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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zum Steuern des Zugriffs auf eine Aufzeichnungsplatte,
wobei eine hohe Übertragungsgeschwindigkeit
und ein Zugriff auf nichtzusammenhängende Positionen auf der Platte
(wahlfreier Zugriff) erforderlich sind, und ein Gerät dafür.
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Im Zusammenhang mit dem Anstieg der
Geschwindigkeit von Computern werden Plattenspeichereinrichtung,
welche eine hohe Zugriffsgeschwindigkeit ermöglichen, immer wichtiger. In
den vergangenen Jahren ist es insbesondere auf dem Gebiet von Multimedia,
nun Brennpunkt solcher Aufmerksamkeit, wesentlich, auf Bewegtbilder
und auf Audio, die auf der Platte als Digitaldaten gespeichert sind, und
von Positionen auf der Platte separat voneinander mit einer hohen
Geschwindigkeit zugreifen zu können.
Eine hohe Übertragungsgeschwindigkeit und
Realzeiteigenschaft sind zum Speichern von Multimediadaten beispielsweise
Bewegtbilddaten und Audiodaten erforderlich. Die hohe Übertragungsgeschwindigkeit
wird natürlich
wichtig, wenn eine große
Menge an Bewegtbildern und Audio gehandhabt wird.
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Die Realzeiteigenschaft erfordert
außerdem, dass
eine obere Grenze der Verarbeitungszeit nicht überstiegen wird. Beispielsweise
wird die Bewegung schwierig zu handhaben, wenn nicht 30 Rahmen pro Sekunde
nacheinander in konstanten Intervallen im Bewegtbild angezeigt werden.
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Wenn man weiter nicht in der Lage
ist, mit den Fähigkeiten
der Platte Schritt zu halten und es daher ungenügende Audiodaten gibt, bricht
der Ton ab, und es wird ein unschönes Geräusch erzeugt. Wenn Daten von
Multimedia nicht vorbereitet sind und bei ihren entsprechenden speziellen
Zeiten verwendet werden, fällt
auf diese Weise der Wert an Information scharf ab. Somit ist es
beim Speichern für Multimedia
wichtig, dass die obere Grenze garantiert wird, d. h., dass die
Verarbeitung in dieser Zeit sogar im schlechtesten Fall ausgeführt werden
kann. Wenn dagegen die Anforderungen hinsichtlich der Durchschnittsleistung
erfüllt
werden, ist es möglich,
dass die Daten in einigen Zeitperioden zu spät sein werden. Die Garantie
des Maximalwerts der Verarbeitungszeit wird auf die Realzeiteigenschaft
bezogen und ist eine unabdingbare Funktion auf dem Gebiet von Multimedia.
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Beim Speichern von Information für Computer
ist die Verbesserung der Burchschnittsleistung das Primärziel. Der
schlechteste Wert wurde nicht immer klein gehalten; d. h., es gab
eine große
Variation bei der Speicherverarbeitungszeit. Dieser Punkt steht
im scharfen Kontrast zu Speichererfordernissen für Multimedia.
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Zusätzlich muss auf den Hauptgebieten
der Anwendung von Multimedia ein stetiger Zugriff auf Daten an körperlich
getrennten Positionen (wahlfreier Zugriff) möglich sein, um diesen mit einer
hohen Geschwindigkeit auszuführen.
Beispielsweise ist Video-auf-Wunsch
(VOD) ein System, welches es einer großen Anzahl von Zuschauern erlaubt,
die Programme immer aufzurufen und zu sehen, wenn sie wünschen.
Um dies zu realisieren ist es notwendig, die Wünsche (Anfragen) von vielen
Zuschauern parallel zu verarbeiten und schnell die waten den Teilen
bereitzustellen, die die Zuschauer laufend beobachten. Aus diesem
Grund ist es notwendig, u. a. die Quellen von Filmen, die an einer
Vielzahl von Stellen auf der Platte gespeichert sind, mit einer
hohen Geschwindigkeit aufzuspüren.
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In den vergangenen Jahren wurden
außerdem
Videos und Filme editiert, wobei keine Bänder und Filme sondern Platten
verwendet werden. Bei einem Band ist es, wenn eine Szene von wenigen
Sekunden auf eine Position in der Nähe des Starts eines Programms
von beispielsweise einer Stunde eingefügt wird, um ein Überschreiben
zu verhindern, notwendig, das gesamte Video nach dieser Einfügungsposition
nach hinten zu verschieben und daher das Programm nochmals aufzuzeichnen.
Trotz hoher Wiedergabegeschwindigkeit von analogen Audiokassettenbändern erfordert
dieses Umschreiben von Videoprogrammen ungefähr die Zeitdauer eines Programms,
so dass die Effektivität
gering ist. Da bei einer Platte jedoch der wahlfreie Zugriff möglich ist,
ist es möglich,
den Einfügungsbereich
an einer anderen Position auf der Platte anzuordnen, einmal auf
diese Position zu springen und auf das eingefügte Video im Zeitpunkt der
Reproduktion zuzugreifen, und dann zur Ursprungsposition zurückzukehren
und die Reproduktion des Videos fortzusetzen. Wenn man diese Methodik
einen Schritt weiter hernimmt, ist ein Verfahren bekannt, wo jede
Szene (Schnitt) des Programms an unterschiedlichen Positionen auf
der Platte angeordnet ist und diese mit einer hohen Geschwindigkeit
im Zeitpunkt der Reproduktion aufgespürt werden, so dass sie aussehen,
als ob ein einziges Band wiedergegeben werden würde. Wenn so verfährt, ist
es möglich,
Szenen umzuschalten und Längen
zu ändern,
wobei lediglich die Reihenfolge der Spurnachführung der Daten auf der Platte
geändert
wird, wodurch die Effektivität
zum Editieren extrem hoch ist. Dies wird als nicht-lineares Editieren bezeichnet.
Es sei angemerkt, dass in diesem Fall es ebenfalls notwendig ist,
körperlich
getrennte Positionen auf der Platte mit hoher Geschwindigkeit aufzuspüren.
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Die man aus diesen Beispielen sieht,
ist es auf dem Gebiet der Anwendung von Multimedia extrem wichtig,
auf Raten mit einer hohen Geschwindigkeit zuzugreifen, während nichtzusammenhängende Positionen
auf der Platte aufgespürt
werden (das wird als wahlfreier Zugriff bezeichnet), wobei jedoch die
Zeit zum Bewegen des Kopfes auf einen gewünschten Zylinder, was als Suchzeit
bezeichnet wird, und die Zeit zum Warten, dass die Platte dreht, bis
der Start der Daten im Zylinder erscheint, was als Drehverzögerungszeit
bezeichnet wird, sind für
die Bewegung zu nichtzusammenhängenden
Positionen notwendig. Diese Zeiten werden als Überzeit des Zugriffs bezeichnet.
Je länger
diese im Vergleich mit der Zeit, um tatsächlich auf die Baten zuzugreifen,
ist, desto mehr Zeit braucht man für die Übertragung von Daten von der
Platte, wodurch die Leistung geringer wird.
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Wenn man nun annimmt, dass die Suchzeit der
Platte gleich Ts und die Drehverzögerungszeit gleich Tr beträgt, wird
die Überzeit
des Plattenzugriffs zu Ts + Tr. Wenn der Kopf der Platte in den
Daten existiert und die Zeit zum tatsächlichen Zugreifen auf die
Raten Tt beträgt,
wird die Effektivität
im Vergleich zu einem Fall, wo es keinen Sprung des Kopfs auf eine
separate Position gibt, niedrig, wie aus der folgenden Gleichung
(1) zu sehen ist:
Tt/(Tr
+ Ts + Tr) (1)
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Im Vergleich zu einem Fall, wo auf
die Daten auf der Platte sequentiell vom Start bis zum Ende zugegriffen
wird, wird in dem Fall, wo ein wahlfreier Zugriff ausgeführt wird,
während
die Daten bei separaten Positionen aufgespürt werden, es notwendig, die Verminderung
der Leistung um diesen Betrag zu erkennen. Folglich besteht die
Aufgabe bei Multimediaplatten darin, die Verminderung der Leistung
im Zeitpunkt eines wahlfreien Zugriffs zu unterdrücken, während die
Realzeiteigenschaft beibehalten wird (um die obere Grenze der Verarbeitungszeit
zu bestimmen und um zu garantieren, dass diese immer in einer Zeit
gleich oder kürzer
als dieses obere Limit arbeitet).
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In den vergangenen Jahren wurde Forschung
hinsichtlich des Verfahrens zum Garantieren der Realzeiteigenschaft
bei dem Zugriff auf Platten durchgeführt. Beispielsweise wurde in
D. Anderson, Y. Osawa und R. Govindan, "A File System for Continuous
Media", ACM Transactions on Computer Systems, Band 10, Nr. 4, Seite
311–377,
1992 (anschließend
als "Anderson 92" bezeichnet) ein Versuch gemacht, um die Leistungsfähigkeit
eines Systems zu verbessern, wobei die Beziehung zwischen dem Betrag
des Pufferspeichers zum zeitlichen Speichern der Daten, welche von
der Platte gelesen werden, und dem Betrag der Daten, die bei einem
einzigen Zugriff zu lesen sind, optimiert wird.
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Wenn es zur Überzeit (overhead) des Zugriffs
der Platte kommt, sei jedoch, um die Analyse zu erleichtern, angenommen,
dass die schlechtesten Werte, die sowohl für die Suchzeit als auch die
Drehverzögerungszeit
vorstellbar sind, bei jedem wahlfreiem Zugriff auftreten. Die Zeit
nämlich,
wenn vom innersten Umfang zum äußersten
Umfang gesucht wird, wird als die Suchzeit angenommen, und die Zeit,
um exakt um eine Umdrehung zu warten, wird als Drehverzögerungszeit
angenommen. Wenn man diese Annahme macht, ist die Schätzung des schlechtesten
Werts der Verarbeitungszeit extrem sicher, wobei jedoch eine solche
Operation nicht jedes Mal in Wirklichkeit durchgeführt wird
und daher die Schätzung
des schlechtesten Werts sehr niedrig wird im Vergleich zu der Leistung,
die von der Platte in Wirklichkeit hergeleitet werden kann, wobei
eine derartige Schätzung
wenig Bedeutung als Entwurfsdaten hat.
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In V. Rangan und H. Vin, "Efficient
Storage Technique for Digital Continuous Multimedia", IEEE Transactions
on Knowledge and Data Engineering, Band 5, Nr. 4, Seite 564–573, 1993
(anschließend
als "Rangen 93") wurde untersucht, wenn eine Videodatei in mehrere
Segmente geschnitten wird und die verschiedenen Segmente bei unterschiedlichen
Positionen gespeichert werden, wie die Längen der Segmente und die Intervalle
zwischen den Segmenten zu bestimmen sind, um die Realzeiteigenschaft beizubehalten.
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Wenn man jedoch zwischen Segmenten
(im Zeitpunkt des wahlfreien Zugriffs) springt, sei hier jedoch
angenommen, dass die schlechteste Überzeit jedes Mal in der gleichen
Weise verursacht wird, wie in "Andersan 92" beschrieben wurde, wodurch
daher ein ähnliches
Problem besteht.
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Es gab außerdem Versuche, den schlechtesten
Wert niedriger im Vergleich zu diesen Studien zu halten. Diese ermöglichen
einen wahlfreien Realzeitzugriff der mit viel höheren Leistungsfähigkeiten
garantiert wird. N. Reddy und J. Wylllie, "Disk Scheduling in a
Multimedia I/0 System" ACM Multimedia 93, Seite 225–233, 1993
(anschließend
als "Reddy 93" bezeichnet), J. Gemmel, J. Han et al, "Delay-Sensitive
Multimedia on Disk", IEEE Multimedia 1994, Seite 56–67, 1994
(anschließend
als "Gemmel 94" bezeichnet), und M. Chen, D. Kandlur und P. Yu "Optimization
of the Grouped Sweeping Scheduling (GSS) with Heterogeneous Multimedia
Streams", ACM Multimedia 93, Seite 235–242, 1993 (anschließend als "Chen
93" bezeichnet) versuchen, die Überzeit
zu unterdrücken,
wobei ein Kopfauflistungsalgorithmus verwendet wird, der als "SCAN"
bezeichnet wird.
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"Kopf-Auflistung" ist ein Verfahren,
um die Suchzeit zu reduzieren, wobei mit der Reihenfolge des Zugriffs
herumgebastelt wird, wenn dies notwendig ist, um auf mehrere Positionen
auf der Platte zuzugreifen. Der SCAN-Algorithmus, der in 1 gezeigt ist, ist ein Algorithmus,
bei dem eine vorgegebene Anzahl von I/0-Anfragen (#1, #2, ... )
in der radialen Richtung der Platte sortiert werden und sequentiell
verarbeitet werden. Eine reziproke Opera tion des Kopfs, die auftreten
wird, wenn die Verarbeitung in der Reihenfolge des Ankommens der
I/0-Anfragen (#1, #2, ...) ausgeführt wird, kann verhindert werden, und
danach können
wieder die entsprechenden Suchzeiten reduziert werden. Für den Algorithmus der
Kopfauflistung sind viele Algorithmen bekannt. Diese sind ausführlich beispielsweise
in H. Deitel, "Operating Systems", Addison Wesley, Seite 360–372, 1990
erwähnt.
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"Reddy 93 ", "Gemmel 94", und "Chen
93" gründen
sich auf der Annahme der Verwendung eines SCAN-Algorithmus und sind
daher in der Lage, die Suchzeit zu unterdrücken. Folglich ist es möglich, den
schlechtesten Wert der Überzeit
abzusenken und eine höhere
Leistung im Vergleich zu "Anderson 92" und "Rangan 93" zu garantieren.
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Jedoch ist das einzige, was der SCAN-Algorithmus
unterdrücken
kann, ist die Suchzeit. Es wurde wie bisher kein Hinweis darauf
gegeben, wie man die Drehverzögerungszeit
vermindern könnte.
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"Reddy 93" nimmt an, dass eine Spezialfunktion,
welche als Null-Verborgenheits-Zugriffsmechanismus
bezeichnet wird, in der Platte existiert. Der Null-Verborgenheits-Zugriffsmechanismus
ist ein Verfahren, bei dem die Baten sukzessive gelesen werden,
sogar von der Mitte der Daten an einem Zeitpunkt, wo der Kopf die
gewünschte
Spur erreicht und der Anfangsbereich der Baten, die nicht bereit
waren, nochmals gelesen wird, wenn die Platte einmal dreht und dieser
Bereich zurückkehrt.
Wenn folglich die Platte einmal dreht, können die gewünschten
Baten verlässlich
gelesen, und daher wird die Gesamtzeit der Drehverzögerung und
der Datenzugriff wird zu der Zeit des Betrags einer Umdrehung maximal.
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Da jedoch wenige vorhandene Platten
diesen Mechanismus nutzen, kann es sein, dass die Annahme bei "Reddy
93" nicht realistisch ist.
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Dagegen verwendet "Gemmel 94" ein
Verfahren, die Überzeit
zu schätzen,
wobei immer der Maximalwert als Ergebnis einer Betrachtung hinzugefügt wird,
dass die Drehverzögerung
ein Betrag ist, für
welche die Steuerung und die Vorhersage unmöglich sind. Dies ist sicher,
jedoch eine Menge an Zeitverschwendung, was ein Problem mit sich
bringt. Außerdem
behandelt "Chen 93" die Drehverzögerung als
einen vernachlässigbaren
Korrekturbegriff, wobei dies jedoch nicht realistisch ist. Bei den
früheren Hochgeschwindigkeitsplatten
beträgt
beispielsweise der Drehzyklus 8,3 ms, während, wenn der SCAN-Algorithmus
verwendet wird, der Maximalerwert der Suchzeit auf ungefähr 6 ms
oder weniger unterdrückt werden
kann. Daher ist die Drehverzögerung
dominant. Aus den Gesichtspunkten des Luftwiderstands und der elektrischen
verbrauchten Leistung des Motors und der resultierenden erzeugten
Wärme ist
es schwierig, irgendwelche wesentlichen Verbesserungen bei der Dreh geschwindigkeit
von diesem Punkt an zu erwarten. Die Reduktion der Drehverzögerung ist
das größte Problem,
welches gelöst
werden sollte.
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Es sei außerdem herausgestellt, dass
bei dem üblichen
Dateisystem für
Computer die Verminderung der Drehverzögerung wichtig ist. S. Ng,
"Improving Disk Performance Via Latency Reduction", IEEE Transactions
on Computers, Band 40, Nr. 1, Januar 1991, Seite 22 –30, 1991
(anschließend
als "Ng 91" bezeichnet) erwähnt
ein Verfahren zum Deduzieren der durchschnittlichen Drehverzögerungszeit
im Zeitpunkt einer Leseoperation durch das Verfahren, eine Kopie
der Daten vorzubereiten, welche phasen-verschoben in der Drehrichtung
ist, usw.. Es ist jedoch schwierig, dieses Verfahren für Multimedia-Anwendungen
anzuwenden, die eine riesige Datenmenge zur Folge haben.
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Ein Dateizugriff-Steuersystem, bei
dem alle Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 offenbart
ist, ist in der JP-A 55 091 049 beschrieben.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein Verfahren und ein Gerät bereitzustellen, um den Zugriff
auf eine Aufzeichnungsplatte zu steuern, mit dem ein wahlfreier
Flochgeschwindigkeitszugriff realisiert werden kann, wobei die Realzeiteigenschaft beibehalten
wird, indem sowohl die Suchzeit als auch die Drehverzögerungszeit
unterdrückt
werden kann. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und durch ein
Gerät gelöst, um den
Zugriff auf eine Aufzeichnungsplatte gemäß den beigefügten unabhängigen Patentansprüchen zu
steuern. Vorteilhafte Merkmale der vorliegenden Erfindung sind in
den entsprechenden Unteransprüchen
definiert. Ein solches Verfahren zum Steuern des Zugriffs auf eine
Aufzeichnungsplatte und ein Gerät
dafür sind
als Speicher für Multimediadaten
bevorzugt, wobei der Wunsch dafür angestiegen
ist.
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Diese weitere Aufgaben und Merkmale
der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung
von bevorzugten Ausführungsformen deutlicher,
die mit Hilfe der beigefügten
Zeichnungen angegeben wird, in denen:
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1 ein
Diagramm ist, um den Stand der Technik zu erläutern;
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2 ein
Blockdiagramm eines Aufbaus eines Geräts ist, um den Zugriff auf
eine Aufzeichnungsplatte gemäß einer
ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zu steuern;
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3 ein
Flussdiagramm ist, um die Verarbeitung im Blockzuordner, der in 2 gezeigt ist, zu erläutern;
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4 ein
Flussdiagramm ist, um die Verarbeitung im Auflistungsorgan zu erläutern, welches
in 2 gezeigt ist;
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5 eine
graphische Darstellung ist, welche eine Beziehung zwischen einer
Suchzeit und einer Suchdistanz einer Ansteuerung zeigt;
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6 ein
Diagramm ist, um ein Verfahren zum Anordnen von Blöcken auf
einer Platte durch das Blockzuordnungsorgan zu erläutern;
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7 ein
Diagramm ist, um den Inhalt des Blockverzeichnisses zu erläutern;
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Fig. 8 eine
Ansicht ist, um den Inhalt der Verarbeitung im Schritt S3 zu
erläutern,
der in 3 gezeigt ist;
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9 eine
graphische Darstellung ist, um den Inhalt der Verarbeitung im Schritt
S3, der in 3 gezeigt
ist, zu erläutern;
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10 eine
graphische Darstellung ist, um die Überzeit in einem Fall zu erläutern, wo
sowohl die Suche als auch die Drehverzögerung in Betracht gezogen
werden;
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11A, 11B und 11C Ansichten
sind, um ein Beispiel einer Verteilung von Zugriffen auf der Platte
zu erläutern;
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12 eine
graphische Darstellung ist, um die Überzeit bei einem üblichen
SCAN-Algorithmus zu erläutern;
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13 eine
graphische Darstellung ist, um die Beziehung zwischen einer Suchdistanz
L und einer Verzögerung
in einem Fall einer Verwendung einer ansteigenden konvexen Funktion
zu erläutern, die
eine Sägezahnfunktion
umhüllt;
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14 eine
Ansicht ist, um die Verarbeitung im Blockzuordner des Geräts zu erläutern, um
den Zugriff auf eine Aufzeichnungsplatte gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zu steuern;
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15 ein
Flussdiagramm ist, um die Verarbeitung des Blockzuordners beim Gerät zum Steuern des
Zugriffs auf eine Aufzeichnungsplatte, die in 14 gezeigt ist, zu erläutern; und
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16 ein
Diagramm ist, um den Inhalt des Blockverzeichnisses im Gerät zum Steuern
des Zugriffs auf eine Aufzeichnungsplatte, die in 13 gezeigt ist, zu erläutern.
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Anschließend wird das Verfahren zum
Steuern des Zugriffs auf eine Aufzeichnungsplatte gemäß den Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung und das dazugehörige Gerät erläutert.
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Erste Ausführungsform
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2 ist
eine Blockdarstellung eines Aufbaus eines Geräts zum Steuern des Zugriffs
auf eine Aufzeichnungsplatte gemäß der vorliegenden
Ausführungsform.
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Das Gerät zum Steuern des Zugriffs
auf eine Aufzeichnungsplatte gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
wird durch Betrieb von Software in beispielsweise einem Computer
realisiert. Jeder Block, der in 2 gezeigt
ist, zeigt ein Hauptprogramm-Modul oder eine Hauptdatenstruktur.
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Ein Blockzuordner (Anordnungseinrichtung) 1 bestimmt,
wie die Daten auf einer Platte 5 angeordnet sind, auf der
Basis eines vorgegebenen Formatparameters 10. Die Platte 5 kann
beispielsweise eine Magnetplatte, eine magneto-optische Platte (MO) sein,
oder es kann eine Festplatte (HDD) verwendet werden.
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Der Formatparameter 10 umfasst
die Größe eines
ersten Datenblocks, die durchschnittliche Kopfbewegungsdistanz La,
wenn die SCAN-Auflistung ausgeführt
wird, die Suchzeitfunktion Ts (L) der zu verwendenden Ansteuerung,
und das reale Format der Platte 5.
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Die durchschnittliche Kopfbewegungsdistanz
La wird durch die folgende Gleichung (8) aus der Gesamtzahl von
Zylindern Lt der Platte und der Anzahl N der Zugriffe, die durch
eine Abtastung verarbeitet werden, angegeben:
La = Lt/(N-1) (8)
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Die Suchzeit Ts(L) der Ansteuerung
ist eine Funktion der Suchdistanz L (Anzahl von Zylindern). Deren
Wert wird durch die mechanischen Merkmale der verwendeten Plattenansteuerung
bestimmt. Dieses Beispiel ist in 5 gezeigt.
Wieviele Zugriffsanforderungen zusammen durch eine Abtastung verarbeitet
werden, wird durch die Natur der Anwendung, bei der die Platte verwendet
wird, bestimmt, die dort erforderliche Leistung, die Größe des Pufferspeichers,
der verwendet werden kann, usw.. Je größer die Anzahl N der Zugriffsanforderungen,
die zusammen abgetastet werden, ist, desto besser ist die wahlfreie
Zugriffsleistung der Platte, wobei jedoch es einen Nebeneffekt gibt,
dass die Ansprechzeit ansteigt, wenn die Größe des Pufferspeichers, die
erforderlich ist, vergrößert wird.
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Diese Formatparameter 10 werden
durch eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) (nicht gezeigt) bestimmt,
die ein Steuerprogramm hat, welches das Gesamtsystem verwaltet,
und diese Formatparameter 10 werden dem Blockzuordner 1 bereitgestellt.
Bei diesem Beispiel, bei dem die vorliegende Ausführungsform
für nichtlineare
Editierung verwendet wird, werden dem Blockzuordner 1N = 10 und
La = 300 gegeben. Außerdem
entspricht die Größe des ersten
Datenblocks einem Matt von Bilddaten und beträgt ungefähr 7000 KB (Kilobytes), wenn
das CCIR-601-Format bei Sendestationen usw. verwendet wird. Dieser
numerische Wert kann natürlich
frei gemäß dem Zweck
und verschiedenen angeforderten Anwendungen festgelegt werden.
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Der Blockzuordner 1 bestimmt,
bei welcher Position auf der Platte 5 jeder Block anzuordnen
ist, auf der Basis des gegebenen Formatparameters 10. Bei
diesem Beispiel ist ein Block gleich einem Rahmen eines Bilds, wobei
jedoch natürlich
das Grundkonzept ähnlich
bei Daten ist, die durch Teilen von MPEG oder anderen komprimierten
Bildern in geeignete Längen
erhalten werden, oder sogar bei Audiodaten.
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Auf die Platte 5 kann auf
das zugegriffen werden, was normalerweise als "Sektor"-Bereich bezeichnet
wird. Ein Sektor hat üblicherweise
eine Größe von ungefähr 51213
(Bytes) bis zu ungefähr
4 KB. Ein ringförmiger
Bereich, in welchem diese Sektoren in einem Kreis angeordnet sind,
wird als "Spur" bezeichnet. Außerdem
wird der zylindrische Bereich, der die Gruppe der gleichen Spuren
von überlagerten mehreren
Magnetträgern
umfasst, als "Zylinder" bezeichnet.
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Ein Block der Video- und Audiodaten
ist üblicherweise
größer als
ein Sektor, wodurch der Blockzuordner 1 mehrere Sektoren
für jeden
Block zuordnet. 5 zeigt
ein einfaches Beispiel eines Falls, wo es einen Magnetträger gibt.
Dieser Bereich, der in 5 schraffiert
angedeutet ist, d. h., ein gesamter Umfang der Spur "1 ", und die
Sektoren "0" bis "6" der Spur " 2" entsprechen einem Block. Da es
in diesem Beispiel lediglich einen Träger gibt, haben "Spur" und "Zylinder"
die gleiche Bedeutung, wobei jedoch in dem Fall einer Plattenansteuerung,
bei dem es mehrere Magnetträger
gibt, wenn alle Teile des gleichen Zylinders vollständig verwendet
werden, die Blöcke zugeordnet
werden, um die benachbarten Zylinder zu nutzen.
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Die Zuordnung zu den Sektoren wird
für alle Blöcke ausgeführt. Das
Ergebnis dafür
wird in ein Blockverzeichnis 3 geschrieben, wonach die
Aufgabe des Blockzuordners 1 endet. Der Blockzuordner 1 bestimmt
eine Position eines Sektors durch den Satz der Zylindernummer, der
Trägernummer
(welches Blatt des Trägers)
und der Sektornummer. Bei einer Ansteuerung nach SCSI (ANSI Small
Computer System Interface), die in den vergangenen Jahren am populärsten wurde,
werden Seriennummern (lokale Sektornummern, die als "logische Blockadressen"
in SCIS bezeichnet werden, die hier jedoch als logische Sektornummern
bezeichnet werden, um eine Verwirrung mit Video- und Audiodatenblöcken zu
vermeiden) allen Sektoren in der Ansteuerung zugeteilt, und diese
werden verwendet, um auf die Daten zuzugreifen. Aus diesem Grund
wird die Beziehung zwischen den logischen Sektornummern, die durch
die Ansteuerung bestimmt wird, und den Realadressen, d. h., den
Zylindernummern, den Trägernummern
und den Sektornummern, vorher in einer realen Adresstabelle 7 gespeichert.
Der Blockzuordner 1 setzt die gewünschte reale Adresse in die
logische Sektornummer um, die durch SCSI bestimmt wird, wobei auf
die reale Adresstabelle 7 bezuggenommen wird, und gibt diese
in das Blockverzeichnis 3 ein.
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7 zeigt
ein Beispiel eines Blockverzeichnisses. Die Information, welche
dem Block "0" entspricht, entspricht dem schraffierten Bereich von 6.
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Dagegen arbeitet das Auflistungsorgan 2 wie folgt.
Zunächst
bestimmt die CPU, um das Gesamtsystem zu verwalten, den Auflistungsparameter 20 und
liefert den Auflistungsparameter 20 zum Auflistungsorgan 2.
Der Auflistungsparameter 20 umfasst eine Konstante IV,
die zeigt, wie viele Zugriffsanfragen zusammen durch eine Abtastung
verarbeitet werden.
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Wenn die Bedienungsperson den Start
der Reproduktion eines Bewegtbilds anweist, welches auf der Platte 5 aufgezeichnet
ist, gibt die nicht gezeigte CPU, die ein geeignetes Steuerprogramm
hat, Anfragen nach einem Zugriff auf die Blöcke, in denen die Bilder gespeichert
sind, die das Bewegtbild bilden, für jedes Bild aus. Diese Zugriffsanfragen 40 werden
im Zugriffsanfragepuffer 4 gespeichert. Das Auflistungsorgan 2 nimmt
eine Anzahl IV von Zugriffsanfragen 40, die im Zugriffsanfragepuffer 4 gespeichert
sind, von den Zugriffsanfragen heraus, die früher ankamen, findet die Positionen
der Baten, die diesen Anfragen entsprechen, auf der Platte 5,
wobei auf das Blockverzeichnis 3 bezuggenommen wird, ändert die
Reihenfolge der Zugriffsanfragen, so dass das Maß der Bewegung des Kopfes minimal
wird, und erzeugt eine Instruktion nach einem Zugriff auf die Platte 5.
Die Instruktion nach einem Zugriff wird so ausgeführt, dass
sie zur externen Schnittstelle der Plattenansteuerung passt, und
sie wird daher in das SCSI-Protokoll durch die SCSI-Einrichtungsansteuerung 6 umgesetzt
und dann zur Platte 5 übertragen. Die
Daten, die von der Platte 5 gelesen werden, werden vorübergehend
im Datenpuffer 8 gespeichert und dann zur Videoschnittstelle
des Geräts übertragen.
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Wenn die Bedienungsperson das Aufzeichnen
von Daten, die Bewegtbilder zeigen, anweist, fragt die nicht gezeigte
CPU, die ein geeignetes Steuerprogramm hat, nach einem Zugriff auf
den Block, bei dem die Bilder gespeichert sind, die das Bewegtbild
bilden, für
jedes Bild an. Diese Zugriffsanfragen 40 werden im Zugriffsanfragepuffer 4 gespeichert.
Im gleichen Zeitpunkt werden die Bilddaten 80, welche das
Bewegtbild bilden, von einer Videoschnittstelle (nicht gezeigt)
zum Datenpuffer 8 übertragen,
und diese Bilddaten 80 werden vorübergehend im Datenpuffer 8 gespeichert.
Das Auflistungsorgan 2 nimmt N Zugriffsanfragen 40,
die im Zugriffsanfragepuffer 4 gespeichert sind, von den
Zugriffsanfragen heraus, die früher
ankamen. Danach findet das Auflistungsorgan 2 auf der Platte 5 die
Position der Daten, die diesen Anfragen entsprechen, wobei auf das
Blockverzeichnis 3 bezuggenommen wird. Zusätzlich ändert das
Auflistungsorgan 2 die Reihenfolge der Zugriffsanforderungen,
so dass das Maß an
Bewegung des Kopfs minimal wird, und erzeugt eine Instruktion nach
einem Zugriff auf die Platte 5. Die Instruktion nach einem
Zugriff wird dazu gemacht, sich an die externe Schnittstelle der
Plattenansteuerung anzupassen und wird daher in das SCSI-Protokoll
durch die SCSI-Einrichtungsansteuerung 6 umgesetzt und dann
zur Platte 5 übertragen.
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Anschließend wird die Wirkungsweise
des Blockzuordners 1 ausführlich erläutert.
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Als Formatparameter 10 in 2, wenn die Größe eines
Blocks, die Durchschnittsentfernung der Bewegung des Kopfs La, wenn
die SCAN-Auflistung durchgeführt
wird, die Suchzeitfunktion Ts(L) des zu verwendenden Antriebs, das
reale Format der Platte 5 (Anzahl von Zylindern, Anzahl
von Sektoren in einer Spur und Anzahl des Trägers, die den Zylinder bilden)
gegeben sind, bestimmt der Blockzuordner 1 die Position
jedes Blocks auf der Platte 5 durch die Prozeduren der
Schritte S1 bis S5, welche in 3 gezeigt sind.
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Im Schritt S1 wird berechnet,
wie viele Blöcke
des Bilds in einem Zylinder (Bc) existieren. Die Gesamtzahl der
Sektoren in einem Zylinder wird durch Multiplizieren der Anzahl
von Sektoren in der Spur mit der Anzahl der Träger erhalten. Wenn diese durch
die Anzahl von Sektoren, die notwendig ist, um einen Block zu speichern,
geteilt wird, wird Bc gefunden.
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Der Spalt θg (Lücke) wird
im Schritt S2 gefunden. Der Spalt ist die Winkeldifferenz
zwischen dem Anfangssektor und dem Endsektor des Blocks. Als Beispiel
ist in diesem Fall des Blocks, der gestrichelt in 6 angedeutet ist, der Start der Sektor
"0" der Spur "1 ", und das Ende ist der Sektor "6" der Spur " 2",
wodurch der Spalt θg gleich 5/12 des Umfangs ist, d. h., 5π/6 Radiant.
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Die Asymmetrie θs (Abweichung)
wird im Schritt S3 auf der Basis der obigen Daten gefunden. Hier
bedeutet Asymmetrie θs (skew) die Winkeldifferenz in der Umfangsrichtung
zwischen Köpfen
von benachbarten Blöcken.
Zunächst
wird unter Verwendung der Position des Kopfs, wenn der Anfang eines bestimmten
Blocks endet, als Startpunkt, wenn durch eine Gleichung dargestellt,
die Zeit Td(L), bis der Kopf der Daten den gleichen Winkel in der
Umfangsrichtung an der Position erreicht, wo der Kopf sich vom Startpunkt
um einen Betrag von L Zylindern bewegt hat, durch die folgende Gleichung
(9) erhalten:
Td(L) = (L•Bc•θs + θg + 2mπ)/ω, und
wobei
L
eine Suchdistanz in Einheiten der Anzahl von Zylindern ist;
Bc
eine Anzahl von Datenblöcken
ist, die in einem Zylinder existieren;
θs eine
Abweichung in Einheiten von Einheiten ist;
θg eine
Lücke in
Einheiten von Radianten ist;
ω eine Drehgeschwindigkeit (Radiant/s)
der Platte ist;
m eine ganze Zahl ist, wobei Td(L) positiv
wird
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Mit Hilfe von 8 wird
die Bedeutung der Gleichung (9) auf der Platte erläutert.
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In Fig. 8 wird
angenommen, dass der Zugriff des Blocks "0" gerade geendet hat.
Es sei angenommen, dass der Kopf in der Richtung des Winkels 70 angeordnet
ist, wenn dies von der bitte aus gesehen wird. Wenn nun gewünscht wird,
auf den gleichen Block "0" wiederum zuzugreifen, ist es notwendig,
zu warten, bis die Platte exakt um einen Betrag des Spalts θg dreht, wodurch die Verzögerungszeit θg/ω verursacht
wird.
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Weiter ist es für den Kopf des Blocks "n" notwendig,
zu warten, bis die Platte exakt um einen Winkel der Summe des Spalts θg des Blocks "0" und n Blöcken im Wert der Asymmetrie
(nθs) dreht.
Dies braucht die nθs/ω-fache Zeit.
Da die Platte dreht, erreicht der Start der Daten die Position,
bei der der Kopf in einem Zeitpunkt angeordnet ist, der erhalten wird,
wobei das gesamte Vielfache des Drehwinkels zu der Zeit addiert
wird, die auf diese Weise erhalten wird. Wenn sich der Kopf um n
Blöcke
bewegt, entspricht dies der Bewegung von n/Bc Zylindern hinsichtlich
der Anzahl von Zylindern, wodurch, wenn eine graphische Darstellung,
während
die Anzahl von Zylindern auf der Abszisse und die Verzögerungszeit bis
der Start erreicht ist, auf der Ordinate gezeichnet wird, wird 9 erhalten. Umso größer die
Asymmetrie ist, desto größer ist
die Neigung der Zeilengruppe. Es sei angemerkt, dass bei der obigen
Theorie angenommen wurde, dass die Position (Winkel) des Kopfs in
der Umfangsrichtung gesehen von der bitte unabhängig von dem Abstand von der
Mitte konstant war. In Wirklichkeit existiert ein Fall, wo die Position nicht
korrekt konstant ist in Abhängigkeit
vom Mechanismus des Kopfes, sondern der Einfluss davon ausreichend
klein ist und daher üblicherweise
ignoriert werden kann.
-
Wie in 9 gezeigt
ist wird Zeit, bis der Beginn des Blocks unterhalb des Kopfes in
jedem Zylinder ankommt, durch die Gleichung (9) erhalten. Da jedoch
der Kopf sich zu dem gewünschten
Zylinder innerhalb dieses Zeitpunkt bewegen muss, wird die Verzögerungszeit
zu der Zeit, bis der Beginn des Blocks das erste Mal nach der Suchoperation
erscheint. Dies ist die Überzeit
Td(L), die sowohl die Suchverzögerung
als auch die Drehverzögerung
in Betracht zieht. 10 zeigt
ein Beispiel davon, und die Gleichung (1) zeigt die Definition dafür. Die aktuelle Überzeit
(Verzögerungszeit)
ist durch die fette Linie in 10 gezeigt.
-
Es sei angemerkt, dass die Funktion
der Suchzeit durch die punktierte Linie angedeutet ist. In der Figur
ist Trot ein Drehzyklus.
-
Im Schritt S3-1 wird die
Formel der geraden von m = 0 in Gleichung 3 und 9, d. h., die Formel, die durch die folgende
Gleichung (10) gezeigt wird, gefunden:
Td(L) = (L·Bc·θs + θg)/ω (10)
-
Die nachfolgenden Schritte S3-2, S3-3 und S3-4 sind
die Schritte, um die Asymmetrie θs
auszuwählen,
so dass diese gerade Linie immer höher (größer) als die Funktion Ts(L)
der Suchzeit ist und im wesentlichen in Kontakt mit der Funktion
der Suchzeit steht.
-
Die Gerade von m = 0 von 10 wird unter Verwendung
von θs
erhalten, welches auf diese Art und Weise ausgewählt wurde.
-
Die Schritte S4 und S5 bestimmen
die Position eines jeden Blocks auf der Platte über dem gesamten Bereich der
Platte, wobei die Asymmetrie und der Spalt in der obigen Art und
Meise verwendet werden.
-
Im Schritt S4 wird der Zeiger
der realen Adresse zunächst
auf (0/0/0) initialisiert.
-
Anschließend wird im Schritt S5 eine
Schleife für
alle Blöcke
wiederholt. In der Schleife wird zunächst im Schritt S5-1 die
logische Sektornummer aus der realen Adresse unter Bezugnahme auf
die reale Adresstabelle erhalten. Im Schritt S5-2 werden die
Information, wie diese ist, und die reale Adresse in das Blockverzeichnis 3 geschrieben.
Der Inhalt des Blockverzeichnisses 3 ist in 7 gezeigt.
-
Wenn die Verarrbeitung hier nun beendet wird,
wird der Zeiger der realen Adresse nach vorne in Vorbereitung für die Verarbeitung
des nächsten Blocks
bewegt. Leer Zeiger Ppa der realen Adresse wird im Schritt S5-3 aktualisiert.
Im Schritt S5-4 wird für
alle Blöcke
entschieden, ob die Verarbeitung der Schritte S5-1 bis S5-3 ausgeführt wurde
oder nicht. Wenn diese nicht ausgeführt wurden, wird die Verarbeitung
der Schritte S5-1 bis S5-3 für die Blöcke ausgeführt, für welche die Verarbeitung nicht
ausgeführt wurde.
-
Hier ist die Anordnung des N-ten
Blocks auf der Platte:
-
- (1) rückwärts vom
zugeordneten Block, und
- (2) in einem Bereich, in welchem der Sektor, der die Winkeldifferenz
vom Start des 0-ten Blocks am nächsten
zu Nθs
hat, als Start definiert ist.
-
Anschließend wird die schlechteste Überzeit beim
Verfahren zum Steuern des Zugriffs auf eine Aufzeichnungsplatte
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
erläutert.
-
Allgemein wird die Zugriffsanfrage 40 in
Bezug auf alle Positionen auf der Platte 5 erzeugt. Die Positionen,
welche durch eine Abtastung verarbeitet werden, haben eine Ungleichmäßigkeit
in der Verteilung, wie in 11A oder 11B gezeigt ist, und sie sind
umgekehrt gleichförmig
verteilt, wie in 11C gezeigt ist.
In diesem Beispiel bewegt sich der Kopf unter sechs Zugriffsanfragen 40,
wodurch fünf
wahlfreie Zugriffe und die Überzeiten
in Verbindung damit erzeugt werden. Die Gesamtsumme der Überzeiten in
Bezug auf diese fünf
wahlfreien Zugriffe wird der schlechteste für den Fall, wo alle Zugriffe
gleichmäßig verteilt
sind, wenn die Funktion der Überzeit
eine konvexe ansteigende Form zeigt (11C).
Wenn es eine Ungleichmäßigkeit
in der Verteilung gibt, wird die Gesamtsumme der Überzeiten
kleiner als diese. Anders ausgedrückt wird, wenn die Überzeit
in der durchschnittlichen Distanz der Bewegung La des Kopfs wiederholt
erzeugt wird, die Gesamtsumme der Überzeiten am schlechtesten
(am größten).
-
Td(L) von 10 ist eine Sägezahnfunktion. Wenn Td(L)
durch eine Funktion ersetzt wird, die eine ansteigende konvexe Form
hat, die diese Form vom Kopf her einhüllt, gilt die obige Theorie
grundsätzlich. Ein
Beispiel einer solchen Funktion ist in 12 gezeigt. Das heißt, dass die schlechteste Überzeit
pro Zugriff zu dem Wert wird, der durch Lesen des Td(L) Werts an
der Position erhalten wird, wo der Abstand in der graphischen Darstellung
von 10 zu La wird (Tmax
in der Figur). Wie oben erwähnt
ist dies eine Annäherung,
wobei jedoch in dem Beispiel von 10 die
Funktion von Td(L) und die Funktion, die diese einhüllt, vom
Kopf, üblicherweise
miteinander in der Nähe
von La übereinstimmen,
wobei diese daher tatsächlich
so betrachtet werden kann, dass es keinen Fehler gibt. Diese Annäherung ist
auf der sicheren Seite (Seite, auf welcher die Überzeit als größer eingeschätzt wird
als sie ist), wodurch keine Gefahr besteht, dass der schlechteste
Wert so geschätzt
wird, dass dieser kleiner ist als der Ursprungswert.
-
Im Schritt S3, der in 3 gezeigt ist, wurde die
Asymmetrie so gewählt,
dass eine Gruppen der Geraden der Drehverzögerung, die durch die Gleichung
(9) angegeben wird, an einer Position angeordnet ist, die höher ist
als die Funktion Ts(L) der Suchzeit, jedoch in der Nähe dazu
soviel wie möglich ist.
Dadurch kann Td(L) in der Nähe
des Abstandes La klein gemacht werden, und folglich kann die schlechteste Überzeit
Tmax kleiner gemacht werden.
-
12 zeigt
die Überzeit
bei einem herkömmlichen
SCAN-Algorithmus. Beim herkömmlichen
SCAN-Algorithmus wird ebenfalls die Gesamtsumme der Überzeiten
am schlechtesten, wenn die Zugriffe gleichmäßig verteilt sind. Ungleich
zur vorliegenden Ausführungsform
wird keine Betrachtung in Bezug auf die Drehverzögerung gelenkt, wodurch, sogar
nachdem die Suchoperation des Kopfes beendet ist, in Betracht gezogen
werden muss, dass eine Drehverzögerung
einer Umdrehung im schlechtesten Fall erzeugt wird. Aus diesem Grund
wird ein Wert, welcher durch Addieren des Zyklus Trot einer Umdrehung
zur Suchzeit Ts(La) bei La erhalten wird, zur schlechtesten Überzeit.
Wie aus dem Vergleich von 12 und 10 ersichtlich ist, wird
diese zu einem beträchtlich
größeren Wert
als bei dem Ver fahren gemäß der vorliegenden
Ausführungsform.
Bei unseren Versuchen wurde bestätigt,
dass die schlechteste Überzeit
fast immer zur Hälfte
bei der vorliegenden Ausführungsform
im Vergleich zu der bei dem herkömmlichen
SCAN-Algorithmus wurde.
-
Wie oben erläutert ist es bei dem Gerät, um den
Zugriff auf eine Aufzeichnungsplatte gemäß der vorliegenden Ausführungsform
zu steuern, durch geeignetes Auswählen der Asymmetrie und des
Spalts möglich,
die Überzeit
Td(L) bei der durchschnittlichen Kopfbewegungsdistanz La auf den
untersten Wert zu drücken,
so dass die Drehverzögerungszeit
dadurch klein gemacht werden kann. Bei dem in 3 gezeigten Flussdiagramm hatte die Größe des Blocks einen
vorgegebenen festen Wert, jedoch kann gemäß dem Zweck die Größe des Blocks
innerhalb eines bestimmten Bereichs ausgewählt werden. In diesem Fall
kann sowohl der Spalt θ als
auch die Asymmetrie θs
geändert
werden, und daher kann die Position der Geraden genau gesteuert
werden, so dass diese sich der Suchzeit in der Nähe von La annähert.
-
Durch das obige Verfahren wird die Überzeit in
Verbindung mit der Bewegung unter den Blöcken stark verbessert. Wo ein
Block groß ist
und sich über mehrere
Spuren oder über
mehrere Zylinder erstreckt, muss die Zeit in Verbindung mit der Änderung der
Spuren und die Zeit der Bewegung zu dem benachbarten Zylinder auch
in Betracht gezogen werden. Die Zeit, die zur Änderung der Spuren notwendig
ist und die Bewegung zu benachbarten Zylindern ist konstant, wodurch
durch Bereitstellen einer Asymmetrie zwischen den Spuren oder Zylinder,
so dass die baten gerade unterhalb des Kopfs, nachdem diese Zeiten
ablaufen, ankommen, es möglich
ist, zu verhindern, dass eine lange Drehverzögerung im Block längs der Änderung
der Spuren und der Bewegung unter den Zylindern erzeugt wird. Aus
diesem Grund hat der Blockzurodner 1 einen weiteren Satz an
Asymmetrie und Spalt für
einen Zugriff im Block mit der höchsten
Geschwindigkeit außer
der Asymmetrie und dem Spalt zur Bewegung unter den Blöcken, die
schon erläutert
wurden. In den Schritten S4 und S5 in Fig. 3 ist es ausreichend, die Blöcke so anzuordnen,
dass die letzte Asymmetrie und der Spalt verwendet werden, wenn
ein Block auf der Platte eingerichtet wird. Es ist möglich, den
letzteren Spalt immer auf 0 zu machen und unmittelbar die Asymmetrie zu
verwenden, um die Änderung
der Spuren und die Zeit der Bewegung unter Zylindern zu absorbieren.
-
Anschließend wird die Arbeitsweise
des Auflistungsorgans 2 erläutert.
-
4 zeigt
ein Flussdiagramm der Betriebsweise des Auflistungsorgans 2.
Im Schritt S11 wird der Kopf der Platte zum Zylinder "#0"
zunächst
bewegt. Dann läuft
die Verarbeitungsroutine weiter zum Schritt S12, in welchem
die aktuelle Auflistung ausgeführt
wird.
-
Im Schritt S12 werden N
Zugriffsanfragen gelesen und vom Zugriffsanfragepuffer in der Reihenfolge
von den vorherigen (älteren)
Anfragen im Zeitpunkt im Schritt S12-1 geholt. Bei einer
Zugriffsanfrage werden die N Blöcke,
auf welche zugegriffen werden sollte, und die Anfangsadresse des
Datenpuffers, der für
den Datentransfer verwendet wird, beschrieben. Außerdem ist
die Nummer N eine Konstante, die vorher von einem anderen Steuerprogramm
(nicht gezeigt) zugeteilt wurde.
-
Im Schritt S12-2 wird auf
das Blockverzeichnis 3 für jede der N Zugriffsanfragen
bezuggenommen, und die realen Adressen der Blöcke, auf die zugegriffen werden
sollte (Zylindernummern, Trägernummern
und Sektornummern) werden bestätigt. Danach
werden im Schritt S12-3 diese Zugriffsanfragen in einer
Reihenfolge vom kleinsten Zylinder nach oben hin umgeordnet. Durch
diese Operation wird das Auflisten des SCAN-Algorithmus realisiert.
Im Schritt S12-4 werden diese umgeordneten Zugriffsanforderungen
zur Platte über
die Einrichtungsansteuerung in der Reihenfolge von der kleinsten
Zylindernummer nach oben geliefert, und es werden aktuelle Zugriffe
und Datentransfers ausgeführt.
Wenn der Wert eines Blocks von Zugriffsinstruktionen befohlen wird,
wird das Ende der Übertragung
im Schritt S12-5 abgewartet, und es wird danach die nächste Zugriffsinstruktion
ausgegeben. Durch Wiederholen dieses mit der Häufigkeit N (S12-6)
wird die Verarbeitung der Anforderungen mit der Zugriffshäufigkeit
N beendet. Im Schritt S12-7 wird das Steuerprogramm informiert,
dass die Verarbeitung der Zugriffe mit der Häufigkeit N beendet ist, und
es wird die Reihe der Verarbeitung, welche die Zugriffshäufigkeit
N betrifft, beendet.
-
Schließlich wird im Schritt S12-8 bestimmt, ob
N Zugriffsanfragen im Zugriffsanforderungsspeicher 4 gespeichert
sind. Wenn nicht, kehrt das Auflistungsorgan 2 zurück zum Schritt S12-1,
nimmt nächste
Zugriffsanfragen mit der Häufigkeit
N heraus, und fährt
mit der Verarbeitung fort. Wenn es keine N Anfragen im Zugriffanfragepuffer
gibt, hält
die Verarbeitung in diesem Schritt an.
-
Es sei angemerkt, dass beispielsweise
der Blockzuordner 1 die Blöcke anordnet und die Größe der Blöcke ändert, so
dass der Spalt über
dem Gesamtbereich von der Außenseite
zur Innenseite der Platte 5 konstant ist, wodurch die Realzeiteigenschaft
des Zugriffs weiter verbessert werden kann.
-
Zweite Ausführungsform
-
Das Auflistungsorgan 2 der
ersten Ausführungsform,
welches oben erläutert
wurde, bewegte sich nach oben zur äußersten Zugriffsposition beim Start
der nächsten
Abtastung. Wenn nämlich
der letzte Zugriff in den Schritten S12-4 und S12-5 in 4 ausgeführt wurde, führte der
Kopf den innersten Zugriff unter N Zugriffen aus. Durch den ersten Zugriff der
Schleife zum Ausführen
der nächsten
N Zugriffe zum Ausführen
der nächsten
Anzahl von Zugriffen wird die Bewegung zum äußeren Zylinder, der die kleinste
Zylindernummer hat, veranlasst. Hinsichtlich dieser Bewegung werden
eine Suchoperation der größten Länge vom
innersten Umfang zum äußersten
Umfang und eine Drehverzögerung
einer Umdrehung im schlechtesten Fall erzeugt. Da sie für jede Anzahl
N von Zugriffen vorkommt und da der Zugriff von Daten während dieser
Zeit nicht ausgeführt
werden kann, muss dies zur Gesamtsumme der Überzeiten der gesamten Abtastung
hinzugefügt
werden. Natürlich
wird die Leistungsfähigkeit
um diesen Betrag abgesenkt.
-
Natürlich ist es möglich, auf
die Platte sogar während
der Bewegung vom innersten Umfang in Richtung auf den äußersten
Umfang zuzugreifen, da die Bewegungsrichtung des Kopfs umgekehrt
wird, der erste Ausdruck in der Gleichung (15), d. h., das Vorzeichen
des Ausdrucks der Asymmetrie umgekehrt wird. Aus diesem Grund werden
die optimale Symmetrie und der Spalt im Fall der Bewegung vom äußersten
Umfang in Richtung auf den inneren Umfang nicht immer zu geeigneten
Parametern für
die Bewegung in der Umkehrrichtung. Dies wird zu einer Ursache der
Verminderung der Leistungsfähigkeit, wenn
sich der Kopf in der Umkehrrichtung bewegt.
-
Das Gerät zum Steuern des Zugriffes
auf eine Aufzeichnungsplatte gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die anschließend erläutert wird, handhabt dieses
Problem und stellt ein Verfahren bereit, um eine Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung
durchzuführen, sogar
wenn der Kopf vom inneren Umfang zum äußeren Umfang zurückkehrt.
Zunächst
unterteilt der Blockzuordner 1 die Zylinder in Zylinder 50,
die schraffiert angedeutet sind, die verwendet werden, wenn eine
Abtastung von außen
nach innen durchgeführt
wird, und Zylinder 51, die verwendet werden, wenn eine
Abtastung von innen nach außen
durchgeführt
wird, wie in 14 gezeigt
ist. In 14 werden die
Zylinder 50, die mit den Buchstaben F markiert sind, dazu
verwendet, wenn eine Abtastung von außen nach innen durchgeführt wird,
und die Zylinder 50, die mit den Buchstaben B markiert
sind, werden verwendet, wenn eine Abtastung von innen nach außen durchgeführt wird.
In 14 sind die Zylinder
in Gruppen von zwei Zylindern unterteilt, wobei jedoch die Anzahl
von Zylindern in einer Gruppe nicht darauf beschränkt ist.
Die Zylinder können
in Gruppen geeigneter Einheiten unterteilt werden.
-
In der gleichen Weise wie bei dem
Gerät zum Steuern
des Zugriffs auf eine Aufzeichnungsplatte gemäß der ersten Ausführungsform,
die oben erwähnt
wurde, wird die Verarbeitung der Schritte S4 und S5,
die in 3 gezeigt sind,
nach Finden der Asymmetrie und dem Spalt gemäß dem Schritt S1 von 3 geändert, wie in 15 gezeigt ist.
-
In 15 initialisiert
der Schritt S31 den Zeiger der realen Adresse, um diesen
in der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform zuzuordnen.
-
Anschließend werden die entsprechenden Blöcke der
Platte im Schritt S32 zugeteilt. Der Schritt S32 ist
eine Schleife, die für
alle Blöcke
wiederholt wird. Im Schritt S32-1 wird beurteilt, ob ein
Gesamtblock zu den Bereichen F oder den Bereichen B gehört, auf
der Basis der realen Adresse des Blocks während der Verarbeitung.
-
Der Schritt S32-2 ist ein
Zweig auf der Basis des Ergebnisses dieser Beurteilung. Wenn ein
Gesamtblock zu den Bereichen F gehört, werden der Schritt S32-3 bis
Schritt S32-7 ausgeführt.
Darunter ist der Schritt S32-3 der gleiche wie der Schritt SS-1 in 3 und ist ein Schritt, um
die entsprechende logische Sektornummer unter Verwendung der realen Adresstabelle
zu prüfen,
während
der Schritt S32-4 den Schreibbetrieb auf dem Blockverzeichnis 3 in
der gleichen Weise wie der Schritt S5-2 in 3 ausführt.
-
Im Vergleich mit dem Blockverzeichnis 3 der ersten
Ausführungsform,
die in 7 gezeigt ist,
wird im Blockverzeichnis 3 bei der vorliegenden Ausführungsform
ein Flag, welches zeigt, ob dieser Block in den Bereichen F oder
den Bereichen B existiert, hinzugefügt. Diese Situation ist in 16 gezeigt. Der Schritt S32-5 ist
ein Schritt, F in diesen Bereich zu schreiben.
-
Wo ein Block nicht vollständig zu
den Bereichen F im Zweig vom Schritt 32-2 gehört, wird
die Zuordnung zu dieser realen Adresse nicht ausgeführt, und
eine reale Adresse, welche vollständig innerhalb der Bereiche
F liegt, wird gesucht. Im Schritt S32-6 wird die nächste reale
Adresse von der Asymmetrie und dem Spalt gefunden, und es wird weiter
geprüft, zu
welchen Bereichen sie gehört.
Der Schritt S32-7 bestimmt, ob der innere Umfang gelesen
wurde oder nicht. Wenn dies nicht so ist, springt die Verarbeitungsroutine
zum Schritt S32-1, wonach im Schritt S32-2 die
Beurteilung wieder ausgeführt
wird. Auf diese Weise werden Wiederholungsversuche wiederholt, während denen
eine reale Adresse, wobei der gesamte Block zu den Bereichen F gehört, erhalten
wird. Diese wird dem Block zugeordnet.
-
Im Fall des Systems einer Anordnung
der ersten Ausführungsform
wird Beispielsweise in 16 der
nächste
Block mit der Nummer 5 an der realen Adresse (1/5/8) angeordnet,
wobei sich jedoch die letztere Hälfte
des Blocks über
den Zylinder Nr. 2 dadurch erstreckt. Der Zylinder Nr. 2 ist ein
Bereiche B, wodurch diese Bereiche nicht zugeordnet werden, und
die Adresse, die danach zugeordnet werden kann, wird danach gefunden.
Der reale Adresszeiger wird nacheinander vorgeschoben, und die reale
Adresse (4/2/0) wird für
den Block mit der Nummer 5 zugeordnet. Wie bei der ersten Ausführungsform
muss sowohl bei dem Verfahren zum Zuordnen der Blöcke innerhalb
des Überspringens
der Mitte als auch bei dem Verfahren zum Zuordnen der Blöcke, während die
Mitte wie bei dieser Ausführungsform übersprungen
wird, die Beziehung zwischen dem Abstand (Anzahl von Zylindern)
der Radialrichtung und der Asymmetriehöhe konstant gehalten werden,
wodurch das Verfahren zum Zuteilen wie oben erläutert verwendet wird. Dies
ist der Grund, warum die Verwendung nicht vom Anfang an (4/0/0) des
Zylinders Nr. 4 begonnen wird. Die obige Verarbeitung wird wiederholt,
bis die reale Adresse den innersten Umfang erreicht.
-
Die Schritte S33 bis S36 führen ähnliche
Verarbeitung in Bezug auf die Bereiche B aus. Der Start der Bereiche
B ist der Zylinder Nr. 2, wie in 14 gezeigt
ist, so dass der Zeiger mit der realen Adresse bei dieser Adresse
im Schritt S33 initialisiert wird.
-
Anschließend wird das Vorzeichen der Asymmetrie
im Schritt S34 umgekehrt. Auf die Bereiche B wird vom inneren
Umfang in Richtung auf den äußeren Umfang
zugegriffen, wodurch die Bewegungshöhe des Zylinders negativ wird.
Wenn daher auch das Vorzeichen der Asymmetrie entsprechend damit
umgekehrt wird, wird die optimale Asymmetrie für die Bewegung des Kopfs von
der Innenseite zur Außenseite
erhalten.
-
Der Schritt S35 ist der Schritt,
um aktuell die Daten auf das Blockverzeichnis zu schreiben. Dieser Bereich
ist ähnlich
den Schritten S32-1 bis 32-6. Es sei jedoch angemerkt,
dass dies gegenüber
den Schritten S32-1 bis S32-7 in der folgenden
Weise verschieden ist:
-
- (1) die Daten werden auf das Blockverzeichnis nur dann geschrieben,
wenn der Gesamtblock in den Bereichen B ist. Andernfalls wird weiterer
Versuch durch eine neue reale Adresse ausgeführt.
- (2) B wird auf das Blockverzeichnis geschrieben.
-
Schließlich wird im Schritt S36 bestimmt,
ob alle Blöcke,
die zu verarbeiten sind; verarbeitet wurden. Wenn nicht, kehrt die
Verarbeitung zurück
zum Schritt S3.1. Wenn alle zu verarbeitendenden Blöcke verarbeitet
sind, wird die Verarbeitung in diesem Schritt angehalten.
-
16 zeigt
ein Beispiel eines Falls, wo 5012 Blöcke den Bereichen B insgesamt
zugeordnet sind. In diesem Zeitpunkt wird die Blocknummer der Bereiche
B von 5013 begonnen, und die Zuordnung der Blöcke wird wiederholt, bis der
Kopf den innersten Umfang wieder erreicht.
-
Da dem Blockzuordner 1 die
Konfiguration wie oben beschrieben gegeben wird, nimmt das Auflistungsorgan 2 lediglich
die Anfragen heraus, um auf die Bereiche B des Adressenanfragepuffers
zuzugreifen, um aufzulisten, wenn sich der Kopf von der äußeren Umfangsrichtung
zur inneren Umfangsrichtung bewegt, und nimmt lediglich die Anfragen
heraus, um auf die Bereiche B vom Adressanfragepuffer zuzugreifen,
um aufzulisten, wenn dies abgeschlossen ist, und der Kopf bewegt
sich vom inneren Umfang zum äußeren Umfang.
Dadurch kann unabhängig
von der Bewegungsrichtung des Kopfs die Drehverzögerung immer auf den Minimalwert
gedrückt werden.
Bei der ersten Ausführungsform
gibt es daher, während
eine Verzögerungszeit
verursacht wird, für
den Kopf, der den inneren Umfang erreicht, um zum äußeren Umfang
zurückzukehren,
keine derartige Verzögerungszeit
bei der zweiten Ausführungsform,
so dass die Leistung der Platte verbessert wird.
-
Es sei angemerkt, dass bei der ersten
Ausführungsform
erwähnt
wurde, dass, wenn ein Block groß war
und sich über
mehrere Spuren und Sektorenerstreckte, die Leistung gut war, wenn
eine andere Asymmetrie, die diese Zeiten betrachtete, gegeben war.
Bei der zweiten Ausführungsform
ist die Verwendung eines ähnlichen
Verfahrens möglich.
Bei der vorliegenden zweiten Ausführungsform bewegt sich, wenn
sich der Kopf vom inneren Umfang in Richtung auf den äußeren Umfang
bewegt, der Kopf nacheinander vom inneren Zylinder zum äußeren Zylinder
auch bei Zugriffen innerhalb eines Blocks, wodurch eine Asymmetrie
zu Erhalten der Zeit, die notwendig für die Zylinderbewegung ist,
in einer Umkehrrichtung gegeben sein kann, zu der zum Bewegen vom äußeren Umfang
in Richtung auf den inneren Umfang.
-
Es sei angemerkt, dass, wie in 14 gezeigt ist, durch Bereitstellen
der Zylinder 50 und der Zylinder 51, so dass sie
vom innersten Umfang zum äußersten
Umfang auf der Platte verstreut sind, die Leistungsfähigkeit
des Plattenzugriffs weiter verbessert werden kann.
-
Wie oben angemerkt kann gemäß dem Verfahren
zum Steuern des Zugriffs auf eine Aufzeichnungsplatte der vorliegenden
Erfindung und das dazugehörige
Gerät die Überzeit
der Aufzeichnungsplatte, d. h., die Summe der Suchzeit und der Drehverzögerungszeit
reduziert werden, und zusätzlich kann
deren Maximalwert garantiert werden, ein niedriger Wert zu sein.
-
Gemäß dem Verfahren zum Steuern
des Zugriffs auf eine Aufzeichnungsplatte der vorliegenden Erfindung
und ein Gerät
dafür ist
es, indem eine Asymmetrie entsprechend der Bewegungsrichtung des
Kopfs für
jeden Bereich gegeben wird, möglich, die Überzeit
unabhängig
von der Bewegungsrichtung des Kopfes zu reduzieren.
-
Es sei verstanden, dass während oder
nach der Periode, während
der Kopf auf die Platte zugreift, das Auflisten für die nächste Zugriffsbewegung
des Kopfs festgelegt wird. Wenn dieser nächste Zugriff begonnen wird,
wird der Kopf auf eine Startposition bewegt, die durch Bestimmen
der Auflistung für
diese nächste
Zugriffsbewegung des Kopfs definiert ist, Im Fall der ersten Zugriffsbewegung
des Kopfs nach dem Einschalten des Geräts von 2 wird der Kopf auf eine Startposition
bewegt, die durch die erste bestimmte Auflistung nach dem Einschalten
bestimmt wird.