。用于绝缘的说明性材料包括氧化铝和其他氧化物、绝缘聚合物等。
根据一个方法的带头126的配置包括多个模块，优选地三个或更多个。在写入-读取-写入(W-R-W)头中，用于写入的外部模块在用于读取的一个或多个内部模块的侧面。参考图3，描绘了W-R-W配置，外部模块252、256各自包括一个或多个写入器260的阵列。图3的内部模块254包括类似配置的读取器258的一个或多个阵列。多模块头的变型包括R-W-R头(图4)、R-R-W头、W-W-R头等。在其他变型中，模块中的一个或多个可以具有读取/写入换能器对。此外，可以存在多于三个模块。在其他方案中，两个外部模块可以位于两个或更多个内部模块的侧面，例如，以W-R-R-W、R-W-W-R布置等。为了简单起见，在本文中主要使用W-R-W头来举例说明本发明的方法。利用本文中的教导而知晓的本领域技术人员将领会，本发明的置换将如何应用于除了W-R-W配置之外的配置。
图5示出了根据本发明一个方法的磁头126，其包括第一模块302、第二模块304和第三模块306，每个模块分别具有带承载表面308、310、312，带承载表面308、310、312可以是平坦的、波状的等等。注意，尽管术语“带承载表面”看起来暗示面向带315的表面与带承载表面物理接触，但不一定是这种情况。相反，只有带的一部分可以与带承载表面持续或间歇地接触，带的其他部分在空气层(有时称为“空气承载”)上骑跨在带承载表面上方。第一模块302将被称为“前导”模块，因为它是用于带在指示的方向上移动的三模块设计中的带遇到的第一模块。第三模块306将被称为“拖尾”模块。拖尾模块跟随中间模块并且是在三个模块设计中被带看到的最后模块。前导模块302和拖尾模块306被统称为外部模块。还应注意，外部模块302、306将交替作为前导模块，这取决于带315的行进的方向。
在一个方法中，第一模块302、第二模块304和第三模块306的带承载表面308、310、312位于大致平行的平面上(其意在包括平行和近似平行的平面，例如如图6中在平行和切向之间)，并且第二模块304的带承载表面310在第一模块302和第三模块306的带承载表面308、312上方。如下所述，这具有产生带相对于第二模块304的带承载表面310的所需包角α2的效果。
在带承载表面308、310、312沿着平行或近似平行但偏移的平面放置的情况下，直观上，带应当从前导模块302的带承载表面308剥离。然而，通过实验已经发现由前导模块302的刮削边缘318产生的真空足以保持带粘附到前导模块302的带承载表面308。前导模块302的拖尾边缘320(带离开前导模块302的末端)是近似参考点，该参考点限定了第二模块304的带承载表面310上的包角α2。带保持近似靠近带承载表面直到靠近前导模块302的拖尾边缘320。因此，换能器322可位于外部模块302、306的拖尾边缘附近。这些方法特别适用于写入-读取-写入应用。
在此描述的这种方法以及其他方法的益处在于，因为这些外部模块302、306被固定在距第二模块304的确定偏移处，所以当这些模块302、304、306被耦接在一起或者以其他方式固定到头中时该内包角α2被固定。内包角α2近似为tan-1(δ/W)，其中δ是带承载表面308、310的平面之间的高度差，并且W是带承载表面308、310的相对端之间的宽度。说明性内包角α2在约0.3°至约1.1°的范围内，但可以是设计所需的任何角度。
有益的是，模块304接收带(前导边缘)的一侧上的内包角α2将大于拖尾边缘上的内包角α3，因为带315骑跨在拖尾模块306上方。这种差异总体上是有益的，因为较小的α3倾向于与迄今为止更陡的离开有效包角相反。
注意，外部模块302、306的带支承表面308、312被定位成在前导模块302的拖尾边缘320处实现负包角。这在帮助减小由于与拖尾边缘320的接触而引起的摩擦方面通常是有益的，条件是对带中形成的撬棒(crowbar)区域的位置给予适当的考虑，其中它从头剥离。该负包角还减少了对前导模块302上的元件的颤动和擦洗损坏。进一步，在拖尾模块306处，带315飞过带承载表面312，所以当带沿该方向移动时实际上没有元件磨损。特别地，带315夹带空气，并且因此不会显著地骑跨在第三模块306的带承载表面312上(可能发生一些接触)。这是可允许的，因为前导模块302正在写入，而拖尾模块306空闲。
写入和读取功能在任何给定时间由不同模块执行。在一个方法中，第二模块304包括多个数据和可选的伺服读取器331并且没有写入器。第一模块302和第三模块306包括多个写入器322并且不包括数据读取器，除了外部模块302、306可以包括可选的伺服读取器之外。伺服读取器可以用于在读取和/或写入操作期间定位头。每个模块上的(一个或多个)伺服读取器通常朝向读取器或写入器的阵列的末端定位。
通过在基板和闭合件之间的间隙中仅具有读取器或并排写入器和伺服读取器，间隙长度可基本上减小。典型的头具有背负读取器和写入器，其中写入器形成在每个读取器上方。典型的间隙为20-35微米。然而，带上的不规则性可能倾向于下垂到间隙中并产生间隙侵蚀。因此，间隙越小越好。本文实现的较小间隙表现出较少的磨损相关问题。
在一些方法中，第二模块304具有闭合件，而第一模块302和第三模块306不具有闭合件。当不存在闭合件时，优选地将硬涂层添加到该模块中。一种优选的涂层是类金刚石碳(DLC)。
在图5所示的方法中，第一模块302、第二模块304和第三模块306各自具有闭合件332、334、336，闭合件332、334、336延伸相关联的模块的带承载表面，从而有效地远离带承载表面的边缘定位读取/写入元件。第二模块304上的闭合件332可以是典型地在带头上发现的类型的陶瓷闭合件。然而，第一模块302和第三模块306的闭合件334、336可以比第二模块304的闭合件332短，如平行于带在相应的模块之上行进的方向所测量的。这使得能够将模块定位得更靠近在一起。生产更短的闭合件334、336的一种方式是将第二模块304的标准陶瓷闭合件重叠附加的量。另一种方式是在薄膜处理期间在元件上方镀覆或沉积薄膜闭合体。例如，可在模块上形成硬质材料(诸如铁锈或镍铁合金(例如45/55))的薄膜闭合件。
在厚度减小的陶瓷或薄膜闭合件334、336或外部模块302、306上没有闭合件的情况下，写入至读取(write-to-read)间隙间距可减小至小于约1mm，例如约0.75mm，或比常用的线性带开放(LTO)带头间距小50％。模块302、304、306之间的开放空间仍然可以被设置为近似0.5至0.6mm，这在一些方法中对于稳定第二模块304上的带运动是理想的。
取决于带张力和刚度，可能希望使外部模块的带支承表面相对于第二模块的带支承表面成角度。图6示出了其中模块302、304、306正切或近似正切(成角度的)配置的方法。具体地，外部模块302、306的带支承表面以第二模块304的所希望的包角α2大致平行于该带。换言之，这些外部模块302、306的带支承表面308、312的平面以带315相对于第二模块304的大约所希望的包角α2定向。在该方法中，带也将从拖尾模块306弹出，从而减少拖尾模块306中的元件上的磨损。这些方法对于写入-读取-写入应用是特别有用的。这些方法的另外的方面与以上给出的那些相似。
通常，带包角可以设定在图5和图6中所示的方法之间的大约中间。
图7示出了其中模块302、304、306处于外包配置中的方法。具体地，当相对于第二模块304设定在所希望的包角α2时，这些外部模块302、306的带支承表面308、312比带315的角度略微更大。在该方法中，带不从拖尾模块弹出，允许其用于写入或读取。因此，前导模块和中间模块都可以执行读取和/或写入功能，而拖尾模块可以读取任何刚才写入的数据。因此，这些方法对于写入-读取-写入、读取-写入-读取和写入-写入-读取应用是优选的。在后一方法中，闭合件应比带顶盖宽以确保读取能力。较宽的闭合件可能需要较宽的间隙至间隙分离。因此，优选方法具有写入-读取-写入配置，该配置可使用缩短的闭合件，从而允许更近的间隙至间隙分离。
图6和图7中所示的方法的其他方面与以上给出的那些相似。
32通道版本的多模块带头126可以使用具有与当前16通道背负LTO模块相同或更小节距(pitch)上的引线的电缆350，或者可替换地，模块上的连接可以是风琴键盘式(organ-keyboarded)，以减少50％的电缆跨度。以上-以下(over-under)，写入对非屏蔽电缆可以用于写入器，其可以具有集成的伺服读取器。
这些外包角α1可以在驱动器中设定，诸如通过本领域已知的任何类型的引导件，诸如可调节的滚轮、滑动件等，或者可替代地通过与头成一体的外伸支架。例如，可以使用具有偏移轴线的滚轮来设定包角。该偏移轴线产生旋转的轨道弧，从而允许该包角α1的精确对准。
为了组装上述任何一个方法，可以使用传统的u形梁组件。因此，相对于先前代的头，可保持或者甚至减少所得的头的体量。在其他方法中，模块可以被构造为单一主体。拥有本教导的本领域技术人员将理解，制造这种头的其他已知方法可适用于构造这种头。此外，如本领域技术人员在阅读本披露时将变得清楚的是，除非另外指明，本领域已知的类型的工艺和材料可以被适配成符合在此的教导内容的不同方法中使用。
当带在模块上运行时，优选地，带足够靠近模块上的磁换能器通过，从而高效地执行读取和/或写入，例如，以低错误率。根据一些方法，带隆起可用于确保带足够靠近具有磁换能器的模块的部分通过。为了更好地理解这个过程，图8A至图8C示出了带隆起的原理。图8A示出了具有在相对边缘804、806之间延伸的上带承载表面802的模块800。示出了围绕边缘804、806缠绕的固定带808。如图所示，带808的弯曲刚度将带提升离开带承载表面802。带张力倾向于使带轮廓变平，如图8A所示。在带张力最小的情况下，带的弯曲比所示的更加抛物线。
图8B描绘了处于运动中的带808。前导边缘(即，带在移动时遇到的第一边缘)可以用于从带刮削空气，从而在带808和带承载表面802之间产生低于空气的空气压力。在图8B中，当带从左向右移动时，前导边缘是左边缘并且右边缘是拖尾边缘。因此，带上方的大气压力促使带朝向带承载表面802，从而产生靠近每个边缘的带隆起。带弯曲刚度抵抗大气压力的影响，从而导致带靠近前导边缘和拖尾边缘隆起。建模预测两个隆起在形状上非常相似。
图8C描绘了即使当拖尾引导件810定位在带承载表面的平面上方时，亚正压力如何朝向带承载表面802推动带808。
因此，当带通过模块时，可以使用带隆起来引导带的路径。如前所述，带隆起可以用于确保带足够靠近具有磁换能器的模块的部分通过，优选地使得读取和/或写入例如以低错误率有效地执行。
磁带可被存储在带盒中，带盒又被存储在数据存储库内的存储槽等处。带盒可以被存储在库中，使得它们对于物理检索是可访问的。除了磁带和带盒之外，数据存储库还可以包括将数据存储到磁带和/或从磁带检索数据的数据存储驱动器。此外，带库及其中所包括的组件可以实现使得能够访问带和存储在带上的数据的文件系统。
文件系统可以用于控制如何将数据存储在存储器中和从存储器中检索。由此，文件系统可以包括操作系统用来跟踪存储器中的文件的过程和数据结构，例如，文件在存储器中被组织的方式。线性带文件系统(LTFS)是可在给定库中实现以使得能够访问兼容带的文件系统的示例性格式。应了解，本文中的不同方法可用广泛范围的文件系统格式来实施，包括例如IBM光谱档案库版本(LTFSLE)。然而，为了提供上下文且单独地帮助读取器，可参考LTFS(其为文件系统格式的类型)来描述以下方法中的一些方法。这仅是通过举例的方式完成的，并且不应当被认为是对在权利要求中限定的本发明的限制。
可以通过将带盒插入到带驱动器中来“加载(load)”带盒，并且可以通过从带驱动器移除带盒来“卸载(unloaded)”带盒。一旦加载到磁带驱动器中，盒中的带可以通过从带盒物理拉动带(磁记录部分)并且将其通过带驱动器的磁头上方而“穿线(thread)”通过驱动器。此外，带可以附接在收取盘片上(例如，参见以上图1A的121)以在磁头上移动带。
一旦在带驱动器中穿线，可通过读取带上的元数据且将带引入LTFS能够将带用作文件系统的组成组件的状态来“安装(mount)”盒中的带。此外，为了“解安装(unmount)”磁带，优选地首先在带上写入元数据(例如，作为索引)，在此之后，可从允许LTFS使用带作为文件系统的组成组件的状态移除带。最后，为了“松脱(unthread)”该带，该带未附接到该收取盘片上并且再次被物理地放回带盒的内部。即使在带已经松脱之后，例如等待另一读取和/或写入请求，该盒也可以保持加载到带驱动器中。然而，在其他情况下，带盒可以在带被松脱时从带驱动器卸载，例如如上所述。
磁带是顺序访问介质。由此，通过在先前写入的数据末端附加该数据来向该带写入新数据。因此，当数据被记录在仅具有一个分区的带中时，元数据(例如，分配信息)随着其频繁地更新而被连续地附加到先前写入的数据的末端并且相应地被重写到带。结果，当首先安装带以便访问对应于带的元数据的最新副本时，读取最后面的信息。然而，这在安装给定带的过程中引入相当大量的延迟。
为了克服由单个分区带介质引起的这种延迟，LTFS格式包括被分成两个分区的带，两个分区包括索引分区和数据分区。索引分区可以被配置为记录元数据(元信息)，例如，诸如文件分配信息(索引)，而数据分区可以被配置为记录数据的主体，例如，数据本身。
参见图9，根据一个方法示出了具有索引分区902和数据分区904的磁带900。如图所示，数据文件和索引存储在带上。如本领域技术人员在阅读本说明书时将了解，LTFS格式允许在磁带906的开始处将索引信息记录在索引分区902中。
当索引信息被更新时，它优选地重写索引信息的先前版本，从而允许在索引分区中的带的开始处访问当前更新的索引信息。根据图9中所示的具体实例，元数据索引3的最新版本在带906的开始处记录在索引分区902中。相反，元数据索引1、索引2、索引3的所有三个版本以及数据文件A、文件B、文件C、文件D被记录在磁带的数据分区904中。虽然索引1和索引2是旧的(例如，过时的)索引，但是由于如上所述通过将信息附加到先前写入的数据的末端来将信息写入到磁带，所以这些旧的索引索引1、索引2保持存储在数据分区904中的磁带900上而不被覆写。
可根据所要方法相同或不同地更新索引分区902和/或数据分区904中的元数据。根据一些方法，可响应于带解安装而更新索引和/或数据分区902、904的元数据，例如，使得当再次安装该带时，可从索引分区快速读取索引。元数据优选地还被写入到数据分区904中，因此带可使用记录在数据分区904中的元数据来安装，例如作为备份选项。
根据决不意欲限制本发明之一实例，LTFS LE可用于提供在用户显式指示系统这样做时或在由可由用户设定的预定时期指定的时间(例如，使得可减轻在突然电力停止的情况下的数据丢失)将索引写入数据分区中的功能性。
虽然基于磁记录带的存储迄今为止是用于存储大量数据的最便宜的解决方案，如上所述，但是当前基于带的存储系统的一个特定缺点是在接收对数据的请求和从磁带返回实际数据之间的相对较长的延迟。此延迟部分地归因于带的性质。通常，对数据的请求被引导到存储在带库中的带中。当接收到对数据的请求时，通常将具有带有数据的带的盒从存储装置移动到可用驱动器，在该可用驱动器上将盒加载到驱动器中，安装带，然后将带索引到数据的位置。如上所述，这至多需要几十秒。通过比较，典型的硬盘驱动器具有大约15秒的加速旋转时间和5至10毫秒的随机访问型查找时间。
本发明的不同方法包括一种装置，该装置能够在基于盒的带库系统通常需要的一部分时间内提供对带上的数据的请求，同时保持经济可行性。该速度部分地通过在带卷轴对的阵列上操作来实现，每个带卷轴对在其上具有磁记录带。磁头选择性地与具有带有所请求的数据的带的带卷轴对对准。因为卷轴不在盒中，而是保持存在于装置中，所以消除了典型的盒加载时间。此外，因为查找时间可以随着带的长度而增加，所以每个带卷轴对优选地具有被选择以提供期望的平均查找时间的带长度。最后，因为单个头可以服务于多个带卷轴对，并且优选地服务于所有带卷轴对，所以部署成本以每单位存储成本为基础远低于基于盘的存储和固态存储。
图10和图11描绘了根据一个方法的装置1000。作为选择，本装置1000可以结合来自本文列出的任何其他方法的特征来实现，诸如参考其他附图描述的那些。然而，当然，这样的装置1000和在此呈现的其他装置可以用于不同应用和/或在可以或可以不在此列出的说明性方法中具体描述的置换中。进一步，本文呈现的装置1000可以在任何期望的环境中使用。
如图10和图11所示，装置1000包括被配置为接收多个带卷轴对1004的接收区域1002。图10描绘了在接收区域1002中不具有带卷轴对的装置备1000。图11描绘了没有带卷轴对1004的装置1000。继续参考图10和图11，驱动机构1006被配置为选择性地驱动带卷轴对1004。磁头1008配置为对带卷轴对1004的磁记录带1007执行数据操作。定位机构1010被配置为选择性地将磁头对准带卷轴对1004中的选择的一个带卷轴对，使得可以执行数据操作。接合机构1012被配置为在磁头1008和带卷轴对1004中的选择的一个带卷轴对的磁记录带1007之间产生相对运动，以便接合磁记录带1007与磁头1008。
接收区域1002可以具有任何期望的和/或实际的尺寸。通常，它应该足够大以容纳期望数量的带卷轴对1004，带卷轴对1004可在装置1000中在给定时间使用。在一些方法中，接收区域1002可以由装置1000的壳体1014的内部限定。接收区域1002可以被闭合、在顶部打开、经由壳体1014中的舱口可访问等。在一些方面中，带卷轴对1004被安装到接收区域1002中，并且因此不容易拆卸。在所描绘的方法中，轮轴(axle)1016、1018延伸穿过用于支撑卷轴的卷轴的相应行。
在其他方面，带卷轴对1004可以容易地从接收区域1002移除。
参考图11，每个带卷轴对1004包括其上具有磁记录带1007的一对卷轴1004a、1004b。任何长度的带1007可以用于不同方法中，只要它装配在每个卷轴上。然而，给定带1007的最大查找时间与其最大长度成比例，例如，最长查找时间在带1007完全缠绕到一个卷轴上时发生，并且一旦带1007几乎完全缠绕到另一个卷轴上期望的数据就可访问。因而，优选地选择带1007的长度以提供期望的平均或最大查找时间。作为示例，假设12米/秒的查找速率，360米长的带1007应当提供约15秒的平均查找时间，以在带1007上的任何地方访问单个数据对象。
类似地，带1007可以具有任何期望的宽度。一般而言，较宽的磁带1007可以容纳更多数据轨道，并且因此应当能够每单位或带长度存储更多数据。标准LTO带目前是半英寸宽。在一些方法中可以使用此类带1007。在其他方法中，带1007可以更宽(例如，约1英寸宽、约2英寸宽、约4英寸宽等)或更窄(例如，约1/3英寸宽、1/4英寸宽等)。
带1007可以具有任何类型的格式化。在优选方案中，带1007是LTO兼容的。
带卷轴对1004由驱动机构1006驱动。任何合适类型的驱动机构1006可用于各个方面，包括适于与根据本文的教导的装置1000一起使用的已知类型的驱动机构1006。下文呈现不同示例性驱动机构1006。如同本文所呈现的任何说明性或示例性组件一样，这仅是通过举例的方式完成的，而不旨在以任何方式进行限制。
在一个方法中，驱动机构1006同时驱动所有卷轴。然而，由于其上具有带1007的卷轴的惯性，这样的配置不是优选的。相反，在优选方法中，驱动机构1006被配置为一次驱动不多于三个带卷轴对1004，并且更优选地一次驱动不多于两个带卷轴对1004，并且理想地一次驱动不多于一个带卷轴对1004。这减少了待驱动的总体量，从而由于相对于驱动装置1000的一侧上的所有卷轴1004a、1004b的较低惯性而节省功率，提高了响应时间等。
在大多数方法中，当每个卷轴1004a、1004b的相对旋转速度随着带1007在给定的卷轴对1004中的卷轴1004a、1004b之间移动而变化时，驱动机构1006独立地驱动卷轴对1004的卷轴1004a、1004b。因此，驱动机构1006优选地包括耦接至相关联的驱动组件上的至少两个马达1015。马达1015可使用与已知带驱动器中使用的类似算法来控制。
此外，虽然在大多数方法中，驱动卷轴1004a、1004b的驱动组件可以是相似或相同的类型，但是在其他方法中，可以一起使用不同的驱动组件，例如，一组卷轴1004a、1004b可以由公共轮轴1016、1018驱动，同时协作卷轴1004a、1004b中的每个可以由单独的马达1015驱动。
在图10中所示的示例性方法中，驱动机构1006使延伸通过卷轴1004a、1004b的相应的行的轮轴1016、1018旋转。如上所述，轮轴1016、1018可以一次驱动所有、多个或一个卷轴1004a、1004b。
在一个方法中，轮轴1016、1018可以包括多个区段，每个区段独立地可驱动用于旋转耦接到其上的一个或多个卷轴1004a、1004b。例如，每个轴可以被耦接到独特的轮轴区段上。在另一方面，两个、三个或更多个卷轴1004a、1004b耦接至独特轮轴区段。每个轮轴区段可以是选择性地、独立地可驱动的，例如，使用离合器、使用专用于每个轮轴区段的马达、通过定位马达来驱动轮轴区段等。
可以包括已知类型的离合器1020，用于将每个轮轴1016、1018接合至卷轴1004a、1004b中的选择的相应一个(或多个)。因此，当离合器1020接合时，仅期望的(一个或多个)卷轴1004a、1004b与轮轴1016一起旋转。在一些方法中，可以为每个卷轴1004a、1004b提供唯一的离合器1020。在其他方案中，离合器1020可以被移动以引起轮轴1016、1018与所关注的卷轴1004a、1004b的接合。
此外，任何类型的锁定机构，例如制动器、齿轮等，可以与当前没有被操作的卷轴1004a、1004b接合，以防止卷轴1004a、1004b的旋转。
图12描绘了根据一个方法的装置1000。作为选择，本装置1000可以结合来自本文列出的任何其他方法的特征来实现，诸如参考其他附图描述的那些。然而，当然，这样的装置1000和在此呈现的其他装置可以用于不同应用和/或在可以或可以不在此列出的说明性方法中具体描述的置换中。进一步，本文呈现的装置1000可以在任何期望的环境中使用。
参考图12，装置1000包括具有多个马达1015的驱动机构，每个马达1015在其中心处耦接到带卷轴对1004的卷轴1004a、1004b中的相应一个。在一个方面中，每个卷轴1004a、1004b具有专用马达1015。在另一个方面，一个马达1015可以将卷轴1004a、1004b的子集(例如，两个或三个相邻的卷轴1004a、1004b)驱动到一起。
图13A描绘了根据一个方法的装置1000。作为选择，本装置1000可以结合来自本文列出的任何其他方法的特征来实现，诸如参考其他附图描述的那些。然而，当然，这样的装置1000和在此呈现的其他装置可以用于不同应用和/或在可以或可以不在此列出的说明性方法中具体描述的置换中。进一步，本文呈现的装置1000可以在任何期望的环境中使用。
参考图13A，装置1000包括具有多个马达1015的驱动机构1006，每个马达1015耦接到卷轴对1004的卷轴1004a、1004b中的相应一个。在一个方面中，每个卷轴1004a、1004b具有专用马达1015。在另一个方面，一个马达1015可以将卷轴1004a、1004b的子集(例如，两个或三个相邻的卷轴1004a、1004b)驱动到一起。
图13B描绘了根据一个方法的装置1000。作为选择，本装置1000可以结合来自本文列出的任何其他方法的特征来实现，诸如参考其他附图描述的那些。然而，当然，这样的装置1000和在此呈现的其他装置可以用于不同应用和/或在可以或可以不在此列出的说明性方法中具体描述的置换中。进一步，本文呈现的装置1000可以在任何期望的环境中使用。
参考图13B，装置1000包括驱动机构1006，对于每个卷轴1004a、1004b的行，该驱动机构1006具有由驱动轮轴1026驱动的驱动轮1024。驱动轮1024可以具有任何类型的构造，诸如有齿的轮(齿轮)、经由摩擦接合与卷轴1004a、1004b接合的橡胶边缘的轮等。在一个方面，驱动轮1024沿着驱动轮轴1026可选择性地定位。定位器1028移动驱动轮1024以使驱动轮1024与感兴趣的卷轴1004a、1004b对准。示出了具有U形齿轮接合件的皮带驱动定位器1028，但是可以使用任何其他类型的定位器。
如现在应当清楚的是，可以在装置1000中采用许多其他类型的驱动机构1006而不偏离本发明的范围。
磁头1008可具有常规设计，诸如具有读取和/或写入模块等的磁头。同样地，用于适当头1008定位和操作的附加常规组件可以被包括在装置1000中，诸如粗糙和精细致动器、布线、伺服和数据处理电路等。
此外，在不同方法中，可以存在多个头1008和相关联的硬件/电路，从而实现同时执行多个数据操作。在一个方面，头1008的数量可以等于带卷轴对1004的数量，如图13C所示。在一些方法中，头可以共享数据通道和/或其他电子器件。在其他方法中，头1008可以具有专用数据通道和/或其他电子器件。
定位机构1010被配置为选择性地将磁头1008对准带卷轴对1004中的选择的一个，使得可以执行数据操作。可以使用任何合适类型的定位机构1010，包括适于与根据本文的教导的装置1000一起使用的已知类型的定位机构1010。
在一个示例性方法中，定位机构1010包括磁头1008可沿其定位的任何类型的引导件。示例性引导件包括但不限于磁头1008沿其滑动的轨道、磁头1008沿其滑动或滚动的凹槽、磁头1008沿其滑动或滚动的轨道等。可以使用任何类型的定位方案来沿着引导件移动磁头1008。在一种方法中，蜗杆螺钉(worm screw)被配置为沿引导件移动磁头1008。在另一方法中，定位机构1010包括耦接至磁头1008的皮带(belt)。如本领域技术人员在阅读本披露时将变得清楚的是，定位机构1010(诸如在喷墨打印机中用来例如沿着引导件移动打印头的那些)可以被适配成用于定位磁头1008。图13B描绘例如皮带驱动定位机构1010。
如现在应当清楚的，可以在装置1000中采用许多其他类型的定位机构1010，而不脱离本发明的范围。
接合机构1012被配置为在磁头1008和带卷轴对1004中的选择的一个的磁记录带1007之间产生相对运动，以便将磁记录带1007与磁头1008接合。可以使用任何合适类型的接合机构1012，包括适于与根据本文的教导的装置1000一起使用的已知类型的接合机构1012。
图14A和图14B描绘了根据一个方法的装置1000。作为选择，本装置1000可以结合来自本文列出的任何其他方法的特征来实现，诸如参考其他附图描述的那些。然而，当然，这样的装置1000和在此呈现的其他装置可以用于不同应用和/或在可以或可以不在此列出的说明性方法中具体描述的置换中。进一步，本文呈现的装置1000可以在任何期望的环境中使用。
参考图14A和图14B，接合机构1012被配置为朝向磁记录带1007移动磁头1008。例如，致动器可以用于将磁头1008平移成与在卷轴1004a、1004b之间延伸的带1007接合。
图14C和图14D描绘了根据一个方法的装置1000。作为选择，本装置1000可以结合来自本文列出的任何其他方法的特征来实现，诸如参考其他附图描述的那些。然而，当然，这样的装置1000和在此呈现的其他装置可以用于不同应用和/或在可以或可以不在此列出的说明性方法中具体描述的置换中。进一步，本文呈现的装置1000可以在任何期望的环境中使用。
参考图14C和图14D，接合机构1012被配置为朝向磁记录带1007移动磁头1008。例如，定位机构1010或其他机构可以用于使磁头1008枢转(pivot)成与在卷轴1004a、1004b之间延伸的带1007接合。
图15A和图15B描绘了根据一个方法的装置1000。作为选择，本装置1000可以结合来自本文列出的任何其他方法的特征来实现，诸如参考其他附图描述的那些。然而，当然，这样的装置1000和在此呈现的其他装置可以用于不同应用和/或在可以或可以不在此列出的说明性方法中具体描述的置换中。进一步，本文呈现的装置1000可以在任何期望的环境中使用。
参考图15A和图15B，所描绘的接合机构1012被配置为将磁记录带1007朝向磁头1008移动以使带1007与磁头1008接合。在从图15A到图15B的转变中所示的方法中，一个带引导件从缩回位置(图15A)移动到部署的位置(图15B)，从而将带1007提升到与磁头1008接合。缩回的位置允许磁头1008移动通过带1007，例如到相邻带1007。可以使用致动器来移动带引导件。在另一个方法中，两个带引导件都可以被重新定位。
如现在应当清楚的，可以在装置1000中采用许多其他类型的接合机构1012，而不偏离本发明的范围。
图15A和图15B描绘了根据一个方法的装置1000。作为选择，本装置1000可以结合来自本文列出的任何其他方法的特征来实现，诸如参考其他附图描述的那些。然而，当然，这样的装置1000和在此呈现的其他装置可以用于不同应用和/或在可以或可以不在此列出的说明性方法中具体描述的置换中。进一步，本文呈现的装置1000可以在任何期望的环境中使用。
图16描绘了根据一个方法的装置1000。作为选择，本装置1000可以结合来自本文列出的任何其他方法的特征来实现，诸如参考其他附图描述的那些。然而，当然，这样的装置1000和在此呈现的其他装置可以用于不同应用和/或在可以或可以不在此列出的说明性方法中具体描述的置换中。进一步，本文呈现的装置1000可以在任何期望的环境中使用。
如图所示，每个带卷轴对1004耦接到可移除安装件1030，该可移除安装件可选择性地插入接收区域1002中。这种方法允许更容易地从壳体1014插入和移除带卷轴对1004。
安装件1030被配置为在其上支撑至少一个带卷轴对1004。如图所示，每个安装件1030上具有一个带卷轴对1004。在一些方面中，每个安装件1030可以在其上具有两个带卷轴对1004，例如，在板的每一侧上具有一个带卷轴对1004。带卷轴对1004可以永久地安装在安装件1030上，或者安装件1030可以被配置为允许带卷轴对1004选择性地附接到其上并且带卷轴1004选择性地从其分离。可以使用用于永久或可拆卸安装的任何已知的耦接机构。
装置1000可具有如本文其他各处所述的其他特征，诸如接合机构1012、驱动机构1006等。例如，驱动机构1006可以包括延伸穿过每行带卷轴的轮轴和耦接到轮轴的驱动马达。在另一方面中，驱动机构1006可以包括单独的马达、可定位的马达(例如，使用皮带、蜗杆螺钉等可定位的)等，其驱动单独的卷轴或卷轴的较小组。
还如图16所示，定位机构1010包括引导件，磁头1008可沿引导件定位，以使磁头1008与感兴趣的带1007对准。蜗杆螺钉可用于沿着引导件移动磁头1008。在其他方法中，定位机构1010可具有本文所述的任何其他配置。例如，定位机构1010可包括耦接到磁头1008的皮带，例如用于沿着引导件移动磁头1008。
图17A示出了根据一个方面的可移除安装件1030的详细视图。可提供凹口1032以允许磁头1008由此通过。在其他方法中，可以不存在凹口。在任何方法中，可以存在接合机构1012来将带1007提升到磁头1008和/或将头1008降低到带1007。
图17B描绘了根据另一方法的可移除安装件1030。在所示出的方法中，安装件1030包括被配置为选择性地驱动带卷轴对1004的驱动机构1006。如图所示，驱动机构1006包括多个马达，每个马达例如经由皮带、齿轮、轮等直接耦接到带卷轴对1004的卷轴中的相应一个卷轴上。在优选方法中，驱动机构1006是直接驱动机构，由此马达与安装件1030形成一体，以直接驱动相应的卷轴1004a、1004b。
在一些方法中，每个安装件1030包括接合机构1012。接合机构1012可以具有任何所希望的配置。例如，参见图15A至图15B以获得一个可能的接合机构1012的示例性操作，在图15A至图15B所示的方面，该接合机构选择性地将磁记录带1007朝向磁头1008移动。
在又一方法中，如图17C所示，每个安装件1030可以包括磁头1008和相关联的致动器、电缆等。
参见图10至图17C，根据本文中所描述的任何方法的装置1000优选地包括控制器1034，控制器1034执行以下功能中的一个或多个：控制装置组件中的一个或多个的操作、维持带1007上的数据的索引、服务读取请求、选择带1007中的一个用于服务写入请求等。控制器1034可机载在装置1000上、在装置1000外部等。例如，机载控制器1034可以被电耦接到不同装置组件中的每上并且被编程以提供所希望的装置功能性。
装置1000和/或控制器1034可以被配置为用于与现有存储软件、存储控制器等一起运行。例如，装置1000可以被配置为对主机和/或存储控制器表现为常规数据存储驱动器，从而使得装置1000能够与现有存储软件一起使用。可以使用适于该目的的已知技术。
装置1000本身可以被定尺寸为用于安装在计算机机架中，或者安装在任何其他环境、外壳等中。
可提供装置1000的阵列来协同工作，由此提供能够以与当前基于盘的数据存储系统竞争的查找时间来存储大量数据的系统。因而，并入装置1000的阵列的此类系统可用于云存储、企业级存储等。现在拥有此处的教导的本领域技术人员将理解，已知的数据存储系统控制和接口技术可适于与这样的多装置系统一起使用和/或对这样的多装置系统进行控制。
现在参考图18，示出了根据一个方法的方法1800的流程图。方法1800可根据本发明在各个方法中在图1图17C中描绘的任何环境中执行。当然，如本领域技术人员在阅读本说明书时将理解的，方法1800中可包括比图18中具体描述的操作更多或更少的操作。
方法1800的步骤中的每一个可由操作环境的任何合适的组件执行。例如，在不同方法中，方法1800可以由装置1000和/或控制器1034或其中具有一个或多个处理器的一些其他设备来部分地或完全地执行。处理器(例如，以硬件和/或软件实现并且优选地具有至少一个硬件组件的(一个或多个)处理电路、(一个或多个)芯片、和/或(一个或多个)模块)可以在任何设备中用于执行方法1800的一个或多个步骤。说明性处理器包括但不限于中央处理单元(CPU)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等、其组合、或本领域已知的任何其他合适的计算设备。
如图18所示，方法1800包括操作1802，其中指示定位机构1010选择性地将磁头1008对准装置1000的接收区域1002中的多个带卷轴对1004中的选择的一个。定位机构1010可以包括在以上参考图10至图17C的示例性方法中描述的任何特征。
在操作1804中，指示接合机构1012在磁头1008和带卷轴对1004中的选择的一个的磁记录带1007之间产生相对运动，以便将磁记录带1007与磁头1008接合。接合机构1012可包括在以上参照图10至图17C的示例性方法中描述的任何特征。
在操作1806中，指示驱动机构1006驱动选择的带卷轴对1004。驱动机构1006可包括马达1015，例如，如上文参照图10至图17C的示例性方法中所述。在一个方法中，指示驱动机构1006驱动选择的带卷轴对1004包括指示耦接到选择的带卷轴对1004的一对驱动马达1015驱动选择的带卷轴对1004。
在一些方面中，操作1806可以包括使得离合器1020将驱动机构1006接合到选择的带卷轴对1004的卷轴1004a、1004b。
在操作1808中，使磁头1008对选择的带卷轴对1004的磁记录带1007执行数据操作(例如，读取和/或写入)，例如，以与常规带驱动器中使用的类似的方式。
现在参考图19，示出了根据一个方法的方法1900的流程图。方法1900可以在图1至图18中描绘的任何环境中根据本发明以各个方式执行。当然，如本领域技术人员在阅读本说明书时将理解的，方法1900中可以包括比图19中具体描述的操作更多或更少的操作。
方法1900的每个步骤可以由操作环境的任何合适的组件来执行。例如，在不同方案中，方法1900可以由装置1000和/或控制器1034或其中具有一个或多个处理器的一些其他设备来部分地或完全地执行。处理器(例如，以硬件和/或软件实现并且优选地具有至少一个硬件组件的(一个或多个)处理电路、(一个或多个)芯片、和/或(一个或多个)模块)可以在任何设备中用于执行方法1900的一个或多个步骤。说明性处理器包括但不限于CPU、ASIC、FPGA等、其组合、或本领域已知的任何其他合适的计算设备。
在操作1902中，指示驱动机构1006驱动选择的带卷轴对1004。驱动机构1006可包括马达1015、离合器等，例如，如上文的示例性方法中所述。
在操作1904中，使磁头1008对选择的带卷轴对1004的磁记录带1007执行数据操作(例如，读取和/或写入)，例如，以与常规带驱动器中使用的类似的方式。
在操作1906中，指示驱动机构1006驱动第二带卷轴对1004，以便在正在执行数据操作的同时对第二带卷轴对1004执行第二操作。第二操作可以是由常规带驱动器执行的任何类型的操作。第二操作的示例包括但不限于带卷轴刷新操作，其中带以低张力从一个卷轴传送到另一个；查找操作以将第二带卷轴的带移动到将执行读取和/或写入操作的近似位置，等等。
可以针对多个带卷轴对1004执行操作1906。
现在参考图20，示出了根据一个方法的方法2000的流程图。方法2000可根据本发明在各个方法中在图1-19中描绘的任何环境中执行。当然，如本领域技术人员在阅读本说明书时将理解的，方法2000中可包括比图20中具体描述的操作更多或更少的操作。
方法2000的每个步骤可由操作环境的任何合适的组件来执行。例如，在不同方法中，方法2000可以部分地或全部地由装置1000和/或控制器1034或其中具有一个或多个处理器的某个其他设备来执行。处理器(例如，以硬件和/或软件实施且优选具有至少一个硬件组件的(一个或多个)处理电路、(一个或多个)芯片和/或(一个或多个)模块)可用于任何设备中以执行方法2000的一或多个步骤。说明性处理器包括但不限于CPU、ASIC、FPGA等、其组合、或本领域已知的任何其他合适的计算设备。
在操作2002中，对选择的带卷轴对1004的磁记录带1007执行写入操作，例如，以与常规磁驱动器中使用的方式类似的方式。
在操作2004中，写入的数据被镜像到另一带卷轴对，由此提供冗余。原始数据可以被写入到另一带卷轴对，和/或实现冗余的任何其他数据，例如奇偶校验数据、纠错码数据等。
现在参考图21，示出了根据一个方法的方法2100的流程图。方法2100可根据本发明在各个方法中在图1-19中描绘的任何环境中执行。当然，如本领域技术人员在阅读本说明书时将理解的，方法2100中可包括比图21中具体描述的操作更多或更少的操作。
方法2100的每个步骤可以由操作环境的任何合适的组件来执行。例如，在不同方法中，方法2100可以部分地或完全由装置1000和/或控制器1034或其中具有一个或多个处理器的一些其他设备来执行。处理器(例如，以硬件和/或软件实现并且优选地具有至少一个硬件组件的(一个或多个)处理电路、(一个或多个)芯片、和/或(一个或多个)模块)可以在任何设备中用于执行方法2100的一个或多个步骤。说明性处理器包括但不限于CPU、ASIC、FPGA等、其组合、或本领域已知的任何其他合适的计算设备。
在操作2102中，接收从第一带卷轴对1004的磁记录带1007读取数据的请求。在一个方法中，数据的副本也被存储(镜像)在第二带卷轴对的磁记录带1007上。在另一方法中，跨多个带卷轴对存储所请求的数据的一部分。
在操作2104中，例如以类似于在常规带驱动器中使用的方式从选择的带卷轴对读取数据的一部分。
在操作2106中，在执行操作2104的同时，将第二带卷轴对的磁记录带1007定位到所请求的数据的另一部分的近似开始位置。
在操作2108中，从第二带卷轴对的磁记录带1007读取所请求的数据的其他部分，例如以与常规带驱动器中使用的类似的方式。在设备中仅存在一个磁头的情况下，该头可以移动到第二带卷轴对以从其读取数据。
该方法2100提供速度优势，其中所请求的数据例如由于以仅附加模式的写入而沿磁带分布在多个部分中，以及跨多个带展开。通过在检索数据的第一部分的同时定位第二带卷轴对的磁记录带，可以比例如将第一带卷轴对的磁记录带缠绕到数据的下一部分的近似位置或者等待索引第二带卷轴对直到头可用更快地访问数据的第二部分。
本发明可以是任何可能的技术细节集成度的系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可包括其上具有用于使处理器执行本发明的各方面的计算机可读程序指令的计算机可读存储介质(或多个介质)。
计算机可读存储媒体可为可保留和存储供指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质可以是，例如但不限于，电子存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备、或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体示例的非穷尽列表包括以下各项：便携式计算机盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机访问存储器(SRAM)、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、数字通用盘(DVD)、记忆棒、软盘、诸如穿孔卡的机械编码设备或具有记录在其上的指令的槽中的凸出结构、以及上述各项的任何合适的组合。如本文所使用的计算机可读存储媒体不应被解释为暂时性信号本身，例如无线电波或其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒体传播的电磁波(例如，穿过光纤电缆的光脉冲)或通过电线发射的电信号。
本文中所描述的计算机可读程序指令可以经由网络(例如，互联网、局域网、广域网和/或无线网络)从计算机可读存储介质下载到相应的计算/处理设备，或者下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光传输纤维、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配器卡或网络接口接收来自网络的计算机可读程序指令，并转发计算机可读程序指令以存储在相应计算/处理设备内的计算机可读存储介质中。
用于执行本发明的操作的计算机可读程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、集成电路的配置数据、或以一种或多种程序设计语言的任何组合编写的源代码或目标代码，这些程序设计语言包括面向对象的程序设计语言(诸如Smalltalk、C++等)和过程程序设计语言(诸如“C”程序设计语言或类似程序设计语言)。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分在用户计算机上执行、作为独立软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行或者完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))连接至用户计算机，或者可连接至外部计算机(例如，使用互联网服务提供商通过互联网)。在一些实施例中，包括例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)的电子电路可以通过利用计算机可读程序指令的状态信息来使电子电路个性化来执行计算机可读程序指令，以便执行本发明的各方面。
在此参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述本发明的各方面。应当理解，流程图和/或框图的每个框以及流程图和/或框图中各框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可被提供给计算机或其他可编程数据处理装置的处理器以产生机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令创建用于实现在流程图和/或框图的或多个框中指定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置、和/或其他设备以特定方式工作，从而，其中存储有指令的计算机可读存储介质包括包含实现流程图和/或框图中的或多个框中规定的功能/动作的方面的指令的制造品。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其他可编程数据处理装置、或其他设备上，使得在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的处理，使得在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的或多个框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图示出了根据本发明的不同实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现方式的架构、功能和操作。对此，流程图或框图中的每个框可表示指令的模块、段或部分，其包括用于实现指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令。在一些替代实现中，框中标注的功能可以不按照图中标注的顺序发生。例如，连续示出的两个框实际上可以作为一个步骤完成，同时、基本上同时、以部分或完全时间上重叠的方式执行，或者框有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个框、以及框图和/或流程图中的框的组合，可以用执行规定的功能或动作或执行专用硬件与计算机指令的组合的专用的基于硬件的系统来实现。
此外，根据不同方法的系统可包括处理器和与处理器集成和/或可由处理器执行的逻辑，该逻辑被配置为执行本文所述的处理步骤中的一个或多个。处理器可以具有如本文中所描述的任何配置，诸如包括许多组件(诸如处理硬件、存储器、I/O接口等)的离散处理器或处理电路。通过与其集成，意味着处理器具有嵌入在其中的作为硬件逻辑的逻辑，诸如专用集成电路(ASIC)、FPGA等。处理器可执行的意思是逻辑是硬件逻辑；软件逻辑，诸如固件、操作系统的一部分、应用程序的一部分；等等，或硬件和软件逻辑的一些组合，所述硬件和软件逻辑可由处理器访问并且被配置为使处理器在由处理器执行时执行一些功能。软件逻辑可以存储在任何存储器类型的本地和/或远程存储器上，如本领域中已知的。可以使用本领域已知的任何处理器，诸如软件处理器模块和/或硬件处理器，诸如ASIC、FPGA、中央处理单元(CPU)、集成电路(IC)、图形处理单元(GPU)等。
将清楚的是，前述系统和/或方法的不同特征可以以任何方式进行组合，从而从以上呈现的描述中创建多个组合。
还应当理解，本发明的各个方面可以以代表客户部署的服务的形式来提供，以按需提供服务。
已经出于说明的目的呈现了本发明的各个方面的描述，但并不旨在是详尽的或限于所公开的方法。在不脱离所描述方法的范围的情况下，许多修改和变化对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。本文使用的术语被选择来最好地解释方法的原理、实际应用或对在市场中发现的技术的技术改进，或者使得本领域的其他普通技术人员能够理解本文公开的方法。

Claims (21)

1.一种装置，包括：
接收区域，所述接收区域被配置为接收多个安装件，每个安装件被配置为在其上支撑至少一个带卷轴对；
磁头，所述磁头被配置为对所述带卷轴对的磁记录带执行数据操作；
定位机构，所述定位机构被配置为选择性地将所述磁头对准所述带卷轴对中的选择的一个；以及
接合机构，所述接合机构被配置为在所述磁头与选择的带卷轴对的磁记录带之间产生相对运动，以便在不改变选择的带卷轴对在所述接收区域中的位置的情况下将所述磁记录带与所述磁头接合。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述接合机构被配置为使所述磁记录带远离选择的带卷轴对的卷轴并且朝向所述磁头移动。
3.如权利要求1所述的装置，其中所述接合机构被配置为朝向所述磁记录带移动所述磁头。
4.如权利要求1所述的装置，包括驱动机构，所述驱动机构被配置为用于选择性地驱动所述带卷轴对，其中所述驱动机构被配置为一次驱动不多于三个带卷轴对。
5.如权利要求4所述的装置，其中所述驱动机构被配置为一次驱动不多于一个带卷轴对。
6.如权利要求4所述的装置，其中所述驱动机构包括：轮轴，所述轮轴延伸穿过每对卷轴对中的卷轴；以及离合器，所述离合器用于将所述轮轴接合到所述卷轴中的选择的一个卷轴上。
7.如权利要求1所述的装置，包括在所述接收区域中的所述多个安装件。
8.如权利要求7所述的装置，其中每个安装件包括驱动机构，所述驱动机构被配置为选择性地驱动所述带卷轴对。
9.如权利要求7所述的装置，其中每个安装件包括接合机构，所述接合机构被配置为在所述磁头与选择的带卷轴对的磁记录带之间产生相对运动，以便将所述磁记录带与所述磁头接合，其中所述接合机构被配置为朝向所述磁头移动所述磁记录带。
10.如权利要求7所述的装置，其中每个安装件具有永久地安装在其上的至少一个带卷轴对。
11.如权利要求7所述的装置，其中每个安装件被配置用于将所述至少一个带卷轴对选择性地附接到其上并且将所述至少一个带卷轴对从其选择性地拆卸。
12.如权利要求1所述的装置，其中所述定位机构包括：引导件，所述磁头可沿所述引导件定位；以及蜗杆螺钉，所述蜗杆螺钉被配置为沿所述引导件移动所述磁头。
13.如权利要求1所述的装置，其中所述定位机构包括耦接到所述磁头的皮带。
14.一种方法，包括：
指示定位机构选择性地将磁头对准装置的接收区域中的多个带卷轴对中的选择的带卷轴对，每个带卷轴对在可移除安装件上，所述可移除安装件可选择性地插入到具有所述定位机构的装置的接收区域中；
指示接合机构在所述磁头和选择的带卷轴对的磁记录带之间产生相对运动，以便在不改变选择的带卷轴对在所述接收区域中的位置的情况下将所述磁记录带与所述磁头接合；
指示驱动机构驱动选择的带卷轴对；以及
使磁头对选择的带卷轴对的磁记录带执行数据操作。
15.如权利要求14所述的方法，包括使离合器将所述驱动机构与选择的带卷轴对中的卷轴接合。
16.如权利要求14所述的方法，其中所述驱动机构包括定位在所述安装件上的多个马达，其中指示所述驱动机构驱动选择的带卷轴对包括指示所述安装件上具有选择的带卷轴对的一对驱动马达驱动选择的带卷轴对。
17.如权利要求14所述的方法，其中所述驱动机构包括：轮轴，所述轮轴延伸穿过每对卷轴对中的卷轴；以及离合器，所述离合器用于将所述轮轴接合到所述卷轴中的选择的一个卷轴上。
18.如权利要求14所述的方法，其中所述接合机构被配置为朝向所述磁记录带移动所述磁头。
19.如权利要求14所述的方法，其中所述接合机构被配置为朝向所述磁头移动所述磁记录带。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述接合机构被定位在具有选择的带卷轴对的安装件上。
21.一种用于在磁记录带上执行数据操作的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质具有随其包含的程序指令，所述程序指令可由装置执行以使得所述装置：
由所述装置指示定位机构选择性地将磁头对准支撑在装置的接收区域中的可移除安装件上的多个带卷轴对中的选择的带卷轴对；
由所述装置指示接合机构在所述磁头和选择的带卷轴对的磁记录带之间产生相对运动，而不改变选择的带卷轴对在所述接收区域中的位置，以便将所述磁记录带与所述磁头接合；
由所述装置指示驱动机构驱动选择的带卷轴对；以及
由所述装置使得磁头对选择的带卷轴对的磁记录带执行数据操作。
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