DE68915800T2

DE68915800T2 - Behandlung eines Datenspeicherraums auf einem Aufzeichnungsträger mit grosser Kapazität.

Info

Publication number: DE68915800T2
Application number: DE68915800T
Authority: DE
Inventors: John Edward Kulakowski; Rodney Jerome Means
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1988-02-08
Filing date: 1989-01-10
Publication date: 1994-12-01
Anticipated expiration: 2009-01-11
Also published as: EP0328240A3; EP0328240B1; ES2056199T3; JPH01217619A; SG150194G; HK137994A; DE68915800D1; US4939598A; EP0328240A2; JPH0467208B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Behandlung eines Datenspeicherraums auf einem Aufzeichnungsträger mit großer Kapazität.
Seit Jahren schon werden wiederbeschreibbare oder löschbare Medien zur Aufzeichnung von Datenträgersignalen verwendet. In Datenverarbeitungsumgebungen ist es wichtig, daß diese Medien eine geringe Fehlerrate aufweisen, um die Datenintegrität sowie die schnelle Speicherung und Wiederherstellung von Daten zu gewährleisten. Wiederbeschreibbare oder löschbare Medien sind gewöhnlich magnetische Aufzeichnungsträger. Es handelt sich dabei um Magnetbänder, Magnetplatten (Speichereinrichtungen mit direktem Zugriff - DASD) und Magnettrommeln. Wenn die Plattenmedien zum ersten Mal für eine Aufzeichnung verwendet werden, muß jedes Medium für die Aufzeichnung, einschließlich Formatierung, initialisiert werden. Bei der Formatierung ist je nach Umgebung unter Umständen eine umfangreiche Oberflächenanalyse erforderlich, bei der die Prüfdaten in verschiedenen adressierbaren Datenspeicherbereichen des Aufzeichnungsträgers aufgezeichnet werden. Bei magnetischen Speicherplatten mit großer Kapazität wird dieser Prüfsatz häufig als Hausadreßsatz bezeichnet (siehe Bohl, INTRODUCTION TO IBM DIRECT ACCESS STORAGE DEVICES, erschienen bei Science Research Associates, Inc., copyright 1981, Seiten 73 und 74). Die Initialisierung und die Oberflächenanalyse dient dazu, defekte Stellen auf den Medien festzustellen. Die defekten Stellen und das Ausmaß des Schadens werden im Hausadreßbereich aufgezeichnet. Dadurch kann ein Recorder die festgestellten Defekte überspringen. Mit Hilfe dieser Einrichtung kann die Leistungsfähigkeit eines Magnetträgers verbessert werden und damit zu einer erheblichen Reduzierung der Kosten beitragen.
Ein weiteres Beispiel für die Magnetplatteninitialisierung ist das Formatieren sogenannter flexibler Disketten, die heute bei Personal Computern verwendet werden. Diese Disketten werden häufig als "soft-sektoriert" bezeichnet. Damit der Personal Computer Daten auf die Diskette schreiben bzw. von der Diskette lesen kann, nimmt eine vom PC durchgeführte Formatierroperation eine Oberflächenanalyse zur Identifizierung von Bereichen vor, auf die keine Daten aufgezeichnet werden können. Darüber hinaus werden Prüfeinträge auf die Diskette gespeichert, um die Aufzeichnungsoperation zu ermöglichen. Die Anwendung einer VTOC für ein Diskettenlaufwerk wird in IBM TDB Vol. 26, Nr. 5, Oktober 1983, S. 2400-2402 von Chou und al in dem Artikel "Circular Scan of VTOC Usage Map" beschrieben.
Für den Anwender oder Benutzer dieses Mediums ergeben sich allerdings Probleme, wenn die Speicherkapazität sehr groß wird, z.B. im Gigabyte-Bereich liegt. Die für die Soft-Sektorierung und lnitialisierung benötigte Zeit kann in diesem Fall zu lang werden. Daher wäre eine bessere Lösung für das Soft- Sektorieren und die Medieninitialisierung so wie dies heute praktiziert wird wünschenswert.
Das oben erwähnte Magnetplattenmedium kann überschrieben werden, ohne daß der zuvor vorhandene Inhalt gelöscht wird. Bei einigen Magnetmedien, beispielsweise bei vielen Magnetbändern, wurde vor dem Überschreiben zumeist ein Löschvorgang durchgeführt. Bei Magnetbändern, wo das Löschen zuerst stattfindet, ist das sogenannte "Aktualisieren von Datensätzen auf der Stelle" nicht möglich. Magnetbänder wurden daher normalerweise vom Anfang bis zum Ende aus den oben genannten Gründen und anderen Betriebsparametern, auf die im Rahmen dieser Erfindung nicht näher eingegangen wird, in einem Durchlauf beschrieben.
Optische Aufzeichnungsmedien haben eine größere Datenkapazität für einen Aufzeichnungsbereich bestimmter Größe als die heute verwendeten magnetischen Aufzeichnungsmedien. Viele optische Medien werden heute hart-sektoriert, d.h. die Sektormarkierungen werden vor der Auslieferung vom Hersteller in das Medium gepreßt. Dieses Verfahren nimmt auf dem Medium Platz in Anspruch, der für die Datenspeicherung genutzt werden könnte. Diese Medien sind häufig WORM-Medien (einmal schreiben, mehrmals lesen). Magnetooptische Medien können zwar wiederbeschrieben werden, die bereits vorhandenen Aufzeichnungen müssen jedoch gelöscht werden, bevor neue Daten in einem Datenspeicherbereich aufgezeichnet werden können.
Um einen auf einem -magnetooptischen Medium aufzeichneten Datensatz zu aktualisieren, muß der Aufzeichnungsbereich zuerst abgetastet werden, um die zuvor aufgezeichneten Daten zu löschen. Danach muß der Aufzeichnungsbereich ein zweites Mal abgetastet werden, um die aktualisierte Version der Daten aufzuzeichnen. Wenn eine Prüfung des Schreib- oder Aufzeichnungsvorgangs erforderlich ist, muß ein drittes Mal abgetastet werden, um die neu aufgezeichneten, aktualisierten Daten zu lesen. Bei magnetooptischen Plattenmedien ist eine gesamte Umdrehung der Platte zwischen dem Abtasten für das Löschen und dem Abtasten für das Schreiben notwendig. Dies hat eine magnetooptische Aufzeichnungseinrichtung mit relativ niedriger Leistungsfähigkeit zur Folge. Es wäre möglich, einen separaten Kopf zum Löschen und einen separaten Kopf zum Schreiben auf zwei unterschiedlichen Aktuatoren zu installieren. Die Kosten für diese Vorrichtung sind jedoch zu hoch, so daß magnetooptische Aufzeichnungseinrichtungen nicht wettbewerbsfähig wären. Aus diesem Grund sind bessere Steuerverfahren für magnetooptische Medien bei Recordern mit Datenträgersignalen vonnöten. Die Einrichtung "Löschen vor der Aufzeichnung" gibt es bei sogenannten optischen Platten mit Phasenänderung, wo das Aufzeichnen unter Nutzung der Phasen des amorphen und kristallinen Zustands durchgeführt wird.
Bei optischen Medien, darunter magnetooptische Medien und Medien mit Phasenänderung, treten derzeit noch häufig Schäden auf. Da die Aufzeichnungsdichte pro Einheitsbereich sehr viel höher ist, fallen kleine Schäden beim Aufzeichnen immer mehr ins Gewicht. Obgleich die optischen Medien qualitativ hochwertig sind, haben sie aufgrund der kleinen Bereiche auf der Medienoberfläche, die für das Aufzeichnen von Datenträgersignalen verwendet werden, dennoch eine hohe Fehlerrate.
Die Medien können bei der Verwendung in einer Datenverarbeitungsumgebung effizient durch das sogenannte "Schlüsseldatenzählen-Format" eingesetzt werden, das im oben genannten Werk von Bohl, S. 27 und 73-75 beschrieben wird. Ein weiteres häufig verwendetes Format bei der Aufzeichnung von Datenträgersignalen ist das Festblockformat, bei dem die Plattenoberfläche beliebig in adressierbare Bereiche aufgeteilt wird, die eine feste Zahl von aufgezeichneten Signalen enthalten, z.B. 2K- oder 4K-Bytes pro adressierbarem Bereich. Bei dieser Art von Formatierung müssen alle Bereiche mit Festbytes identifiziert werden. Die Festblockarchitektur ist im oben genannten Werk von Bohl auf den Seiten 27-28, 82-84 und 125- 126 beschrieben. Die Festblockarchitektur wird häufig bei Datenverarbeitungssystemen mit niedriger Leistungsfähigkeit eingesetzt, z.B. bei Personal Computern.
Ein wesentlicher Unterschied zwischen dem CKD (Schlüsseldatenzählen) und der Festblockarchitektur besteht darin, daß das CKD-Format wie oben beschrieben nur eine Indexmarkierung für jede Aufzeichnungsspur auf einer Platte plus Hausadresse und Zählfelder hat. Die Datensatzgröße ist variabel, so daß die Datensätze als Einheiten zusammenhängender Signale aufgezeichnet werden, die nicht unterteilt und in eine Gruppe von festen Sektoren in Blockgröße aufgeteilt werden. Beim Aufzeichnen vieler kleiner Datensätze im CKD-Format wird diesen kleinen Datensätzen eine relativ große Zahl von Prüfsignalen zugeordnet. Dennoch kann der gesamte Datenspeicherplatz für die Daten- und Prüfsätze verwendet werden. Bereiche, in denen keine Aufzeichnungen stattfinden, gibt es wie in der Festblockarchitektur nicht. Daher sind Mittel gefragt, um das CKD-Format effizient und kostengünstig auf optischen Platten verwenden zu können. Dabei ist unter Umständen eine Interaktivität zwischen einer Steuereinheit und einem Recorder bzw. in einigen Fällen eine interaktive Operation zwischen einem Host- Prozessor, einer Steuereinheit und einem Recorder notwendig.
Laut der vorliegenden Erfindung wird ein magnetisches und/oder optisches Plattendatenspeichersystem zum Speichern und Wiedergewinnen von Daten auf einer Platte mit zahlreichen adressierbaren und wiederbeschreibbaren Datenspeicherspuren beschrieben, wobei das System ein Mittel zur Formatierung von Teilen der Platte sowie zum Lesen und Schreiben von Daten von und auf die formatierten Speicherspuren unter der Steuerung eines lokalen oder Fernprozessors hat, und das System so angeordnet ist, daß eine auf dem Medium aufgezeichnete Volumeninhaltstabelle VTOC den Zustand und den Dateninhalt auf dem Medium anzeigt, wobei das System dadurch gekennzeichnet ist, daß die Volumeninhaltstabelle VTOC weiterhin anzeigt, welche formatierten Speicherspuren für die Datenspeicherung zugeordnet sind und welche formatierten Speicherspuren nicht für die Datenspeicherung zugeordnet sind sowie welche potentiellen Speicherbereiche der Platte unformatiert sind und damit für die Datenspeicherung nicht zur Verfügung stehen, wobei die unformatierten Bereiche in der VTOC ausgewiesen werden; darüber hinaus ist das System mit Mitteln zur schrittweisen Formatierung der unformatierten Bereiche der Platte vorhanden sind, wenn das Aufzeichnungsmedium nicht gerade für Schreib- oder Lesevorgänge verwendet wird.
In den hier beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung wird ein Aufzeichnungsmedium mit zahlreichen adressierbaren Aufzeichnungsspuren in unformatiertem Zustand und ohne Oberflächenanalyse (unbearbeitet, nachfolgend als "neu" bezeichnet) in einer Anwenderumgebung eingesetzt. Jede der neuen Aufzeichnungsspuren hat einen Index, der den Anfangspunkt anzeigt. In der Anwenderumgebung umfaßt eine erste Initialisierung des Aufzeichnungsmediums zur Signalaufzeichnung die Oberflächenanalyse einer ausgewählten Teilmenge, die aus einer festgelegten Zahl von neuen Aufzeichnungsspuren besteht, wobei diese festgelegte Zahl beträchtlich kleiner als die Gesamtzahl der Spuren auf dem Aufzeichnungsmedium ist. Die festgestellten Oberflächenfehler werden angezeigt und Ort und Umfang des Schadens wird identifiziert. Die oberflächenanalysierten Spuren werden daraufhin formatiert. Bei dieser Formatierung werden die Angaben in einem sogenannten Hausadreßbereich von jeder der oberflächenanalysierten Spuren aufgezeichnet, wobei im Hausadreßbereich Angaben zu den Spurpositionen und dem Umfang der Oberflächenschäden gespeichert werden. Die formatierten Aufzeichnungsspuren können nun Daten empfangen und speichern.
Eine Volumeninhaltstabelle (VTOC), die in einer oder mehreren Aufzeichnungsspuren aufgezeichnet ist, enthält Informationen darüber, welche Spuren der Platte 30 in oberflächenanalysierten und formatierten Sätzen sind, welche Spuren noch unformatiert und noch nicht oberflächenanalysiert sind. Wenn ein Aufzeichnungsmedium hart und sektoriert ist, können die einzelnen adressierbaren Sektoren demarkiert werden, indem abwechselnde Sektoren zum Datenempfang zugeordnet werden.
Bei der Verwendung des Aufzeichnungsmediums wird die VTOC aktualisiert, um anzuzeigen, welche Spuren im Satz für die Datenspeicherung zugeordnet sind und welche frei sind und somit für die Zuordnung zur Verfügung stehen. Wenn das Aufzeichnungsmedium nicht zum Aufzeichnen von Signalen oder zum Lesen von Signalen verwendet wird, werden zusätzliche neue Spuren "in-line" oberflächenanalysiert und in der VTOC als formatierbereit ausgewiesen. Sobald die Spuren formatiert sind, können sie für die Datenaufzeichnung eingesetzt werden. Die in-line Oberflächenanalyse und das Formatieren wird wiederholt, bis alle Aufzeichnungsspuren im Aufzeichnungsmedium oberflächenanalysiert und formatiert sind. Der Ausdruck "in-line" bedeutet, daß das Formatieren und die Oberflächenanalyse des Mediums automatisch mit den täglichen Datenverarbeitungsoperationen verknüpft wird.
Wenn zuvor aufgezeichnete Daten bei einem Aufzeichnungsmedium gelöscht werden müssen, bevor neue Daten aufgezeichnet werden können, zeigt die VTOC an, welche Spuren noch nicht zugeordnet und gelöscht wurden, z.B. zum Empfang von Daten bereit sind, und welche Spuren noch nicht zugeordnet, aber noch nicht gelöscht sind. Wenn das Aufzeichnungsmedium nicht für das Schreiben oder Lesen von Daten verwendet wird, werden die nicht zugeordneten, noch nicht gelöschten Spuren "in-line" gelöscht, um sie für die Datenaufzeichnung bereitzustellen. Ein besonderer Aspekt der Erfindung sieht vor, daß alle Löschvorgänge abgeschlossen sind, bevor zusätzliche neue Aufzeichnungsspuren oberflächenanalysiert und formatiert werden, wenn das Aufzeichnungsmedium nur noch nicht zugeordnete Spuren verwendet hat, die noch nicht gelöscht sind.
Ein Host-Prozessor, der das Aufzeichnungsmedium zur Datenspeicherung verwendet, kann festlegen, daß ein sequentieller Datensatz aufgezeichnet wird, und daß die Aufzeichnung auf einer der nicht zugeordneten und gelöschten Aufzeichnungsspuren stattfindet, anstatt auf Aufzeichnungsspuren, die zuvor einen sequentiellen Datensatz gespeichert haben. Bei diesem Verfahren fällt das Löschen zwischen der Aufzeichnungsanforderung und dem eigentlichen Aufzeichnen aus.
Die vorliegende Erfindung wird anhand von Beispielen mit Bezug auf bestimmte Ausführungsbeispiele beschrieben, die in Begleitzeichnungen dargestellt werden.
Fig. 1 stellt ein Aufzeichnungsmedium in Diagrammform dar;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm mit einem magnetooptischen Recorder, der von einem solchen Aufzeichnungsmedium verwendet wird;
Fig. 3 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Host-Prozessors und einer Steuereinheit, die mit einem Recorder verbunden sind;
Fig. 4 zeigt ein Diagramm mit den Maschinenoperationen eines Host-Prozessors, der an die Steuereinheit von Fig. 3 angeschlossen ist. Die Figur stellt dabei die vom Raummanagement verwendeten Maschinenoperationen dar; und
Fig. 5 ist ein vereinfachtes Diagramm der Maschinenoperationen des Host-Prozessors, die bestimmte Aufzeichnungsoperationen ermöglichen.
Bei den Zeichnungen kennzeichnen die gleichen Ziffern immer die gleichen Teile und Struktureinrichtungen in den verschiedenen Figuren. Die magnetooptische Platte 30 hat wie gewöhnlich eine Volumeninhaltstabelle (VTOC) 10, die auf der radial äußersten Spur der Platte aufgezeichnet ist. Die Adressen der konzentrischen Spuren (nicht gezeigt) im Datenbereich 13 auf der Platte 30 beginnen mit der niedrigsten Adreßspur auf der radial äußersten Spur und gehen in steigender Adreßfolge zur radial am weitesten innen liegenden Spur. Die Platte 30 hat eine einzelne radial laufende Indexzeile 11, die den Anfang des Aufzeichnungsbereichs für jede Aufzeichnungsspur auf der Platte 30 anzeigt. Im Anfangsbereich jeder Aufzeichnungsspur befindet sich ein Hausadreßbereich HA 12. Bei den Aufzeichnungsspuren kann es sich um konzentrische Einzelspuren, Windungen einer einzelnen Spiralspur oder um logische Spuren auf anderen Mitteln usw. handeln.
Die VTOC 10 umfaßt im allgemeinen vier aufgezeichnete Bereiche, die neben anderen Daten die Raumverwendung des Aufzeichnungsbereichs 13 enthalten. Ein Vorteil dieser Einrichtung besteht darin, daß ein Raumverwendungsbereich übergangen werden kann, wenn das Aufzeichnungssystem dies erlaubt. Auf diesen Fall wird nachfolgend noch näher eingegangen. In einem ersten VTOC-Bereich 14 sind alle Aufzeichnungsspuren der Platte 30 aufgeführt, die für die Speicherung von Datenträger- oder Datensignalen zuordnet sind. Die Identifizierung erfolgt entweder durch die oben erwähnte physikalische Adresse, oder durch ein Verzeichnis, mit dem die indirekte Adressierung von einer logischen Adreßbasis zur physikalischen Adreßbasis möglich ist, oder durch andere Hinweise. Ein zweiter VTOC-Bereich 15 identifiziert die physikalischen Adressen der freien und gelöschten Aufzeichnungsspuren der Platte 30. Diese freien und gelöschten Aufzeichnungsspuren sind nicht für die Datenspeicherung zugeordnet, wurden jedoch gelöscht und sind wie nachfolgend noch dargelegt wird daher bereit, Datensignale zur Aufzeichnung zu empfangen. Ein dritter VTOC-Bereich 16 identifiziert die freien (nicht zugeordneten) Spuren, die noch nicht gelöscht sind. Auf die freien Spuren, die durch die physikalischen Adressen identifiziert werden, wurde zuvor aufgezeichnet, so daß die Zuordnung zum Datenspeichern entzogen wurde. Die freien, nicht gelöschten Spuren stehen für eine Zuordnung zur Verfügung, sind jedoch noch nicht bereit, aufgezeichnete Daten in den Platten 30 zu empfangen, bei denen noch zuvor aufgenommene Daten gelöscht werden müssen, bevor neue Daten aufgezeichnet werden können. Wenn bei einer Platte 30 aufgezeichnete Daten überschrieben werden können, ist der dritte VTOC-Bereich 16 überflüssig. Ein vierter VTOC-Bereich 17 identifiziert die radial äußersten Spuren der neuen nicht-analysierten plus der oberflächenanalysierten, unformatierten Aufzeichnungsspuren. Die formatierten Aufzeichnungsspuren haben einen aufgezeichneten Hausadreßsatz (HA-Satz) (siehe nachfolgende Beschreibung), während die unformatierten Spuren eine Oberflächenanalyse unterzogen wurden, jedoch keinen aufgezeichneten HA-Satz haben. Die neuen Spuren sind noch nicht oberflächenanalysiert.
Der dunkel schattierte HA-Bereich 12 stellt einen radial außen liegenden und verkürzten Satz von Aufzeichnungsspuren dar, die für den Empfang und die Speicherung von Datensignalen formatiert wurden und somit im ersten VTOC-Bereich 14 identifiziert sind. Der vierte VTOC-Bereich 17 identifiziert die Radialspur der Platte 30, bei der es sich um die radial nächstliegende innere, noch nicht oberflächenanalysierte Spur handelt sowie die radial äußerste, oberflächenanalysierte, jedoch noch unformatierte Spur.
Das Raummanagement der Platte 30 kann in einem Host-Prozessor mit einem Datenspeichersystem durchgeführt werden, das über eine an späterer Stelle beschriebene programmierbare Steuereinheit verfügt. Das programmierte Raummanagement benötigt für die Raummanagementfunktionen Daten, die in der VTOC 10 gespeichert sind. Die Raummanagementfunktionen können anstatt im Host-Prozessor auch in der programmierbaren Steuereinheit durchgeführt werden. In beiden Fällen führen die Maschinenoperationen wie nachfolgend beschrieben die gleichen Funktionen durch. Der Ausdruck "Raummanagement" bezieht sich entweder auf einen Host-Prozessor oder eine Steuereinheit, die Computerprogramme zur Durchführung der in den Figuren 4 und 5 gezeigten Maschinenoperationen ausführen. Aus Figur 3 geht hervor, daß der Host-Prozessor über das Raummanagement verfügt.
Zur Verbesserung der Leistung wird ein Teil der VTOC 10 in die nachfolgend beschriebene Programinraumstatustabelle (SST) 20 integriert. Die SST 20 wird immer auf der Grundlage der VTOC 10 angelegt, wenn der Recorder eingeschaltet, zurückgesetzt usw. wird. Die SST 20 hat vier Teile, die den vier VTOC-Bereichen 14-17 entsprechen. Das "zugeordnet" Feld 21 der SST 20 enthält eine Teilmenge des VTOC-Bereichs 14. Bei den gespeicherten "zugeordnet" Daten der SST 20 kann es sich um die Gesamtzahl der zugeordneten Spuren der Platte 30 handeln sowie um die Identifizierung einer festgelegten Menge der zuletzt referenzierten Spuren der zugeordneten Menge von Spuren. Im Feld 21 können beispielsweise bis zu 50 der zugeordneten Spuren identifiziert werden. Einige der Adressen der freien und gelöschten Spuren, die im zweiten VTOC-Bereich 15 vorhanden sind, werden im Feld 22 der SST 20 aufgezeichnet. Die 20 radial äußersten Spuren der freien und gelöschten Spuren können z.B. in der SST 20 identifiziert werden. In einer anderen Anordnung können die freien und gelöschten Spuren, deren Adressen mit den in Feld 21 identifizierten, zugeordneten Spuren verwandt sind, in Feld 22 aufgelistet sein. Die Verwandtschaft bezieht sich auf die radiale Nähe der freien und gelöschten Spuren zu den zuletzt referenzierten, zugeordneten Spuren. Ein drittes SST-Feld 21 identifiziert die freien, noch nicht gelöschten Spuren. Diese freien, noch nicht gelöschten Spuren sind vorzugsweise eine radial am weitesten außen liegende Menge der freien und gelöschten Spuren, so daß schnell geprüft werden kann, welche Spuren als nächstes zu löschen sind. Die Gesamtzahl der freien und gelöschten Spuren sowie der freien, noch nicht gelöschten Spuren wird im Feld 22 bzw. 23 gespeichert. Die Zahlen können auch zur Analyse der Verwendung von Platte 30 benutzt werden. In der SST 20 enthält das Feld 24 die physikalischen Adressen der radial äußersten Reihe der nicht oberflächenanalysierten und unformatierten Spuren von Platte 30. Diese Daten können zum Belastungsausgleich und anderen Zwecken in einer Datenverarbeitungsumgebung verwendet werden.
In Fig. 2 wird ein optischer Recorder gezeigt, der auf diese Art und Weise betrieben wird. Eine magnetooptische Aufzeichnungsplatte 30 ist auf einer Spindel 31 angebracht, die durch einen Motor 32 gedreht wird. Ein optischer Kopfträgerarm 33 auf dem Kopfarmgestell mit der Nummer 34 bewegt sich radial auf der Platte 30. Ein Rahmen 35 des Recorders hält das Gestell 34, um radiale Bewegungen zu erzeugen. Die radialen Bewegungen des Gestells 34 ermöglichen den Zugriff auf eine von zahlreichen konzentrischen Spuren oder Windungen einer Spiralspur zum Aufzeichnen und Wiederherstellen von Daten auf der Platte. Der lineare Aktuator 36 auf dem Rahmen 35 bewegt das Gestell 34 in radialer Richtung, um den Zugriff auf die Spur zu ermöglichen. Der Recorder ist mit einem oder mehreren Host-Prozessoren 37 verbunden, bei denen es sich um Steuereinheiten, Personal Computer, große Systemcomputer, Kommunikationssysteme, Bildverarbeitungsprozessoren und ähnliches handeln kann. Die Anschlußschaltkreise 38 sorgen für die logischen und elektrischen Verbindungen zwischen dem optischen Recorder und den angeschlossenen Host-Prozessoren 37.
Der Mikroprozessor 40 steuert den Recorder und den Anschluß zum Host-Prozessor 37. Prüfdaten, Statusdaten, Befehle und ähnliches werden zwischen den Anschlußschaltkreisen 38 und dem Mikroprozessor 40 über den bidirektionalen Bus 43 ausgetauscht. Im Mikroprozessor 40 integriert ist ein Programm oder eine Mikrocode-Speicherung, der Festwertspeicher (ROM) 41 und ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 42, der Daten- und Prüfsignale speichert.
Die optischen Teile des Recorders umfassen ein Objektiv oder die Fokussierlinsen 45, die durch den Feinaktuator 45 auf dem Kopfarm 33 für die Fokussier- und Spurverfolgungsbewegungen befestigt sind. Der Aktuator verfügt über einen Mechanismus, um die Linsen 45 von und zur Platte 30 zu bewegen, so daß die Spuren fokussiert und verfolgt und radiale Bewegungen der Platte 30 gefunden werden können; beispielsweise um die Spuren innerhalb eines Bereichs von 100 Spuren zu ändern, so daß das Gestell 34 nicht jedesmal eingestellt werden muß, wenn auf eine Spur zugegriffen werden soll, die neben einer Spur liegt, auf die gerade zugegriffen wurde. Unter Nummer 47 ist ein Zweiwegelichtpfad zwischen den Linsen 45 und der Platte 30 zu sehen.
Bei der magnetooptischen Aufzeichnung sorgt der Magnet 48 für ein schwaches magnetisches Steuerungsfeld, um die Richtung der Restmagnetisierung eines kleinen Punkts auf der Platte 30 zu lenken, der durch Laserlicht von den Linsen 45 beleuchtet wird. Der Laserlichtpunkt erhitzt den beleuchteten Punkt auf der Aufzeichnungsplatte auf eine Temperatur über dem Curie- Punkt der magnetooptischen Schicht (nicht zu sehen in der Zeichnung; es kann sich jedoch um eine Legierung aus seltenen Erdmetallen und Übergangsmetallen handeln, die Chaudhari und al. in der US-Patentschrift 3,949,387 beschreibt). Durch die Erhitzung lenkt der Magnet 48 die Restmagnetisierung in eine gewünschte Magnetisierungsrichtung, wenn die Temperatur des Punkts unter den Curie-Punkt geht. Der Magnet 48 ist in der "Schreibrichtung" ausgerichtet, d.h. die auf der Platte 30 aufgezeichneten binären Einsen sind normalerweise in "Restmagnetisierungsrichtung Nordpol" ausgerichtet. Um die Platte 30 zu löschen, dreht sich der Magnet 48, so daß der Südpol neben der Platte 30 liegt. Die Steuerung 49 des Magneten 48, der mit dem drehbaren Magneten 48 wie durch die gestrichelte Linie 50 angezelgt mechanisch gekoppelt ist, steuert die Schreib- und Löschrichtungen. Der Mikroprozessor 40 sendet die Prüfsignale über die Leitung 51 zur Steuerung 49, um die Aufzeichnungsrichtung umzudrehen.
Die radiale Position des Strahls auf Pfad 47 muß kontrolliert werden, so daß einer Spur oder Windung genau gefolgt werden kann und somit schnell und genau auf die gewünschte Spur oder Windung zugegriffen werden kann. Zu diesem Zweck steuern die Fokussier- und Spurverfolgungsschaltkreise 54 sowohl den Grobaktuator 36 wie den Feinaktuator 46. Die Positionierung des Gestells 34 durch den Aktuator 36 wird genau von den Prüfsignalen gesteuert, die von den Schaltkreisen 54 über Leitung 55 zum Aktuator 36 gesendet werden. Darüber hinaus erfolgt die Aktuatorsteuerung durch die Schaltkreise 54 über die Prüfsignale, die die Leitung 57 bzw. 58 für die Fokussierung, genaue Spurverfolgung und Schaltfunktionen des Feinaktuator 46 durchlaufen. Verschiedene Steuerung zur Servopositionierung können ebenfalls erfolgreich eingesetzt werden.
Das Fokussier- und Spurpositionsabtasten wird durch die Analyse des Laserlichts erzielt, das von der Platte 30 über den Pfad 47 durch die Linsen 45 und über den Halbspiegel 60 reflektiert wird und das vom Halbspiegel 61 zu einem sogenannten "Quad-Detektor" 62 reflektiert wird. Das Symbol 62 umfaßt optische Einrichtungen, beispielsweise halbzylindrische Linsen, um einen Lichtstrahl zu verarbeiten, bevor der Strahl auf die Detektoroberflächen trifft. Der Quad-Detektor 62 verfügt über vier Photoelemente, die Signale auf vier Leitungen mit der Nummer 63 zu den Fokussier- und Spurverfolgungsschaltkreisen 54 senden. Durch die Ausrichtung einer Achse des Detektors 62 mit der Spurmittellinie werden Spurverfolgungsoperationen ermöglicht. Die Fokussieroperationen werden durch den Vergleich der Lichtintensitäten ausgeführt, die von den vier Photoelementen im Quad-Detektor 62 erfaßt werden. Die Fokussier- und Spurverfolgungsschaltkreise 54 analysieren die Signale auf den Leitungen 63, um die Fokussierung und Spurverfolgung zu steuern.
Als nächstes wird das Aufzeichnen oder Schreiben von Daten auf die Platte 30 beschrieben. Es wird davon ausgegangen, daß der Magnet 48 auf die gewünschte Position gedreht wird, um die Daten aufzuzeichnen. Der Mikroprozessor 40 sendet über die Leitung 65 ein Prüfsignal zur Lasersteuerung 66, um anzuzeigen, daß eine Aufzeichnungsoperation folgen wird. Dadurch wird der Laser 67 von der Steuerung 66 erregt, um einen Laserstrahl hoher Intensität für die Aufzeichnung auszusenden. Beim Lesen sendet der Laser 67 dagegen einen Laserstrahl geringer Intensität, der den beleuchteten Punkt auf der Platte 30 nicht über den Curie-Punkt erhitzt. Die Steuerung 66 führt seine Prüfsignale über die Leitung 68 zum Laser 67 und empfängt ein Rückkopplungssignal über die Leitung 69, um anzuzeigen, daß der Laser 67 Lichtstärke gesendet hat. Die Steuerung 68 stellt die Lichtstärke auf den gewünschten Wert ein. Der Laser 67, ein Halbleiterlaser wie z.B. ein Galliumarsenid-Diodenlaser, kann durch die Datensignale moduliert werden, so daß der gesendete Laserstrahl die Daten darstellt, die durch diese Intensitätsmodulation aufgezeichnet werden. In dieser Hinsicht senden die Datenschaltkreise 75 (nachfolgend beschrieben) Datenanzeigesignale über die Leitung 68 zum Laser 67 zur Durchführung dieser Modulation. Der modulierte Lichtstrahl geht durch den Polarisator 70 (lineare Polarisierung des Strahls) und damit durch die Kollimationslinsen 71 zum Halbspiegel 60 im Lichtpfad 72, um zur Platte 30 durch die Linsen 45 reflektiert zu werden. Die Datenschaltkreise 75 sind für die Aufzeichnung von Prüfsignalen bereit, die der Mikroprozessor 40 über Leitung 76 sendet. Der Mikroprozessor 40 in den Vorbereitungsschaltkreisen 75 antwortet auf Befehle zur Aufzeichnung, die er vom Host-Prozessor 37 über die Anschluß schaltkreise 38 empfangen hat. Sobald die Datenschaltkreise 75 vorbereitet sind, werden die Daten direkt zwischen den Datenschaltkreisen 75 des Host-Prozessors 37 zu den Anschlußschaltkreisen 38 übertragen. Die Datenschaltkreise 75 haben darüber hinaus zusätzliche Schaltkreise (nicht zu sehen), die für die Zusatz- oder Formatsignale der Platte 30, die Fehlererkennung, Korrektursignale und ähnliches vorgesehen sind. Die Schaltkreise 75 entnehmen während einer Lese- oder Wiederherstellungsfunktion die Zusatzsignale von den Rücklesesignalen, bevor die korrigierten Datensignale mit dem Bus 77 über den Anschluß 38 zum Host-Prozessor 37 gesendet werden.
Für das Lesen oder Wiederherstellen der Daten von der Platte 30 zur Übertragung zu einem Host-Prozessor ist die optische und elektrische Verarbeitung des Laserstrahls von Platte 30 erforderlich. Der Teil des reflektierten Lichts (dessen lineare Polarisation vom Polarisator 70 kommt, der von der Platte 30 gedreht wird, die mit Hilfe des Kerr-Effekts aufzeichnet) geht auf dem Zweiwegelichtpfad 47 durch die Linsen 45 und Halbspiegel 60 und 61 zum Datenerfassungsteil 79 der optischen Teile von Kopfarm 33. Der Halbspiegel- oder Strahlenteiler 80 teilt den reflektierten Strahl in zwei Strahlen mit gleicher Intensität, die die gleiche reflektierte, gedrehte lineare Polarisation haben. Das vom Halbspiegel 80 reflektierte Licht geht durch einen ersten Polarisator 81, der nur das reflektierte Licht durchläßt, das gedreht wurde, als der Punkt der Restmagnetisierung auf der Platte 30 eine "nördliche" oder Binäreinsausrichtung hatte. Dieses Licht trifft auf die Photozelle 82, um ein geeignetes Anzeigesignal zum Differentialverstärker 85 zu senden. Wenn das reflektierte Licht durch eine Restmagnetisierung in "südlicher" oder gelöschter Polausrichtung gedreht wurde, sendet der Polarisator 81 kein oder nur wenig Licht, so daß die Photozelle 82 kein aktives Signal erhält. Die umgekehrte Operation wird vom Polarisator 83 durchgeführt, der nur "südlich" gedrehtes Laserlicht zur Photozelle 84 sendet. Die Photozelle 84 schickt ihr Signal, das den Empfang des Laserlichts anzeigt, zum zweiten Eingang des Differentialverstärkers 85. Der Verstärker 85 sendet das entstandene Differenzsignal (Datendarstellung) zu den Datenschaltkreisen 75 zur Erfassung. Die erfaßten Signale umfassen nicht nur aufgezeichnete Daten, sondern auch alle sogenannten Zusatzsignale. Unter dem Ausdruck "Daten" sind Datenträgersignale, vorzugsweise digitaler oder diskreter Art, zu verstehen.
Die Rotationsstellung und die Rotationsgeschwindigkeit der Spindel 31 wird von einem geeigneten Tachometer oder Emittersensor 90 abgetastet. Der Sensor 90, vorzugsweise ein optischer Sensortyp, der dunkle und helle Punkte auf einer Tachometerscheibe (nicht zu sehen) der Spindel 31 abtastet, sendet die "Tach-Signale" (digitale Signale) zum RPS-Schaltkreis 91, der die Rotationsposition der Spindel 31 erfaßt und die Signale mit den Rotationsdaten zum Mikroprozessor 40 sendet. Der Mikroprozessor 40 verwendet die Rotationssignale, um den Zugriff auf Datenspeichersegmente auf der Platte 30 zu steuern, wie dies bei magnetischen Datenspeicherplatten weit verbreitet ist. Die Signale des Sensors 90 gehen auch zu den Schaltkreisen 93 für die Spindelgeschwindigkeitsregelung, um den Motor 32 zu steuern, damit dieser die Spindel 31 auf einer konstanten Rotationsgeschwindigkeit dreht. Die Steuerung 93 kann einen quartzgesteuerten Oszillator zur Geschwindigkeitsregelung des Motors 32 enthalten. Diese Einrichtung ist hinlänglich bekannt. Der Mikroprozessor 40 sendet die Steuersignale auf bekannte Art und Weise über die Leitung 94 zur Steuerung 93.
In Fig. 3 ist zu sehen, daß der Host-Prozessor 37 über die Schnittstelle 102 mit einer programmierbaren Steuereinheit 101 verbunden ist. Bei der Schnittstelle 102 kann es sich um eine Schnittstelle zwischen Host-Prozessoren von IBM und den in Verbindung mit diesen Host-Prozessoren von IBM verwendeten programmierbaren Steuereinheiten handeln. Die gestrichelte Linie 103 zeigt spezielle Signale an, die vom Host-Prozessor 37 zur programmierbaren Steuereinheit 101 im Zusammenhang mit dem Raummanagement der magnetooptischen DASD 105 gesendet werden. Diese speziellen Signale gehen durch die Schnittstelle 102, sind jedoch in Fig. 3 zum besseren Verständnis der Erfindung eigens dargestellt. Die Signale zeigen an, daß Aufzeichnungsbereiche, die aufgezeichnete Signale enthalten, freigemacht werden können, d.h. sie können vom zugeordneten Zustand in den freien, nicht gelöschten Zustand gebracht werden. Weiterhin zeigen die Signale an, daß die vom Host-Prozessor 37 aufgezeichneten Daten sequentieller Art sind. Anstatt die sequentiellen Daten über zuvor aufgezeichnete Spuren zu schreiben, kann das Raummanagement 37A von der SST 20 aus auf die freien und gelöschten Spuren zugreifen, um die sequentiellen Daten zuzuordnen, die als nächstens vom Host-Prozessor 37 empfangen werden. Durch diese Zuordnung müssen zuvor aufgezeichnete Spuren nicht gelöscht werden, bevor die Aufzeichnung stattfindet. Die Leistung des Host-Prozessors 37 wird durch diese zeitsparenden Mittel nachhaltig erhöht.
Wie aus der Verbindungsleitung 106 hervorgeht, steuert die Steuereinheit 101 den Betrieb der magnetooptischen DASD 105 auf ähnliche Art und Weise. Die Steuerungen können von der Art sein, die in Verbindung mit der von Bohl beschriebenen Anordnung verwendet werden. Die gestrichelte Linie 107 verdeutlicht, daß die Steuereinheit 101 durch die Raummanagementsteuerung geht. Aus Fig. 4 geht genauer hervor, daß die Steuerungen insbesondere auf die VTOC 10 und die Oberflächenanalysesteuerungen gerichtet sind, um die Platte 30 der magnetooptischen DASD 105 zu initialisieren. Der Host-Prozessor 37 verfügt über einen internen Speicher, der in Diagrammform durch die SST 20 dargestellt ist, die die verschiedenen im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Felder enthält, die vom Raummanagement 37A verwendet werden.
Fig. 4 stellt in einem Fließdiagramm die Maschinenoperationen vor, die in der vom Raummanagement 37A verwendeten Einrichtung von Fig. 3 durchgeführt werden und die für das Verständnis der Erfindung von Bedeutung sind. Der Host-Prozessor 37 führt Programme durch, die die in Fig. 4 dargestellten Maschinenoperationen ausführen. Eines der Programme ist der Dispatcher 110, der die Operation aller Programme für das Raummanagement koordiniert und dem üblichen Muster in der Programmiertechnik entspricht. Die Aktivierung des Raummanagements 37A erfolgt mit bekannten Programmiertechniken. Die Pfeile 111 stellen Programmaufrufe für verschiedene Programme dar, die die Maschinenoperationen durchführen, die für das Verständnis der Erfindung zwar nicht wichtig sind, jedoch in einer Steuereinheit für ein Datenspeichersubsystem vorkommen. Programme zur Implementierung von Maschinenoperationen, die für ein Verständnis der Erfindung nicht von Bedeutung sind, machen eigentlich den größten Teil der Programme aus, die vom Host-Prozessor 37 ausgeführt werden. Der Dispatcher 110 stellt eine Ausführungspriorität für die verschiedenen Programme auf. Eine niedrige Priorität der Programme dient zur Implementierung eines Teils der Erfindung, d.h. wenn die magnetooptische DASD 105 keine Daten auf der Platte 30 auf zeichnet oder Daten von der Platte 30 liest (z.B. keine Reservierung oder Zuordnung). Der Logikpfad 112 stellt den Eingang zu den Maschinenoperationen des Raummanagements dar.
Die erste durch Nummer 113 gekennzeichnete Maschinenoperation (freie NE) prüft das Feld 23 der SST 20, um festzustellen, ob Spuren der Platte 30 nicht mehr zugeordnet, jedoch noch nicht gelöscht sind (frei, aber noch nicht gelöscht -- NE). Vorausgesetzt, daß einige freie NE-Spuren vorhanden sind, hat die SST 20 einen Nichtnull-Wert in Feld 23. Das Raummanagement 37A identifiziert eine dieser Spuren, die eine physikalische Adresse in Feld 23 gespeichert hat, oder Zugriff auf den dritten Teil 16 der VTOC 10 benötigt, um eine freie NE-Spur zu identifizieren. Die Steuereinheit 101 aktiviert die magnetooptische DASD 105, um den Feinaktuator 46 zur adressierten Spur zu führen. Die Steuereinheit 101 befiehlt als Antwort auf das Raummanagement 37A der magnetooptischen DASD 105, die Spur zu löschen (siehe Schritt 114). Nach der erfolgreichen Durchführung der Spurlöschung, bei der normale Datenaufzeichnungstechniken eingesetzt werden, setzt das Raummanagement 37A bei Schritt 115 die gerade gelöschte Spur vom dritten Teil 16 der VTOC in den zweiten Teil 15 der VTOC und aktualisiert die SST 20, indem in Feld 22 eingetragen wird, daß die gerade gelöschte Spur nun zum Datenempfang bereit ist. Die Identifizierung der Spur wird auf dem freien NE-Feld 23 gelöscht. Die Zahl der freien, jedoch nicht gelöschten Spuren (Nr. 23) wird im Minimalfall um eins verringert, während die Zahl der freien und die Zahl der gelöschten Spuren in Feld 22 um eins erhöht wird. Die gleichen Zahlen werden in der VTOC 10 gespeichert. Nach Beendigung des Schritts 115 der Maschinenoperationen wird der Dispatcher 110 aktiviert.
Unter bestimmten Umständen ist das Löschen der Spur 114 eine unabhängige Operation, d.h. die Steuereinheit 101 kann während des Löschvorgangs von der magnetooptischen DASD getrennt werden und daher dem Dispatcher 110 eine elektronische Nachricht hinterlassen, zur Maschinenoperation 115 zurückzukehren, wenn das Löschen der Spur beendet ist. Obgleich bevorzugterweise nur jeweils eine Spur gelöscht wird, um ein Höchstmaß an geforderten Aufzeichnungs- und Rücklesevorgängen durchführen zu können, ist eine Begrenzung auf das Löschen nur einer Spur nicht vorgesehen.
Wenn das Raummanagement keine freien, nicht gelöschten Spuren beim Entscheidungsschritt 113 findet, geht es in einem Ausführungsbeispiel zum Entscheidungsschritt 116 weiter, um festzustellen, ob alle aufgezeichneten Spuren der Platte 30 formatiert wurden oder nicht. Die Schritte 113 und 116 können vom Dispatcher 110 unabhängig voneinander aktiviert werden. Das Raummanagement prüft in Feld 24 der SST 20, ob eine Spuradresse verzeichnet ist oder nicht. Wenn keine Spuradresse vorhanden ist, oder eine Spuradresse mit einem Wert, der um eins größer als die Adresse der radial am weitesten innen liegende Spur von Platte 30, aufgezeichnet wurde, legt das Raummanagement fest, daß alle Spuren der Platte 30 formatiert wurden. An dieser Stelle folgt das Raummanagement dem Programmpfad 117 zum Rückpfad 109, um zum Dispatcher 110 zurückzukehren.
Wenn das Feld 24 eine physikalische Adresse einer neuen Spur der Platte 30 enthält, wird eine der neuen Spuren in der Subroutine 120 oberflächenanalysiert und formatiert. Im Schritt 121 der Maschinenoperationen wird die in Feld 24 identifizierte Spur als nächstes zur Formatierung vorgesehen und dem Formatiervorgang zugeordnet. In Schritt 122 sorgt das Raummanagement 37A dafür, daß die Steuereinheit 101 und die magnetooptische DASD 105 die gerade identifizierte neue Spur oberflächenanalysieren und prüfen. Bei der Oberflächenanalyse werden Oberflächenfehler erfaßt, die später im Hausadreßbereich der gerade analysierten Spur gespeichert werden. Eine genaue Beschreibung dieses Vorgangs ist bei Kulakowski und al. in der gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung Nr. 067,762 vom 29. Juni 1987 (TU986006) zu finden. Während der Oberflächenanalyse sammelt entweder die magnetooptische DASD 105 oder die Steuereinheit 105 die erfaßten Oberflächenfehler, den Ort ihres Vorkommens und ihren Umfang. Nach Beendigung der festgestellten Fehlersammlung geht das Raummanagement 37A zu Schritt 123, wo die Fehler in Tabellenform aufgelistet werden, um im nächsten Schritt 125 im Hausadreßbereich gespeichert zu werden. Bei Schritt 123 veranlaßt die Steuereinheit 101 die magnetooptische DASD 105, die gerade oberflächenanalysierte Spur zu löschen. Nach dem Löschen wird in Schritt 125 der Hausadreßsatz HA auf diese Spur geschrieben. Schritt 124 zeigt an, daß noch andere Datenverarbeitungsschritte durchgeführt werden können, bevor die Formatierung in Schritt 125 ausgeführt wird.
Nach dem erfolgreichen Abschluß der Spurformatierung werden das Feld 24 der SST 20 und die VTOC 10 aktualisiert, indem die nächsthöhere Spuradresse (die Adresse der nächsten radia1 innen liegenden Spuren) zur Aufzeichnung in Feld 24 der SST 20 bzw. im vierten Teil 17 der VTOC ausgewählt wird. Die SST 20 und der Teil 15 der VTOC werden aktualisiert, um die Verfügbarkeit jeder zusätzlich formatierten Spur anzuzeigen. Wenn die radial am weitesten innen liegende Spur gelöscht wird, steht die gespeicherte Adresse für keine Spur, d.h. sie ist um eins größer als die höchstadressierte Spur. Nach Beendigung des Schritts 125 der Maschinenoperation geht die Programmausführung zum Dispatcher 110 zurück.
Der Dispatcher 110 aktiviert auch das Modul 128, das für Vergabe und Entzug der Zuordnung zuständig ist. Das Modul 128 kann auch von einem anderen Programmodul aufgerufen werden, das eine im Host-Prozessor 37 erzeugte Zuordnungsaufforderung durchführt. Das Modul 128 führt Operationen durch, die in heutigen Computern mit Speichersteuerung ausgeführt werden, wobei die Steuerung adressierbare Steuerbereiche zuordnet bzw. die Zuordnung auflöst. Wenn das Zuordnungsmodul 128 während eines Zuordnungsprozesses eine nicht zugeordnete, gelöschte und adressierbare Spur findet, die entweder im Feld 22 der SST 20 oder im zweiten Teil 15 der VTOC identifiziert ist, erfolgt eine erfolgreiche Zuordnung. Die Zuordnung führt dazu, daß auf Leitung 129 die Zuordnung als beendet angezeigt wird, so daß der Host-Prozessor die Aufzeichnung im gerade zugeordneten Datenspeicherbereich befehlen kann. Wenn der Zuordnungsprozeß durch die Ausführung eines anderen Programms im Host-Prozessor 37 durchgeführt wurde, der über Leitung 127A eine Anforderung gesendet hat, wird die erfolgreiche Zuordnung auf Leitung 129A angezeigt, so daß die Programmausführung weiter fortgesetzt werden kann.
Sämtliche Auflösungen der Spurenzuordnung durch das Modul 128 sind erfolgreich. Zu jeder Auflösung gehört, daß die Identifizierung der nicht mehr zugeordneten Aufzeichnungsspur oder Aufzeichnungsspuren vom ersten Teil 14 der VTOC als eine zugeordnete Spur in den dritten Teil 16 der VTOC und SST 20 gesetzt wird, wodurch angezeigt wird, daß die Spur nicht zugeordnet, aber noch nicht gelöscht ist. Das Raummanagement weiß nicht, ob Daten in der Spur, deren Zuordnung gerade entzogen wurde, aufgezeichnet sind oder nicht. Der Vollständigkeit halber wird jedoch davon ausgegangen, daß einige Daten in der nicht mehr zugeordneten Spur aufgezeichnet wurden. Die oben beschriebenen Vorgänge sind in Fig. 4 unter Nummer 131 dargestellt. Die Ausführung dieser Operationen beendet das Auflösen der Zuordnung, so daß der Dispatcher 110 ein anderes Programm zur Ausführung auswählen kann.
Wenn ein Zuordnungsversuch fehlschlägt, weil keine adressierbaren Datenspeicherspuren im zweiten Teil 15 der VTOC identifiziert wurden, betragen die Zahlen der freien und gelöschten Spuren im Feld 22 der SST 20 und im zweiten Teil 15 der VTOC Null. Das Raummanagement muß dann im nächsten verfügbaren Moment durchgeführt werden, um einen zusätzlichen zuweisbaren Datenspeicherraum zu erhalten.
Der Programmpfad 132 für die fehlgeschlagene Zuordnung führt zum Entscheidungsschritt 133, wo festgestellt wird, ob freie NE-Aufzeichnungsspuren im dritten Teil 16 der VTOC vorhanden sind oder nicht, die im Feld 23 der SST 20 durch eine Nichtnull-Zahl gekennzeichnet sind. Wenn das SST-Feld 23 nicht Null ist, geht die Ausführung der Maschinenoperationen von Fig. 4 weiter zu Schritt 134, wo die Spuren gelöscht werden, um sie für die Zuordnung bereitzustellen. Nach Beendigung des Löschens wird die Zahl in Feld 23 verringert, während die Zahl in Feld 22 nicht Null wird. Die VTOC 10 wird aktualisiert, um das Löschen anzuzeigen, indem der Hinweis auf die gerade gelöschten Spuren vom dritten Teil 16 der VTOC zum zweiten Teil 15 der VTOC gebracht wird. Nach der erfolgreichen Beendigung des Löschvorgangs werden die gerade gelöschten Spuren in Schritt 135 zugeordnet, und das Raummanagement kehrt zum Dispatcher 110 zurück.
Wenn keine nicht zugeordneten NE-Spuren im Entscheidungsschritt 133 festgestellt werden, werden einige unformatierte Spuren auf der Platte 30 verarbeitet. Bei Entscheidungsschritt 138 (alle FMT) prüft das Raummanagement das Feld 24 der SST 20, um festzustellen, ob noch unformatierte Spuren auf Platte 30 sind. Wenn keine Spuren vorhanden sind, wurden alle Spuren auf der Platte 30 formatiert. Das Raummanagement folgt dann dem Pfad 139 zum Dispatcher 110. An dieser Stelle kann nun nichts mehr unternommen werden, um die Zuordnungsanforderung auszuführen -- die Platte ist vollständig zugeordnet. Wenn beim Entscheidungsschritt 138 allerdings einige unformatierte Spuren in Feld 24 der SST 20 oder im vierten Teil 17 der VTOC festgestellt werden, wird mindestens eine der unformatierten Spuren, oder wenn mehr als eine Spur angefordert wurde, werden mehrere unformatierte Spuren bei Funktionsschritt 140 formatiert. Der Funktionsschritt 140 umfaßt alle Schritte im Zusammenhang mit der Formatierung in der Subroutine 120, die in der gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung von Kulakowski und al. beschrieben werden. Die Oberflächenanalyse der Spuren kann beendet sein, wenn die Formatierung der analysierten Spuren (Schritt 125) noch nicht abgeschlossen ist. Im letztgenannten Fall wird nur Schritt 125 der Subroutine 120 durchgeführt.
Nachdem eine erforderliche Menge von unformatierten Spuren bei Schritt 140 formatiert wurden, ordnet das Raummanagement die gerade formatierten und gelöschten Spuren bei Schritt 135 zu. In einer praktischen Implementierung ist die für die Durchführung des Operationsschritts 135 verwendete Programmierung Teil des Zuordnungsmoduls 128.
Die Beschreibung bezieht sich auf das Löschen und Formatieren von Spuren auf einer in-line Basis, bei der der Host-Prozessor 37 die Lösch- und Formatiervorgänge zwischen die Aufzeichnungs- und Rücklesevorgänge schiebt. Wenn die Platte 30 zuerst auf eine magnetooptische DASD 105 gesetzt wird, oder wenn die Platte nicht entfernt werden kann, falls die magnetooptische DASD 105 zuerst mit dem Host-Prozessor 37 verbunden wird, initialisiert das Raummanagement einen radial außen liegenden Satz von Aufzeichnungsspuren zur Initialisierung der Platte 30, so daß Aufzeichnungs- und Rückleseoperationen nachfolgend durchgeführt werden können. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß der Hersteller die erste Formatierung der radial außenliegenden Spuren auf der Platte 30 vornimmt, wie dies bei Kulakowski und al. in der gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung beschrieben wird. In diesem Fall initialisiert das Raummanagement die Platte 30 nicht in einer Anwenderumgebung. Die Initialisierung kann auch durch das Raummanagement eingeleitet werden, indem die Steuereinheit 101 die Platte 30 für die VTOC 10 abtastet. Wenn keine VTOC 10 vorhanden ist, deutet dies auf eine unformatierte Platte hin. Die Initialisierung kann daraufhin vom Raummanagement begonnen werden. Bei Entscheidungsschritt 154 wird auf jeden Fall ein Initialisierungsbefehl abgetastet. Wenn durch das Lesen der VTOC 10 hervorgeht, daß der Initialisierungsbefehl zuvor schon für die Platte 30 ausgeführt worden ist, finden keine weiteren Schritte statt. Bei einer nicht initialisierten Platte 30 geht das Raummanagement vom Entscheidungsschritt 154 zu den Schritten 155-157. Diese Schritte sind in der gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung von Kulakowski und al. erklärt. Bei Schritt 156 wird ein Oberflächentest oder eine Analyse einer festgelegten Zahl von radial außenliegenden Spuren auf der Platte 30 gemacht. Die ersten 100 radial außenliegenden Spuren werden beispielsweise oberflächenanalysiert (siehe Beschreibung bei Schritt 120). Nach Beendigung der Oberflächenanalyse werden die Spuren gelöscht und die Hausadressen (HA) werden im Schritt 155 auf die entsprechenden Spuren geschrieben, einschließlich der äußersten Spur, auf die die VTOC 10 aufgezeichnet wird. Bei Schritt 157 wird die VTOC 10 in die äußerste Spur geschrieben. Nach Beendigung der Platteninitialisierung kehrt das Raummanagement zum Dispatcher 110 zurück, damit der Host-Prozessor 37 andere Maschinenoperationen über den Rückpfad durchführen kann.
In Fig. 5 werden die Maschinenoperationen gezeigt, die bei der Aufzeichnung von nicht sequentiellen Daten verwendet werden, z.B. wenn der Host-Prozessor 37 Daten in einer Spur beibehalten will, in der eine Vorgängerversion der Daten gespeichert wurde. Der Host-Prozessor 37 kann so programmiert werden, daß nicht- sequentielle Daten auf der Platte 30 von einer Spur auf die andere bewegt werden können, um somit zu verhindern, daß ein Löschschritt zwischen eine Schreibanforderung und dem eigentlichen Schreiben oder Aufzeichnen auf die Platte 30 geschoben wird. Im letztgenannten Fall ist das auf Platte 30 gespeicherte Datenverzeichnis logisch, d.h. die VTOC 10 enthält ein Verzeichnis, das eine logische Zahl oder Adresse in eine physikalische oder Spuradresse umwandelt. Disketten und Festplatten in heutigen Personal Computer verwenden die logische Adressierung. Wenn die oben genannten Schritte jedoch nicht durchgeführt werden sollen, wird ein vom Host-Prozessor 37 ausgegebener Schreibbefehl bei Pfad 164 von der Steuereinheit 101 ausgeführt. Beim Entscheidungsschritt 165 legt das Raummanagement fest, ob es sich um eine Aktualisierungsschreiboperation handelt. Bei einer Aktualisierungsoperation, d.h. neue Daten sollen beispielsweise zuvor gespeicherte Daten ersetzen, erhält die Steuereinheit 101 bei Funktionsschritt 166 den Befehl, den Zielbereich zu löschen. Nach Beendigung von Schritt 165 wird ein Wiederholungssignal durch einen Kanalbefehl von der Steuereinheit 101 zum Host-Prozessor 37 gesendet. Nachdem der Löschvorgang bei Schritt 166 beendet wurde, sendet die Steuereinheit 101 ein DEVICE END-Signal zum Host-Prozessor 37, das diesem das Ende des Löschvorgangs anzeigt. Bei Funktionsschritt 177 werden die Daten dann auf die Platte 30 geschrieben. Nach Ausführung des Funktionsschritts 177 geht der Host-Prozessor 37 zu anderen Programmschritten (nicht gezeigt), die für das Verständnis der Erfindung nicht von Belang sind.
Wenn das Raummanagement bei Entscheidungsschritt 165 feststellt, daß es sich um Originaldaten handelt und der Schreibvorgang daher keine Aktualisierung darstellt, legt das Raummanagement bei Entscheidungsschritt 170 fest, ob freie und gelöschte Spuren für eine Zuordnung bereitstehen. Ist dies nicht der Fall, wird eine Spur wie bei Fig. 4 beschrieben gelöscht, wie dies in Fig. 5 durch Schritt 169 dargestellt wird. Wenn eine freie und gelöschte Spur (F-E) beim Entscheidungsschritt 170 oder nach Beendigung des Löschvorgangs bei Schritt 169 gefunden wird, ordnet das Raummanagement die Spur bei Schritt 177 einer Schreiboperation zu. Der Schreibvorgang wird dann bei Funktionsschritt 177 durchgeführt.
Die Erfindung wurde mit besonderer Berücksichtigung der hier gezeigten Ausführungsbeispiele dargelegt. Fachleuten ist jedoch klar, daß verschiedene Änderungen möglich sind, ohne dabei von den Ansprüchen abzuweichen. Die Erfindung kann insbesondere bei hart-sektorierten Medien, Medien mit Festblockarchitektur und aktualisierbaren Medien und ähnlichem Anwendung finden.

Claims

1. Ein magnetisches und/oder optisches Plattendatenspeichersystem zum Speichern und Wiedergewinnen von Daten auf einer Platte mit zahlreichen adressierbaren und wiederbeschreibbaren Datenspeicherspuren (13), wobei das System ein Mittel zur Formatierung von Teilen der Platte sowie zum Lesen und Schreiben von Daten von und auf die formatierten Speicherspuren unter der Steuerung eines lokalen oder Fernprozessors (40) hat, und das System so angeordnet ist, daß eine auf der Platte aufgezeichnete Volumeninhaltsstabelle VTOC (10) den Zustand und den Dateninhalt auf der Platte anzeigt, wobei das System dadurch gekennzeichnet ist, daß die Volumeninhaltstabelle VTOC weiterhin anzeigt, welche formatierten Speicherspuren für die Datenspeicherung zugeordnet sind und welche formatierten Speicherspuren nicht für die Datenspeicherung zugeordnet sind sowie welche potentiellen Speicherbereiche der Platte unformatiert sind und damit für die Datenspeicherung nicht zur Verfügung stehen, wobei die unformatierten Bereiche in der VTOC ausgewiesen werden; und das System mit Mitteln ausgestattet ist, die die unformatierten Bereiche der Platte formatieren, wenn die Platte nicht gerade für Schreib- oder Lesevorgänge verwendet wird.

2. Ein System nach Anspruch 1, bei dem die Platte nicht überschrieben werden kann, so daß zuvor beschriebene Speicherspuren gelöscht werden müssen, bevor sie überschrieben werden können, sowie Mittel zum Löschen von nicht mehr zugeordneten, beschriebenen Speicherspuren, wenn die Platte nicht zum Lesen oder Schreiben verwendet wird, wobei die VTOC aktualisiert wird, um anzuzeigen, welche nicht mehr zugeordneten adressierbaren Speicherspuren gelöscht wurden.

3. Ein System nach Anspruch 2, bei dem die zugeordneten Spuren, bei denen die gespeicherten Daten nicht mehr benötigt werden, keine Zuordnung mehr erhalten, und die VTOC entsprechend aktualisiert wird, wobei der Steuerprozessor so angeordnet ist, daß wenn die Platte nicht zum Empfang von auf der Platte aufzuzeichnenden Signalen oder zur Bereitstellung von aufgezeichneten Signalen von der Platte verwendet wird, die nicht mehr zugeordneten, jedoch nicht gelöschten Spuren gelöscht werden, die VTOC entsprechend aktualisiert wird und die Formatierung zusätzlicher Spuren verzögert wird, bis alle nicht mehr zugeordneten, jedoch nicht gelöschten Spuren gelöscht wurden.

4. Ein System nach Anspruch 3, bei dem im Fall einer Aktualisierung eines Datensatzes, der kleiner als die Länge einer Spur ist, der Schreibvorgang verzögert wird, während der zu aktualisierende Datensatz unverzüglich gelöscht wird, während im Fall einer Speicherung eines Datensatz, der eine ganze Spur einnimmt, die Aktualisierung auf freien Spuren aufgezeichnet wird und den Spuren mit der Vorgängerversion die Zuordnung entzogen wird, so daß sie nachfolgend gelöscht werden.

5. Ein System nach den Ansprüchen 2 und 4, das weiterhin ein Programmittel in einer Steuereinheit umfaßt, das Aufzeichnungsspuren zum Empfang von Daten zuordnet, sowie einen Dispatcher, der den Löschmitteln den Vorrang vor den Formatiermitteln gibt.

6. Ein System nach einem der oben genannten Ansprüche, bei dem die VTOC in der radial äußersten Spur aufgezeichnet wird.

7. Ein System nach einem der oben genannten Ansprüche, bei dem jede formatierte Speicherspur ein einzelnes Indexmittel (11) und einen Hausadreßsatz (12) gegenüber der entsprechenden lndexmarkierung besitzt, wobei der Hausadreßsatz die Rotationsstellen der Schäden auf den entsprechenden Aufzeichnungsspuren verzeichnet, und unformatierte Bereiche keinen Hausadreßsatz besitzen.

8. Ein System nach einem der oben genannten Ansprüche, bei dem die Formatierung radial auf der Platte erfolgt, und die VTOC einen Datensatz über die Identität der Spur an der Grenze des formatierten Teils der Platte enthält.

9. Ein System nach Anspruch 8, bei dem die Formatierung eine Oberflächenanalyse der Spuren sowie das Aufzeichnen der Stelle und des Umfangs jedes festgestellten Oberflächenschadens auf der entsprechenden Spur umfaßt; sowie die Aktualisierung der VTOC im Hinblick auf die Zuordnung der so initialisierten Spuren und der neuen Grenze der formatierten Spuren, bei denen eine nachfolgende Formatierung beginnt.