CN1220428A - 在网络上存取和分配音频cd数据的改进系统和方法 - Google Patents

Abstract

为一个网络服务器在可安装文件系统(IFS)中提供了一种系统、方法和计算机程序,通过从在CD－ROM驱动器中的音频CD以原始扇区模式读取的内容表信息构造一个计算机音频文件的虚拟目录,来允许在客户服务器网络上的音频CD信息的存取和分配,其中虚拟音频文件象存储在常规文件系统上的普通文件一样显示在服务器的操作系统上。

Description

在网络上存取和分配音频CD数据的 改进系统和方法

本发明涉及为后续的存取和分配、包括在网络上的存取和分配而进行的数字音频数据的存储。特别地，涉及对与客户服务器网络互连的CD-Rom驱动器中的音频CD数据进行有效存储的方法。

目前有很多情况希望存储数字音频数据以便在联网的计算机系统内使用。数字音频数据以几种标准格式中的任何一种存在，最常用的是飞利浦音频CD(Philips Audio CD)或红皮书(Red Book)格式。红皮书标准在每个相应于1/75秒的CD音频扇区内包括2352个字节的用户数据，还包括错误检测和校正代码和控制信息。

现在还广泛使用着其它的标准CD格式和有关信息。其中一种是由Chris Sherman编写、Intertext Publication McGraw-Hill Inc出版的“CD-ROM手册”第二版。

本领域的现有状态是网络服务器不能直接支持音频CD。一种经常使用的处理这种情况的方法是对音频CD进行采样，然后将所得的庞大的数据文件存储在常规的存储介质例如CD-ROM或磁性直接存取存储设备(DASD)单元上。后一种选择有时不够经济，因为DASD比相同容量的CD-ROM存储器要贵得多。

今天的计算机用户常常需要多媒体数据用于各种应用中。有许多需要音频CD数据的情况，不仅仅是为了听，还用于根据需求向其他人分配数据，这通常是通过一个网络进行的，包括与LAN和因特网相联的客户。当与使用音频数据有关的资源需求可以减少时，任何处理大量音频数据的系统都会变得更好。

因此，希望改进在交互的客户服务器网络内使用数字音频数据的成本。

本发明提供了一种以一种从硬件花费和操作处理能力的角度上更经济的方式存取和使用数字音频数据的系统和方法，从而改进了现有技术的缺陷。本发明是一个可安装文件系统(IFS)，能够访问在CD-ROM驱动器中的音频CD，并使用CD上的信息来构造一个音频文件的虚拟目录，然后该虚拟目录与处于一个常规文件系统中的普通文件一样显示在一个操作系统上。

在发明的IFS中实现的逻辑使得音频CD以一种原始数据扇区模式被读取。使用包括CD内容表(ToC)的信息来执行一映象操作，以便将该信息变换成虚拟目录以供以后直接从CD-ROM驱动器存取音频数据时使用。当一个操作系统要求一个目录时，本发明提供出该虚拟目录。当读取虚拟文件的一个区域时，集中IFS执行一个反向映象逻辑序列，开始对音频CD的原始扇区读操作。然后由IFS将读取的CD数据重新变换成所期望的格式，作为虚拟文件读操作的结果显示给操作系统。

本发明去除了现有技术所需的首先将音频CD数据变换成相关的DASD数据的步骤，从而节约了时间和设备花费。而且，由于可以使用几种标准CD格式中的任何一种，本发明方便了对可用音频内容的更容易地访问。因为本发明使得音频CD数据可以象常规文件系统中的任何普通文件一样地被存取，现有的应用程序不用进行任何改变就可以使用音频CD资料。

下面将参考附图对上述的功能、特征和优点进行更详细的说明，附图说明如下，其中，相同的标号用于代表相同的部件：

图1是可以实施本发明的一个数据处理系统的示意方框图；

图2显示了依据本发明的一个虚拟目录的结构；

图3显示了通过从一个偏移(offset)反向映象成依据本发明构造的虚拟目录来存取音频CD数据；

图4显示了在本发明的IFS内实现的逻辑。

现在参考图1，图1显示了本发明中所使用的基本软件和硬件部件。网络服务器应用程序10受操作系统20的控制，其中该应用程序10可以是许多应用程序中的一种。在该描述中，操作系统20可以是一个包括使用X86结构的Intel处理器的IBM OS/2操作系统。操作系统20通过包含本发明的可安装文件系统30与CDROM设备驱动器40进行通信，以便访问CDROM驱动器50。与操作系统20相连的还有网络协议栈(stack)60，可以为TCP/IP、Net Bios等等，这都是本领域所公知的。网络协议栈60与控制网络硬件适配器80的网络设备驱动器70相连。部件70和80可以是公知的公开使用的任何驱动器适配器的组合。

下面将结合图2说明在IFS30中实现的用于构造一个与CD驱动器50中的音频CD上的磁道相关的虚拟文件目录的技术。音频CD ToC特别包含磁道数和对于每个磁道的磁道起始相对于CD开始的以时间单位表示的指示、以及以帧表示的长度。结构100代表带有n个磁道tk1到tkn的ToC。从tk1到tkn中的每个磁道的以绝对时间表示的开始和以帧数表示的长度用从磁盘起始开始的绝对时间(A-Time)来表示。

绝对时间与开始于每个磁道起始的磁道相对时间不同。绝对时间和磁道相对时间都用分、秒和帧mm:ss:fff来表示。每帧相应于1/75秒的一个扇区。所谓的一个扇区或帧相当于红皮书格式中的2352个字节的用户数据。

ToC100中的每个入口，包括绝对时间起始和用帧(1/75秒)表示的长度，都通过IFS30的一部分、映象逻辑130成功地被访问，并且被用于制订出一个相关入口虚拟目录140。在虚拟目录140中的每个入口包括一个文件说明(filespec)和一个用字节表示的长度。在这个实施例中，文件说明是TRACKn.RAW；长度作为ToC长度的一个函数用下列关系式来计算：

字节长度=(扇区长度*采样率*字节/采样*通道数)/75。

采样率为44,1000。每个采样字节为2，一个立体文件的通道数为2。如果将另一个虚拟文件类型例如WAV或VOC提供给操作系统20，则由于文件格式不同，该计算也将不同。

在完成建立操作之后，虚拟目录140具有用数字表示的相应于驱动器50中的CD的ToC100中所指示的磁道数的文件入口。此后，只要操作系统20查询关于CD-ROM驱动器50中的介质，就将虚拟目录140报告给操作系统20。

当出现操作系统20要初始化一个查询的情况时，或者是直接的，或者是一个应用程序所要求的，通常是在准备读取CD时，由操作系统20向IFS30传递一个字节偏移。

现在参考图3，保存该字节偏移、当前位置210以供以后的读操作使用。当前位置210被用在IFS30的反向映象逻辑中，以计算实际的帧220，即在驱动器50中的CD上的扇区、位置，以供后续的读操作使用。

当操作系统20读取定义在虚拟目录140中的虚拟文件200的一个区域时，IFS30将当前位置210反向映象成原始音频CD数据流230内的偏移。下列的关系式用于该反向映象的计算。

以帧表示的磁道相对时间=字节偏移/2352个字节每帧

虚拟目录140中的入口与ToC100中的合适的磁道入口的以绝对时间表示的起始相关并且允许对其进行访问。然后，IFS30使用如上所述计算出的以帧表示的磁道相对时间来控制对驱动器50中的CD的读操作。采用常规的技术来打开和关闭要读取的文件。当原始扇区读操作结束时，IFS30将数据格式变换成由操作系统20指定的格式。在这种情况下，原始扇区格式相当于CD-ROM标准格式，具有1∶1的对应。

在图4中阐述了在IFS30中实现的基本逻辑。该逻辑从端口300进入。在步骤304，判定是要构造一个虚拟目录、是要在一个音频文件内进行查询(seek)还是希望从一个音频CD数据文件读取数据。如果是第一种选择，即请求建立一个虚拟目录，则在方框306进入一个循环，执行对音频CD的原始扇区模式的读操作，以获得一个磁道的ToC入口。在步骤308，进行上面结合图2说明的变换计算，将结果用于在虚拟目录中建立相关的入口。在步骤310，逻辑判定是否还有磁道在ToC中。如果是，控制返回到步骤306；否则，逻辑在步骤330结束。

如果在步骤304判定请求在一个音频文件内进行查询，则在步骤312保存图3中的当前位置210，控制转到步骤330。如果要进行对音频数据的读操作，在步骤320，如同上面结合图3所说明的，将由操作系统20向IFS30传递并保存(图3)的当前位置变换成以帧表示的时间。步骤320的输出是磁道相对时间的形式。在步骤321，将磁道的绝对时间起始加到在步骤320计算出的磁道相对时间。相加结果产生读操作开始的绝对时间。在步骤322，用在步骤321得出的参数读取在驱动器50中的CD。

步骤326代表将在步骤322从音频CD读取的音频数据格式变换成由操作系统20指定的格式。然后在步骤328将进行了格式变换的数据返回到操作系统，逻辑在步骤330结束。应该注意的是，由于音频文件是一维的，所以格式变换步骤328是顺向的。

虽然已经参考一个包括一特定CD格式标准的特定例示性实施例说明了本发明，本领域普通技术人员将会理解，本发明的方法可以在其它环境下使用其它格式来实施，在不偏离附带的权利要求的范围和精神的情况下进行相应于实施软件的细节部分的修改。

Claims (12)

1．一种可安装文件系统，与一个连在客户服务器网络内的操作系统一起使用，用于提供对CD-ROM驱动器中的音频CD上的音频数据的存取和分配，该文件系统包括：

用于从所述音频CD以原始扇区模式读取内容表信息的装置；

用于构造一个与所述音频CD上的磁道相关的音频文件虚拟目录的装置；以及

用于使所述虚拟目录中的文件象常规文件系统中的普通文件一样显示并可以由所述操作系统访问的装置。

2．如权利要求1所述的可安装文件系统，其特征在于，所述用于构造的装置还包括：

用于建立一个相应于所述音频CD上的每个磁道的虚拟文件说明的装置；以及

用于将每个虚拟文件的大小作为与所述音频CD内容表中的每个音频CD磁道有关的时间信息表示的长度的一个函数来进行计算的装置。

3．如权利要求2所述的可安装文件系统，其特征在于，所述用于构造的装置包括：

用于将来自所述内容表的用分、秒和帧表示的音频CD时间信息变换成用于识别所述音频文件的虚拟目录中的文件的字节偏移的映象装置。

4．如权利要求3所述的可安装文件系统，其特征在于，所述映象装置包括：

当构造所述虚拟文件目录时可用于将音频CD总磁道时间变换成虚拟文件字节长度的正向映象装置；

当由所述操作系统对音频CD数据的读操作进行初始化时可用于将虚拟文件字节偏移变换成音频CD时间的反向映象装置；以及

用于将从所述音频CD读出的数据变换成所述操作系统期望的一种格式的格式变换装置。

5．在一种与一个连在客户服务器网络内的操作系统一起使用的可安装文件系统中，一种存取和分配音频数据的方法包括：

读取CD-ROM驱动器中的音频CD的内容表信息；

构造一个音频文件的虚拟目录，该虚拟目录相应于所述音频CD上的每个磁道有一个文件；以及

双向地将音频CD磁道时间信息变换成所述音频文件的虚拟目录中的字节偏移。

6．如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述构造步骤包括：

将所述音频文件虚拟目录中的每个文件的大小作为与所述音频CD内容表中的每个磁道有关的长度信息的一个函数来进行计算。

7．如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述变换步骤包括：

当建立所述虚拟文件目录时将以分、秒和帧表示的音频CD内容表磁道时间信息正向映象成虚拟文件字节偏移；以及

当读取音频CD数据时将虚拟文件字节偏移反向映象成以分、秒和帧表示的音频CD磁道时间。

8．如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括步骤：

将从所述音频CD读取的数据格式变换成由所述操作系统指定的格式。

9．一种具有包括在一个计算机可读介质上的数据结构、与一个连接在客户服务器网络内的操作系统一起使用的计算机程序，用于提供对音频数据的存取和分配，该计算机程序包括：

用于从所述音频CD以原始扇区模式读取内容表信息的装置；

用于构造一个与所述音频CD上的磁道相关的音频文件虚拟目录的装置；以及

用于使所述虚拟目录中的文件象常规文件系统中的普通文件一样显示并可以由所述操作系统访问的装置。

10．如权利要求9所述的计算机程序，其特征在于，所述用于构造的装置还包括：

用于建立一个相应于所述音频CD上的每个磁道的虚拟文件说明的装置；以及

用于将每个虚拟文件的大小作为与所述音频CD内容表中的每个音频CD磁道有关的用时间信息表示的长度的一个函数来进行计算的装置。

11．如权利要求10所述的计算机程序，其特征在于，所述用于构造的装置包括：

用于将来自所述内容表的用分、秒和帧表示的音频CD时间信息变换成用于识别所述音频文件的虚拟目录中的文件的字节偏移的映象装置。

12．如权利要求11所述的计算机程序，其特征在于，所述映象装置包括：

当构造所述虚拟文件目录时可用于将音频CD时间变换成虚拟文件字节偏移的正向映象装置；

当由所述操作系统对音频CD数据的读操作进行初始化时可用于将虚拟文件字节偏移变换成以分、秒和帧表示的音频CD时间的反向映象装置；以及

用于将从所述音频CD读出的数据变换成所述操作系统期望的一种格式的格式变换装置。

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