CN1141637C - 记录盘存取控制的方法和装置 - Google Patents

记录盘存取控制的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1141637C
CN1141637C CNB961913037A CN96191303A CN1141637C CN 1141637 C CN1141637 C CN 1141637C CN B961913037 A CNB961913037 A CN B961913037A CN 96191303 A CN96191303 A CN 96191303A CN 1141637 C CN1141637 C CN 1141637C
Authority
CN
China
Prior art keywords
record
access
indicator
header
deflection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB961913037A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1166883A (zh
Inventor
־
户卓志
加藤泰信
֮
大宅昇
塩谷浩之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of CN1166883A publication Critical patent/CN1166883A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1141637C publication Critical patent/CN1141637C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/06—Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
    • G06F3/0601—Interfaces specially adapted for storage systems
    • G06F3/0602—Interfaces specially adapted for storage systems specifically adapted to achieve a particular effect
    • G06F3/061—Improving I/O performance
    • G06F3/0613—Improving I/O performance in relation to throughput
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/06—Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/06—Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
    • G06F3/0601—Interfaces specially adapted for storage systems
    • G06F3/0628—Interfaces specially adapted for storage systems making use of a particular technique
    • G06F3/0629—Configuration or reconfiguration of storage systems
    • G06F3/0634—Configuration or reconfiguration of storage systems by changing the state or mode of one or more devices
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/06—Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
    • G06F3/0601—Interfaces specially adapted for storage systems
    • G06F3/0628—Interfaces specially adapted for storage systems making use of a particular technique
    • G06F3/0655—Vertical data movement, i.e. input-output transfer; data movement between one or more hosts and one or more storage devices
    • G06F3/0659—Command handling arrangements, e.g. command buffers, queues, command scheduling
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/06—Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
    • G06F3/0601—Interfaces specially adapted for storage systems
    • G06F3/0668—Interfaces specially adapted for storage systems adopting a particular infrastructure
    • G06F3/0671—In-line storage system
    • G06F3/0673—Single storage device
    • G06F3/0674—Disk device
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/06—Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
    • G06F3/0601—Interfaces specially adapted for storage systems
    • G06F3/0668—Interfaces specially adapted for storage systems adopting a particular infrastructure
    • G06F3/0671—In-line storage system
    • G06F3/0673—Single storage device
    • G06F3/0674—Disk device
    • G06F3/0677—Optical disk device, e.g. CD-ROM, DVD
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B11/00—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
    • G11B11/10—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
    • G11B11/105—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing
    • G11B11/10595—Control of operating function
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B21/00—Head arrangements not specific to the method of recording or reproducing
    • G11B21/02—Driving or moving of heads
    • G11B21/08—Track changing or selecting during transducing operation
    • G11B21/081—Access to indexed tracks or parts of continuous track
    • G11B21/083—Access to indexed tracks or parts of continuous track on discs
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B27/00—Editing; Indexing; Addressing; Timing or synchronising; Monitoring; Measuring tape travel
    • G11B27/10—Indexing; Addressing; Timing or synchronising; Measuring tape travel
    • G11B27/102—Programmed access in sequence to addressed parts of tracks of operating record carriers
    • G11B27/105—Programmed access in sequence to addressed parts of tracks of operating record carriers of operating discs
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/54—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head into or out of its operative position or across tracks
    • G11B5/55—Track change, selection or acquisition by displacement of the head
    • G11B5/5521—Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks
    • G11B5/5526—Control therefor; circuits, track configurations or relative disposition of servo-information transducers and servo-information tracks for control thereof
    • G11B5/553—Details
    • G11B5/5547—"Seek" control and circuits therefor
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/06—Digital input from, or digital output to, record carriers, e.g. RAID, emulated record carriers or networked record carriers
    • G06F3/0601—Interfaces specially adapted for storage systems
    • G06F3/0628—Interfaces specially adapted for storage systems making use of a particular technique
    • G06F3/0653—Monitoring storage devices or systems
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B2220/00—Record carriers by type
    • G11B2220/20—Disc-shaped record carriers
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B2220/00—Record carriers by type
    • G11B2220/20—Disc-shaped record carriers
    • G11B2220/25—Disc-shaped record carriers characterised in that the disc is based on a specific recording technology
    • G11B2220/2508—Magnetic discs
    • G11B2220/2516—Hard disks

Abstract

一种控制对记录盘存取的方法和装置。该装置确定一个偏斜，以便当记录头存取记录盘时，在平均移动距离处的旋转延迟时间缩到最短。该方法和装置至少根据确定的偏斜来确定一个数据块在记录盘上的位置，调度若干输入盘存取请求的次序，以便在由记录头存取记录盘时使记录头的移动量变为最小，然后根据调度的结果由记录头对记录盘进行存取。

Description

记录盘存取控制 的方法和装置
技术领域
本发明涉及对要求高速度传输的记录盘的存取和对该盘上不连续位置的存取(随机存取)的控制方法及其装置。
背景技术
随着计算机速度的提高，允许高速随机存取的盘存储装置变得越来越重要。近些年来，特别是在目前作为大众关注焦点的多媒体技术中，以高速度从盘上彼此分离的位置存取以数字数据形式存储在盘上的动画图像和声音是必不可少的。也就是说，存储如动画图像和声音这样的多媒体数据需要高传输速度和实时特性。当处理大量的动画图像和声音时，高传输速度自然变得很有必要。
此外，实时特性要求处理时间的一个上限不能被超过。例如，在动画图像中除非在恒定的间隔以每秒30帧相继显示，否则移动就会变得很笨拙。
另外，如果不能跟上盘的能力，并且声频数据不足，那么声音就会突然停止，并产生刺耳的噪声。以这种方式，如果多媒体数据没有准备好并在它们各自特定的时间使用，那么信息的价值就会大大降低。因此，在存储多媒体时，保证上限是很重要的，也就是说，即使是在最坏的情况下，处理也能在那个时间进行，这一点很重要。否则，即使平均性能符合要求，也可能出现在某些时间周期数据太迟的情况。保证处理时间的最大值被称之为实时特性，在多媒体领域该特性是不可少的功能。
在存储计算机信息时，改进平均性能是主要的目标。最坏的值并不总是保持较低，也就是说存储处理时间有较大的变化。这一点与多媒体的存储要求截然相反。
另外，在多媒休的主要应用领域中，必须能够以高速度相继存取处于物理分离的数据(随机存取)。例如，电视节目点播(VOD)是允许大量的观众在他们喜欢的时间调用并观看他们喜欢的节目的一个系统。为了实现这一目的，需要并行处理来自许多观众的请求，并快速准备观众目前正观看的那些部分的数据。为此有必要高速跟踪存储在盘上不同位置的电影源等等。
此外，近些年来，录像和电影不是用磁带和胶片而是用盘来编辑的。在用磁带的情况下，当要将一个几秒钟的镜头插入到一个例如一小时的节目中靠近开头的一个位置时，为了避免重写，需要将该插入位置之后的所有录像移到后面，因此需要转录该节目。与模拟录音带的高速复制不同，视频节目的转录需要大约一个节目的时间长度，因此效率很差。然而，当采用盘时，由于可以随机存取，因此可以将插入部分放在盘上另一位置，在重放时跳到那个位置并存取插入的录像，然后返回原来的位置继续放像。将该方法往前引申一步，已知一种技术，其中节目的每个镜头(剪辑)被放在盘上不同的位置，在重放时对其高速跟踪，以便看起来好像是在播放一个单一的磁带。通过这么做，可以仅仅通过改变在盘上数据跟踪的次序来切换场景并改变长度，因此编辑效率非常高。这被称之为非线性编辑。注意在这种情况下也需要高速跟踪盘上物理分离的位置。
在这个例子中可看出，在多媒体应用领域，在跟踪盘上不连续位置(称为随机存取)的同时高速存取数据是非常重要的，但是记录头移到要求的记录道柱面所花的时间(称为搜索时间)和等待盘旋转直到数据的起始位置出现在记录道柱面中所花的时间(称为旋转延迟时间)是移到不连续位置所必须的时间。这些时间被称为存取的额外开销。与实际存取数据的时间相比该额外开销越长，数据从盘转移花费的时间也越长，从而性能越低。
现在，假定盘的搜索时间是Ts，旋转延迟时间是Tr，那么盘存取的额外开销是Ts+Tr。当盘的记录头位于数据区中，并且实际存取该数据的时间是Tt时，与不存在记录头跳到一个分离位置的情况相比，效率较低，如下面的等式(1)所示：
Tt/(Tr+Ts+Tr)                   (1)
也就是说，与从开始到结尾顺序存取盘上的数据的情况相比，在跟踪处于分离位置的数据的同时进行随机存取的情况下，需要认识到性能被降低了那个数量。因此，多媒体盘的任务是在随机存取时抑制性能的下降，同时保持实时特性(以确定处理时间的上限，并保证运行时间始终低等于或小于该上限值的一个时间)。
近年来，关于保证盘存取的实时特性的方法已经做了许多研究。例如，在【ACM计算机系统学报】1992年第10卷第4期311-337页，D.Anderson、Y.Osawa和R.Govindan的“连续媒体的文件系统”(下称“Anderson 92”)中，试图通过优化用于暂时存储从盘读出的数据的缓冲存储器的数量和在一次单一存取中要读出的数据量之间的关系来改进系统的性能。
然而，当谈到存取盘的额外开销时，为了方便研究，假定在每次随机存取中出现的搜索时间和旋转延迟时间都可以想象是最坏的值。也就是说，从最里面的周线向最外面的周线搜索的时间被选定为搜索时间，恰好旋转一周的等待时间被选定为旋转延迟时间。当然，如果作这种假设，那么处理时间的最坏值的估算是非常安全的，但是这种操作在现实中并非每次进行，因此与可以从实际盘推导出来的性能比较，对最坏值的估算变得很低，并且该估算作为设计数据没有任何意义。
另外，在【IEEE知识与数据工程学报】1993年第5卷第4期564-573页，V.Rangan和H.Vin的“数字连续多媒体的高效存储技术”(下称“Rangan93”)中，研究了当将一个视频文件剪切成若干部分并将不同的部分存储在不同位置时，如何确定各部分的长度以及个部分之间的间隔，以保持实时特性。
然而，当在各部分之间跳跃时(在随机存取的时候)，假定最坏的额外开销每次以“Anderson 92”中描述的同样方式产生，因而存在类似的问题。
另外还有人试图使最坏的值比上述这些研究要低，从而保证实时随机存取具有更高的性能。在【ACM多媒体93】1993年第225至233页N.Reddy和J.Wyllie的“在多媒体I/O系统中的盘调度”(下称“Reddy 93”)、【IEEE多媒体1994】1994年第56至67页J.Gemmel、J.Han等人的“盘上的延迟感应多媒体”(下称“Gemmel 94”)和【ACM多媒体93】1993年第235至242页M.Chen、D.Kandlur和P.Yu的“具有多机种多媒体流的成组扫描调度的最佳化”(下称“Chen 93”)中，都试图通过称之为“SCAN”的记录头调度算法来抑制额外开销。
“记录头调度”是在需要存取盘上若干位置时通过调整存取的次序来降低搜索时间的一个方法。在图1所示的SCAN算法中，给定的若干I/O请求(#1，#2，..)沿盘的径向排序并顺序处理。可以避免当处理按照I/O请求(#1，#2，..)来到的次序进行时出现的记录头互逆操作，从而相应的搜索时间可以被降低。作为记录头调度算法，有许多是公知的，在例如Addison Wesley 1990年第360至372页H.Deitel的“操作系统”中就有详细的介绍。
“Reddy 93”、“Gemmel 94”和“Chen 93”都是基于使用SCAN算法的假定，因此可以抑制搜索时间。由此可以降低额外开销的最坏值，并保证比“Anderson 92”和“Rangan 93”具有更高的性能。
然而，SCAN算法只能抑制搜索时间，到目前为止还没有提到对旋转延迟时间的减小。
“Reddy 93”假定在盘中存在一个称为零等待时间存取机制的特殊功能。该零等待时间存取机制是这样一种方法，其中即使在记录头到达要求的记录道时位于数据中间点，也要相继读出数据，没及时赶上的数据的前部分在盘旋转一次并且该部分返回时被重读。因此，当盘旋转一次时，需要的数据都可以可靠地读出，从而总的旋转延迟和数据存取时间最多是一次旋转的时间。
然而，由于很少有实际盘使用这一机制，因此“Reddy 93”中的假定不现实的。
另一方面，“Gemmel 94”采用一种总是通过加上最大值来估算额外开销的方法，原因是考虑到旋转延迟是不可能进行控制和预测的量。这很安全，但浪费太多，从而带来了一个问题。“Chen 93”将旋转延迟当做可以忽视的校正项对待，但这是不实际的。例如，在目前的高速盘中，旋转周期是8.3mS，如果采用SCAN算法，搜索时间的最大值可以被减小到6ms或更小。因此旋转延迟占主要地位。另外，从空气阻力、电机消耗的电能以及产生的热量来看，很难看出旋转速度由此会有划时代的改进。减小旋转速度是需要解决的最大问题。
另外还指出了在通常的计算机文件系统中，降低旋转延迟是很重要的。在【IEEE计算机学报】第40卷，1991年1月1期，第22至30页，S.Ng的“通过减小等待时间改进盘性能”(下称“Ng 91”)一文中，提到了通过为在旋转方向产生相位移动的数据准备一个备份，在读操作时减小平均旋转延迟的方法。然而，很难将该方法用于包含大量数据的多媒体应用中。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种控制对记录盘存取的方法和装置，通过压缩搜索时间和旋转延迟时间，盘可以实现高速随机存取，并同时保持实时特性。这种控制对记录盘存取的方法和装置是存储多媒体数据的较佳选择，因此对其需求日益增大。
控制对本发明的记录盘存取的方法确定一个偏斜，以便当记录头存取记录盘时，在平均移动距离处的旋转延迟时间变短；至少根据确定的偏斜来确定一个数据块在记录盘上的位置；调度若干输入盘存取请求的次序，以便在由记录头存取记录盘时记录头的移动量变小；以及根据调度的结果由记录头对记录盘进行存取。
另外，控制对本发明的记录盘存取的方法最好是在除了偏斜之外，还根据指示同一数据块中起点和结束点之间的一个角度差的间隔来确定数据块在记录盘中的位置。
此外，控制对本发明的记录盘存取的方法最好能够提供偏斜与间隔的若干组合的数据，并根据记录盘上的位置有选择地使用组合数据，
另外，控制对本发明的记录盘存取的方法改变数据块的大小，以使所述间隔在从记录盘由外到内的整个区域是恒定的。
此外，控制对本发明的记录盘存取的方法最好根据由于记录记录道的半径差产生的数据块间隔的变化来确定偏斜。
另外，控制对本发明的记录盘存取的方法最好对若干盘存取请求的次序有所改变，以便当记录记录头从当前位置向记录盘的一个内周边或外周边移动时，它们从最近的一个开始排序，并且根据偏斜和间隔来确定数据块在记录盘上的位置，以便由下面的等式(2)给出的延迟时间Td(L)在靠近由下面的等式(3)给出的平均搜索距离La处与搜索时间Ts(L)之间的差与旋转周期相比变得足够小：
Td(L)＝(L·Bc·θs+θg+2mπ)/ω      (2)
La＝Lt/(N-1)                         (3)
其中，L是以同位标记录道组数为单位的一个搜索距离；
      Bc是在一个同位标记录道组中存在的数据块数；
      θs是以弧度为单位的一个偏斜；
      θg是以弧度为单位的一个间隔；
      ω是盘的一个旋转速度(弧度/秒)；
      Lt是当以同位标记录道组数为单位次序安排存取请求时两端的存取位置之间的最大距离值；
      N是同步处理的存取数；
      m被选定为在搜索距离L处在Td(L)大于搜索时间Ts(L)的范围内变得最小。
此外，控制对本发明的记录盘存取的方法最好有一调度，以对若干盘存取请求的次序进行改变，以便当记录头从当前位置向记录盘的内周边或外周移动时，它们按出现的次序排列，并用确定数据块在记录盘上的位置来确定偏斜和间隔，以使由下面的等式(4)给出的延迟时间Td(L)总是比搜索时间Ts(L)长，并且延迟时间Td(L)与搜索时间Ts(L)之间的差与旋转周期相比变得足够小。
Td(L)＝(L·Bc·θs+θg)/ω                (4)
另外，控制对本发明的记录盘存取的方法最好将记录盘分为第一区域和第二区域，前者当记录头从内周边向外周边移动时使用，后者当记录头从外周边向内周边移动时使用；并根据记录头的移动方向，根据在相应区域的最佳偏斜和间隔来确定数据块在记录盘上的位置；以及根据记录头移动的方向使调度有选择地仅仅存取第一和第二区域。
此外，控制对本发明的记录盘存取的方法最好是用记录盘上的第一区域和第二区域将盘划分为若干沿径向的至少两部分，并且第一区域和第二区域的分配都是从盘上最里面的周边向最外面的周边扩散。
控制对本发明的记录盘存取的装置有一个确定偏斜的偏斜确定装置，以使当记录头存取记录盘时，在平均移动距离处的旋转延迟时间变短；一个数据块安排装置，用于至少根据确定的偏斜来确定一个数据块在记录盘上的位置；一个调度装置，用于调度若干输入盘存取请求的次序，以便在由记录头存取记录盘时记录头的移动量变小，其中记录头根据调度的结果对记录盘进行存取。
另外，控制对本发明的记录盘存取的装置最好是由数据块安排装置在除了偏斜之外，还根据指示同一数据块中起点和结束点之间的一个角度的间隔来作出安排。
此外，控制对本发明的记录盘存取的装置最好能够由数据块安排装置提供偏斜与间隔的若干组合的数据，并根据记录盘上的位置有选择地使用组合数据。
另外，控制对本发明的记录盘存取的装置最好是由数据块安排装置改变数据块的大小，以便使上述间隔在从记录盘由外到内的整个区域内是恒定的。
此外，控制对本发明的记录盘存取的装置最好是由偏斜确定装置根据由记录记录道半径差产生的数据块的间隔的变化来确定偏斜。
另外，控制对本发明的记录盘存取的装置最好是由调度装置对若干盘存取请求的次序作出改变，以便当记录记录头从当前位置向记录盘的一个内周边或外周边移动时，它们从最近的一个开始排序，并且由数据块安排装置来确定偏斜与间隔，以便由下面的等式(5)给出的延迟时间Td(L)和靠近由下面的等式(6)给出的平均搜索距离La的一个搜索时间Ts(L)之间的差与旋转周期相比变得足够小：
Td(L)＝(L·Bc·θs+θg+2mπ)/ω            (5)
La＝Lt(N-1)                                (6)
其中，L是以同位标记录道组数为单位的一个搜索距离；
      Bc是在一个同位标记录道组中存在的数据块数；
      θs是以弧度为单位的一个偏斜；
      θg是以弧度为单位的一个间隔；
      ω是盘的一个旋转速度(弧度/秒)；
      Lt是当以同位标记录道组数为单位次序安排存取请求时两端的存取位置之间的最大距离值；
      N是同步处理的存取数；
      m被选定为在搜索距离L处在Td(L)大于搜索时间Ts(L)的范围内变得最小。
此外，控制对本发明的记录盘存取的装置最好由调度装置对若干盘存取请求的次序作出改变，以便当记录头从当前位置向记录盘的内周边或外周边移动时，它们按出现的次序安排，并用数据块安排装置来确定偏斜和间隔，以便由下面的等式(7)给出的延迟时间Td(L)总是比搜索时间Ts(L)长，并且延迟时间Td(L)与搜索时间Ts(L)之间的差与旋转周期相比变得足够小。
Td(L)＝(L·Bc·θs+θg)/ω               (7)
另外，控制对本发明的记录盘存取的装置最好将记录盘分为第一区域和第二区域，前者当记录头从内周边向外周边移动时使用，后者当记录头从外周边向内周边移动时使用；并根据记录头的移动方向，用数据块安排装置来确定在相应区域的最佳偏斜和间隔；以及根据记录头移动的方向使调度装置有选择地仅仅在第一和第二区域进行存取操作。
此外，控制对本发明的记录盘存取的装置最好是用记录盘上的第一区域和第二区域将盘划分为若干沿径向的至少两部分，并且第一区域和第二区域的分配都是从盘上最里面的周边向最外面的周边扩散。
在控制对本发明的记录盘存取的方法及其装置中，当安排数据块时，该数据块被沿周边方向移位(给定一个偏斜)，从而在搜索操作时可以控制所要求的数据的起点不越过记录头的位置。为此不需要一直等到要求的数据的起点再返回，搜索时间和旋转延迟时间都被压缩得较低，可以实现高速随机存取，并同时保持实时特性。
此外，在控制对本发明的记录盘存取的方法及其装置中，在当记录头从外周边向内周边移动时采用的区域和当记录头从内周边向外周边移动时采用的区域之间改变偏斜，从而不管记录头移动的方向如何，都可以给定最佳的偏斜。
此外，本发明还提供一种控制对盘存取的方法，包括以下步骤：确定数据块在记录盘上的位置，以使得每当记录头存取盘时在平均移动距离处的旋转延迟时间变为最小；调度若干输入盘存取请求的次序，以便在由记录头存取记录盘时使记录头的移动量变为最小；根据调度的结果由记录头对记录盘进行存取。
此外，本发明还提供一种控制盘存取的装置，包括以下部分：用于确定数据块在记录盘上的位置，以使得每当记录头存取盘时在平均移动距离处的旋转延迟时间变为最小的装置；用于调度若干输入盘存取请求的次序，以便在由记录头存取记录盘时使记录头的移动量变为最小的装置；根据调度的结果由记录头对记录盘进行存取的装置。
附图说明
根据下面结合附图对最佳实施例的描述，本发明的上述和其它目的和特征会变得更加清楚。附图中：
图1是解释相关技术的示意图；
图2是根据本发明的第一实施例用于控制对记录盘存取的装置的配置的方框图；
图3是用于解释图2所示的块分配程序中的处理的流程图；
图4是用于解释图2所示的调度程序中的处理的流程图；
图5示出了驱动器的搜索时间与搜索距离之间的关系的图形；
图6是用于解释用块分配程序在盘上安排数据块的方法示意图；
图7是用于解释块分布图的内容的图表；
图8是用于解释图3中所示的步骤S3的处理内容的示意图；
图9是用于解释图3中所示的步骤S3的处理内容的图形；
图10是用于解释在同时考虑搜索时间和旋转延迟时间的情况下的额外开销的图形；
图11A、11B和11C是用于解释盘上存取分布的一个例子的示意图；
图12是用于解释传统的SCAN算法中的额外开销的示意图；
图13是用于解释在采用包括一个锯齿函数的上凸函数的情况下搜索距离L和延迟之间的关系；
图14是用于解释根据本发明的第二实施例控制对记录盘存取的装置中的块分配程序处理的示意图；
图15是用于解释图14所示的控制对记录盘存取的装置中的块分配程序的处理的流程图；
图16是用于解释图14所示的控制对记录盘存取的装置中的块分布图的内容的图表。
下面将根据本发明的实施例解释控制对记录盘存取的方法及其装置。
具体实施方式
〔第一实施例〕
图2是根据本实施例用于控制对记录盘存取的一个装置的配置的方框图。
根据本实施例用于控制对记录盘存取的装置是通过在例如计算机中运行软件程序来实现的。图2中所示的每个方框分别代表一个主程序模块或主数据结构。
块分配程序(安排装置)1确定如何根据给定的格式参数10在盘5上安排数据。盘5可以是例如磁盘、磁光(MO)盘或硬磁盘(HDD)。
格式参数10包括第一数据块的大小、当进行SCAN调度时的平均记录头移动距离La、所采用的驱动器的搜索时间函数Ts(L)、以及盘5的物理格式。
平均盘移动距离La由下面的等式(8)给出，其中Lt是盘的记录道柱面的总数，N是由一次扫描处理的存取数。
La＝Lt/(N-1)                           (8)
驱动器的搜索时间Ts(L)是搜索距离L(记录道柱面数)的函数，其值由采用的盘驱动器的机械特征确定。这个例子示于图5。一次扫描处理了多少存取请求由使用这个盘的应用特性、所要求的性能以及可供使用的缓冲存储器的数量来确定。要被一起扫描的存取请求的数量N越大，对盘随机存取性能的改进也越大，但副作用是随着需要的缓冲存储器的数量增大，响应时间也增大。
这些格式参数10由具有管理整个系统的一个控制程序的中央处理单元(CPU)(未示出)确定，并且被提供给块分配程序1。在本实施例用来进行非线性编辑的例子中，N＝10，La＝300被赋予块分配程序。此外，第一数据块的大小相应于一页图像数据，并且在广播电台等采用的CCIR-601格式下大约是700KB(kilobytes)。当然，这些数值可以根据目的以及所要求的各种特性来自由设定。
块分配程序1根据给定的格式参数10确定每块应被放在盘5上的什么位置。在这个例子中，一块等于一个图像的一帧，当然即使对通过将MPEG或其它压缩图像分为适当长度而得到的数据、或即使对音频数据，其基本概念也是相似的。
可以对盘5中通常被称为“扇区”的每个区域进行存取。一个扇区的大小通常从大约512B(bytes)到大约4KB。这些扇区在一圆周中安排的环形区域被称为一个“记录道”。此外，包括重叠的若干磁媒体的相同记录道组的圆柱形区域被称为一个“同位标记录道组”。
一视频和音频数据块通常大于一个扇区，因此，块分配程序1给每块分配若干扇区。图6示出了只有一个磁媒体的简单例子。在图6中由影线指示的部分，即记录道“1”的一整周和记录道“2”的“0”到“6”扇区对应一个数据块。在这个例子中，由于只有一个媒体，一个“记录道”和一个“同位标记录道组”具有相同的意义，但在盘驱动器具有若干磁媒体的情况下，如果同一个同位标记录道组的所有部分都被完全使用，那么就分配数据块使用相邻的同位标记录道组。
对所有数据块进行扇区分配，其结果被写入块分布图3，并由此结束块分配程序1。块分配程序1用同位标记录道组号、媒体号(媒体的哪一页)以及扇区号来指定一个扇区的位置。然而，在近年来最为普及的SCSI(ANSI小型计算机系统接口)规格的一个驱动器中，对驱动器中的所有扇区给出序列号(局部扇区号，在SCSI中被称为“逻辑块地址”，但在此称为逻辑扇区号，以避免与视频和音频数据块产生混淆)，并由此来存取数据。为此，由驱动器确定的逻辑扇区号和物理地址(即同位标记录道组号、媒体号和扇区号)之间的对应关系被事先存储在一个物理地址表7中。块分配程序1将要求的物理地址转换为由SCSI参考该物理地址表7所确定的逻辑扇区号，并将其输入到块分布图3中。
图7示出了块分布图的一个例子。与块“o”对应的信息相应于图6中的影线部分。
另一方面，调度程序2如下操作：首先，管理整个系统的CPU确定调度参数20并将调度参数20提供给调度程序2。调度参数20包括一个常数N，指示一次扫描一共处理了多少存取请求。
当操作员指示开始放映记录在盘5上的运动画面时，对每个图像，具有适当的控制程序的CPU(未示出)对存储了包括该运动画面的图像的块发出存取请求。这些存取请求40被存储在存取请求缓冲器4中。调度程序2从存储在存取请求缓冲器4中较早到达的存取请求中顺序取出N个存取请求40，参考块分布图3找出与盘5上的这些请求对应的数据的位置，改变存取请求的次序，以使得记录头的移动量变得最小，并产生存取盘5的一个指令。该存取指令与盘驱动器的外部接口匹配，从而被SCSI装置驱动器6转换为SCSI协议，然后被传送到盘5。从盘5读出的数据被暂时存储在数据缓冲器8中，并进一步传送到所述装置的视频接口。
当操作员指示记录代表运动图像的数据时，对每个图像，具有适当的控制程序的CPU(没有示出)对存储了包括该电影的图像的块发出存取请求。这些存取请求40被存储在存取请求缓冲器4中。与此同时，构成运动画面的图像数据80从视频接口(未示出)传送到数据缓冲器8，并且该图像数据80被暂时存储在数据缓冲器8中。调度程序2从存储在存取请求缓冲器4中较早到达的存取请求中顺序取出N个存取请求40。接着调度程序2参考块分布图3找出盘5上与这些请求对应的数据的位置。另外，调度程序2改变存取请求的次序，以使得记录头的移动量变得最小，并产生存取盘5的一个指令。该存取指令与盘驱动器的外部接口匹配，从而被SCSI装置驱动器6转换为SCSI协议，然后被传送到盘5。
下面将对块分配程序1的操作进行详细的解释。
当图2的格式参数10被给定时，即当一块的大小、执行SCAN调度时记录头La的平均移动距离、要采用的驱动器的时间函数TS(L)、盘5的物理格式(同位标记录道组数、一个记录道中的扇区数和构成同位标记录道组的媒体数)被给定时，块分配程序1由图3中所示的步骤S1至S5确定每块在盘上的位置。
在步骤S1计算一个同位标记录道组中包括多少图像块(Bc)。将记录道中的扇区数乘以媒体数得到一个同位标记录道组中的扇区总数，用该总数除以存储一块所必须的扇区数得到Bc。
在步骤S2计算间隔θg。该间隔是图像块的起始扇区和最后扇区之间的角度差。例如，在由图6的影线指示的块中，起点是记录道“1”的扇区“0”，终点是记录道“2”的扇区“6”，因此间隔θg是圆周的5/12，即5π/6弧度。
根据上面的数据在步骤S3算出偏斜θs。这里偏斜θs表示在圆周方向相邻块的开头之间的角度差。首先，将某一块的读出结束时记录头的位置作为起点，在记录头从起点移动了L个同位标记录道组的位置，直到数据开头在圆周方向到达同一角度时的时间Td(L)由等式(9)得到：
Td(L)＝(L·Bc·θs+θg+2mπ)/ω           (9)
其中，L是以同位标记录道组数为单位的一个搜索距离；
      Bc是在一个同位标记录道组中存在的数据块数；
      θs是以弧度为单位的一个偏斜；
      θg是以弧度为单位的一个间隔；
      ω是盘的旋转速度(弧度/秒)；
      m是使Td(L)成为正数的任意整数。
图8解释了等式(9)在盘上的含意。
在图8中，假定对块“o”的存取刚刚结束。假定从中心看过去记录头位于角70的方向。当需要再存取同一块“o”时，需要等待盘正好旋转间隔θg后才行，由此造成了延迟时间θg/ω。
此外，对于块“n”的开头来说，需要一直等到盘正好旋转块“o”的间隔θg与n个块的偏斜(nθs)的和的角度。这要花费nθs/ω长的时间。由于盘正在旋转，数据的起点到达记录头在某一个时间放置的位置，该时间是将整数倍的旋转周期与由此得到的时间相加得出的。当记录头移动n个数据块时，就同位标记录道组数而言，这对应n/Bc个同位标记录道组的移动，因此，当将同位标记录道组数作为横坐标、将直到起点到达时的延迟时间作为纵坐标来绘制图形时，可以得到图9。偏斜越大，直线组的倾斜也越大。注意，在上面的理论中，假定从中心看到的记录头在圆周方向的位置(角度)是恒定的，而不管离中心的距离如何。但实际中有一种情况该位置并非正好恒定，这取决于记录头的结构，但其影响足够小，因此通常可以忽略。
如图9所示，在每个同位标记录道组中当数据块的起点到达记录头下面时的时间可以由等式(9)得到。然而，由于在该时间内记录头必须移到所要求的同位记录道组，因此延迟时间变为搜索操作之后数据块的起点第一次出现的时间。这个时间是同时考虑了搜索和旋转延迟后的额外开销Td(L)。图10示出了一个例子，等式1则示出了对它的定义。实际额外开销(延迟时间)由图10中的粗黑线指示。
注意搜索时间的函数由虚线表示。在该图中，Trot是一个旋转周期。
在步骤S3-1，得到等式和图9中m＝0时直线的公式，即由下面的等式(10)表示的公式：
Td(L)＝(L·Bc·θs+θg)/ω            (10)
随后的步骤S3-2、S3-3和S3-4是用于选择偏斜θs的步骤，以便这条直线总是高于(大于)搜索时间的函数TS(L)，并基本与搜索时间的函数相接触。图10中m＝0的直线采用由此选定的θs得到。
步骤S4和S5采用以上面的方式得到的偏斜和间隔来确定每块在整个区域的位置。
接下来的步骤S5是对所有块重复进行的一个循环，首先，在步骤S5-1，参考物理地址表由物理地址得出逻辑扇区号。在步骤S5-2，将这样的信息和物理地址写到块分布图3中。块分布图3的内容示于图7。
当在此之前的处理结束后，物理地址的指示字前移，准备处理下一块。物理地址的指示字PPa在步骤S5-3被更新。在步骤S5-4确定是否对所有块都进行了步骤S5-1至S5-3的处理。如果没有，那么对还没有进行处理的块进行步骤S5-1至S5-3的处理。
这里，第N块在盘上的安排为：
(1)从被分配的数据块向后并且
(2)具有与第o块的起点的角度差为Nθs的一区域的最近的一个扇区被定义为起点。
接下来对根据本发明控制记录盘存取的方法的最坏额外开销进行解释。
一般说来，存取请求40相应于盘5上的所有位置产生。由一次扫描处理的位置在分布上具有不均匀性，如图11A或11B所示，其均匀分布如图11C所示。在这个例子中，记录头在六个存取请求40之间移动，从而产生了五个随机存取和相应的额外开销。当额外开销的函数呈上凸状时，与这五个随机存取相关的额外开销的总和在所有存取都均匀分布的情况下变为最坏(图11C)。当分布不均匀时，额外开销总和比这要小。换句话说，当在记录头平均移动距离La中的额外开销重复产生时，额外开销的总和最坏(最大)。
图10的Td(L)是一个锯齿函数。如果Td(L)由从上部包围它的上凸状函数替代，上面的理论也基本成立。这种函数的一个例子示于图12。也就是说，每次存取的最坏额外开销变为在距离为图10中的La的位置读出Td(L)的值得到的值(图中的Tmax)。如上所述，这时一种近似，但在图10的例子中，Td(L)的函数和从上部包围它的函数在靠近La处通常恰好重合，因此在实际中可以考虑没有误差。此外，该近似在安全方向(即估计的额外开销比实际要大的一方)，因此不会有将最坏值估计得小于原始值的冒险。
在图3所示的步骤S3，选定偏斜以使得由等式(9)给定的旋转延迟的一组直线位于高于搜索时间的函数Ts(L)但尽可能靠近的位置。由此在靠近距离La处，Td(L)可以更小，从而最坏额外开销Tmax可以更小。
图12示出了传统的SCAN算法中的额外开销。在传统的SCAN算法中，也是在存取均匀分布时总的额外开销最坏。然而，与本实施例不同的是对旋转延迟没作考虑，因此即使在记录头的搜索操作结束之后，也必须考虑旋转一周的旋转延迟是在最坏的情况下产生的。为此，将旋转一周的周期Trot与在La处的搜索时间Ts(La)相加得到的一个值成为最坏的额外开销。通过图12与图10的比较可以很清楚地看出，这个值比根据本实施例的方法得到的值要大得多。我们的试验证实在本实施例中的最坏额外开销几乎是传统算法的一半。
如上所述，在根据本实施例控制对记录盘存取的装置中，通过适当地选择偏斜和间隔，可以将记录头平均移动距离La处的额外开销Td(L)压缩到最低水平，由此可以缩短旋转延迟时间。在图3所示的流程图中，数据块的大小具有给定的固定值，但根据不同的目的，可以在一定的范围内选择数据块的大小。在这种情况下，间隔θg和偏斜θs都可以被改变，因此直线的位置可以很好地得到控制，以使它接近La附近的搜索时间。
通过上面的方法，大大改进了伴随数据块之间的移动所产生的额外开销。当数据块较大，占据若干记录道或若干同位标记录道组时，也必须考虑伴随记录道变化的时间和移动到相邻同位标记录道组的时间。记录道改变和移动到相邻的同位标记录道组所需要的时间也是恒定的，因此通过给定记录道或同位标记录道组之间的一个偏斜，以使得在这些时间过去后数据正好到达记录头之下，可以避免随着记录道的改变和同位标记录道组之间的移动在数据块之间产生长的旋转延迟。为此，块分配程序1除了具有用于在已经解释过的数据块之间移动的偏斜和间隔之外，还有另一组用于在数据块中高速存取的偏斜和间隔。在图3的步骤S4和S5中，当将一个数据块安排在盘上时，采用后者的偏斜和间隔就足够。可以随时使后者的间隔为零，只采用偏斜来承受记录道的变化和同位标记录道组之间的移动时间。
接下来对调度程序2的操作进行解释。
图4示出了调度程序2的操作流程图。在步骤S11，盘的记录头首先移到同位标记录道组“#0”，然后处理程序运行到步骤S12进行实际调度。
在步骤S12，N个存取请求在步骤S12-1按先前请求的次序从存取请求缓冲器读取出来。在一个存取请求中，对应该存取的数据块的数目和用于数据传送的数据缓冲器的开始地址做了描述。此外，数字N是预先从另一个控制程序(未示出)给定的常数。
在步骤S12-2，对N个存取请求的每一个，参考块分布图3确认应该存取的数据块的物理地址(同位标记录道组号、媒体号和扇区号)。随后，在步骤S12-3，这N个存取请求按同位标记录道组号从小到大的次序重新安排，由此实现了SCAN算法的调度。在步骤S12-4，这些重新安排的存取请求经由装置驱动器按同位标记录道组号从小到大的次序被发送到盘，并进行实际的存取和数据传送。当发出了一个数据块的存取请求后，在步骤S12-5等待发送的结束。然后发出下一个存取请求。将此操作重复N次(步骤S12-6)，N个存取请求的处理即结束。在步骤S12-7，通知控制程序N次存取结束，从而与N次存取请求相关的处理序列结束。
最后，在步骤S12-8确定N个存取请求是否没有被存储在存取请求缓冲器4中，如果有，调度程序返回到步骤S12-1，取出下面的N个存取请求，并继续进行处理。如果存取请求缓冲器中没有N个存取请求，那么在该步骤结束处理。
注意，块分配程序1安排数据块并改变数据块的大小，以便使间隔在盘5的从里到外的整个区域都是恒定的，从而可以进一步改进存取的实时特性。〔第二实施例〕
上面描述的第一实施例的调度程序2在下一次扫描开始时移到最外面的存取位置。也就是说，当在图4的步骤S12-4和S12-5执行最后的存取时，记录头在N次存取之间执行最里面的存取。处理下一个N次存取的循环的第一次存取，导致记录头移到具有最小同位标记录道组号的外部同位标记录道组。相关于这一移动，具有从最里面的周边到最外面的周边的最大长度的搜索操作和旋转一周的旋转延迟在最坏的情况下产生。由于它们对每N次存取发生，并且由于数据的存取不能在这个时间进行，因此它必须被加到整个扫描的额外开销总和中。当然，性能也被相应降低。
当然，即使在从内周边向外周边移动时也可以存取盘，但由于记录头的移动方向被反向，因此等式(15)中的第一项，即偏斜项的符号被反向。为此，在从外周边向内周边移动时的最佳偏斜和间隔并不总是在相反方向移动的合适的参数。当记录头在相反方向移动时这成为性能降低的一个原因。
根据本发明的第二实施例控制对记录盘存取的装置(将在下面进行解释)解决这个问题，并提供即使当记录头从内周边返回外周边时也能进行快速数据传送的方法。如图14所示，首先，块分配程序1将同位标记录道组分成由影线表示的同位标记录道组50和51，前者在执行从外到里的扫描时使用，后者在执行从里到外的扫描时使用，在图14中，由字母F标记的同位标记录道组50在执行从外到里的扫描时使用，由字母B标记的同位标记录道组50在执行从里到外的扫描时使用。在图14中，同位标记录道组被分为两组，但一组中的同位标记录道组数并不受此限制。同位标记录道组可以被划分为具有适当单位的组。
与根据前面提到的第一实施例控制对记录盘存取的装置相同，在根据图3的步骤S1得到偏斜和间隔之后，图3所示的步骤S4和S5的处理被如图15所示改变。
在图15中，步骤S31对与第一实施例相同的方式分配的物理地址的指示字进行初始化。
随后，相应的数据块在步骤S32被分配给盘。步骤32是对所有数据块重复进行的一个循环。在步骤S32-1，根据处理过程中数据块的物理地址判断整个数据块是属于F区域还是B区域。
步骤S32-2是基于该判断结果的一个分支指令。如果一整块属于F区域，那么执行步骤S32-3至S32-7。其中，步骤S32-3与图3的步骤S5-1一样，是通过采用物理地址表确定相应的逻辑扇区号的一个步骤，而步骤S32-4与图3中的步骤S5-2一样在块分布图上执行写操作。
与图7所示的第一实施例的块分布图进行比较，在本实施例的块分布图3中，加上了一个指示该块是在F区域还是在B区域的标志位。这种情况被示于图16中。在步骤S32-5中将F写入该部分。
当在步骤S32-2的分支指令中确定块不完全属于F区域时，不进行对该物理地址的分配，而搜索完全在F区域内的物理地址。在步骤S32-6，由偏斜和间隔得出下一个物理地址，并进一步检查它属于那个区域。步骤S32-7确定内周边是否被读出，如果没有，处理程序跳到步骤S32-1，然后在步骤S32-2再次进行判断。如此重复进行就可以找到整块属于F区域的一个物理地址，并将其分配给该块。
例如，在图16中，在具有第一实施例的安排的系统中，下一数据块(第5号)被放在物理地址(1/5/8)，但块的后半部分扩散到同位标记录道组2，同位标记录道组2是B区域，因此这些区域不作分配，接着次序寻找可以分配的地址。物理地址的指示字相继前移，物理地址(4/2/0)被分配给第5块。在本实施例中不跳过中点分配数据块的方法与第一实施例中跳过中点的同时分配数据块的方法中，径向距离(同位标记录道组数)和偏斜量之间的关系都必须保持恒定，因此，采用了上面解释的分配方法。这是为什么不从同位标记录道组4的初始地址(4/0/0)开始使用的原因。上述处理重复进行，直到物理地址到达最里面的周边为止。
步骤S33至S36对B区域重复执行类似的处理。B区域的初始地址是图14中所示的同位标记录道组2，因此在步骤S33将物理地址的指示字初始化为这个地址。
随后，偏斜的符号在步骤S34被反向。对B区域的存取从内周边向外周边进行，从而同位标记录道组的移动量变为负数。因此，当偏斜的符号也与此相应而反向时，可以得到记录头从里到外移动的最佳偏斜。
步骤S35是将数据实际写在块分布图上的步骤。这部分与步骤S32-1至S32-6类似。然而要注意是，它与步骤S32-1至S32-7具有以下不同：
(1)只有当整块都在B区域时才将数据写在块分布图上，否则再试一个新的物理地址。
(2)B被写在块分布图上。
最后，在步骤S36确定是否所有要处理的块都被处理了。如果没有，处理返回到步骤S31。如果是，那么处理在该步骤停止。
图16示出了5012块全部被分配给B区域的一个例子。这时区域B的块号从5013开始，并且对块的分配重复进行直到记录头又到达最里面的周边为止。
由于块分配程序1被给定了上面描述的配置，调度程序2在记录头从外周边向内周边方向移动时只从地址请求缓冲器取出区域B的存取请求进行调度，并在这结束后记录头从内周边向外周边方向移动时只从地址请求缓冲器取出区域B的存取请求进行调度。这样，不管记录头的移动方向如何，旋转延迟总是可以压缩到最小水平。因此，在第一个实施例中，当到达内周边的记录头返回外周边时产生一个延迟时间，而在第二实施例中则没有这个延迟时间，因此盘的性能得到了改进。
注意，在第一实施例中提到当一个数据块较大并延伸到若干记录道和扇区时，如果给定考虑这些时间的另一个偏斜会产生很好的效果。在该第二实施例中，可以采用类似的技术。在该第二实施例中，当记录头从内周边向外周边移动时，在对一个数据块的存取中记录头也从里面的同位标记录道组向外面的同位标记录道组移动，因此用于获得同位标磁组移动所必须的时间的一个偏斜可以在与从外周边向内周边移动相反的方向给定。
注意，如图14所示，通过提供同位标记录道组50和51使它们在盘上沿最里面的周边向最外面的周边分散，盘存取性能可以进一步改善。
如上所述，根据本发明控制对记录盘存取的方法和装置，记录盘的额外开销，也就是搜索时间和旋转延迟时间的总和可以被减小，另外，它们的最大值可以被保持在较低水平。
此外，根据本发明控制对记录盘存取的方法和装置，通过对每个区域给定相应于记录头移动方向的一个偏斜，不管记录头移动的方向如何，都可以减小额外开销。
应该理解，在记录头存取盘的周期之中或之后，要确定对下一次记录头存取移动的调度。当该下一次存取启动之后，记录头移到一个起始位置，该位置由对该下一次记录头存取移动所确定的调度来定义。在对图2中的装置通电之后记录头第一次存取移动时，记录头移到由通电后第一次确定的调度所限定的一个起始位置。
尽管本发明是参考较佳实施例进行描述的，但并不局限于这些实施例，本发明包括对本领域技术人员而言显而易见的所有改进。

Claims (24)

1.一种控制对记录盘存取的方法，所述方法包括以下步骤：
确定一个偏斜，用于当记录头存取记录盘时，使平均移动距离处的旋转延迟时间缩到最短；
根据确定的偏斜来确定一个数据块在记录盘上的位置；
调度若干输入盘存取请求的次序，以便在由记录头存取记录盘时使记录头的移动量变为最小；
根据调度的结果由记录头对记录盘进行存取。
2.根据权利要求1所述的控制对记录盘存取的方法，其中除了依据确定的偏斜之外，还依据指示同一数据块中起点和结束点之间的一个角度差的间隔来确定数据块在记录盘中的位置。
3.根据权利要求2所述的控制对记录盘存取的方法，进一步包括以下步骤：
对若干数据块确定与偏斜和间隔的各个组合相关的组合数据；
根据每个数据块在记录盘上的位置有选择地使用该组合数据。
4.根据权利要求1所述的控制对记录盘存取的方法，其特征在于改变数据块的大小，以便间隔在从记录盘由外到内的整个区域是恒定的。
5.根据权利要求1所述的控制对记录盘存取的方法，其特征在于根据由于记录记录道半径差产生的数据块间隔的变化来确定偏斜。
6.根据权利要求1所述的控制对记录盘存取的方法，其特征在于：
调度步骤对若干盘存取请求的次序进行改变，以便当记录记录头从当前位置向记录盘的一个内周边或外周边移动时，它们从最靠近记录头的一个开始排序；
确定数据块在记录盘上的位置的步骤除了取决于偏斜外，还取决于指示同一数据块中起点和结束点之间的一个角度差的间隔，以便靠近平均搜索距离La处的一个延迟时间Td(L)和一个搜索时间Ts(L)之间的差与旋转周期相比变得足够小，其中：
Td(L)＝(L·Bc·θs+θg+2mπ)/ω
La＝Lt/(N-1)
其中，L是以同位标记录道组数为单位的一个搜索距离；
Bc是在一个同位标记录道组中存在的数据块数；
θs是以弧度为单位的一个偏斜；
θg是以弧度为单位的一个间隔；
ω是盘的旋转速度；
Lt是当以同位标记录道组数为单位次序安排存取请求时两端的存取位置之间的最大距离值；
N是同步处理的存取数；
m被选定为在搜索距离L处当Td(L)大于搜索时间Ts(L)的范围内变得最小。
7.根据权利要求1所述的控制对记录盘存取的方法，其特征在于：
调度步骤对若干盘存取请求的次序进行改变，以便当记录头从当前位置向记录盘的一个内周边或外周边移动时，它们按出现的次序安排；
确定数据块在记录盘上的位置的步骤除了取决于偏斜外，还取决于一个间隔，以便延迟时间Td(L)总是比搜索时间Ts(L)长，并且延迟时间Td(L)与搜索时间Ts(L)之间的差与旋转周期相比变得足够小，其中：
Td(L)＝(L·Bc·θs+θg)/ω
其中，L是以同位标记录道组数为单位的一个搜索距离；
      Bc是在一个同位标记录道组中存在的数据块数；
      θs是以弧度为单位的一个偏斜；
      θg是以弧度为单位的一个间隔；
      ω是盘的旋转速度。
8.根据权利要求1所述的控制对记录盘存取的方法，其特征在于：
记录盘被分为第一区域和第二区域，前者当记录头从内周边向外周边移动时使用，后者当记录头从外周边向内周边移动时使用；
确定数据块在记录盘上的位置的步骤根据记录头的移动方向和在相应区域的最佳偏斜和间隔来确定数据块在记录盘上的位置；
调度步骤根据记录头移动的方向有选择地仅仅存取第一和第二区域。
9.根据权利要求8所述的控制对记录盘存取的方法，其特征在于：
记录盘上的第一区域和第二区域将盘划分为若干沿径向的两个或更多部分，并且第一区域和第二区域的分配都是从盘上最里面的周边向最外面的周边扩散。
10.一种控制对记录盘存取的装置，包括：
一个偏斜确定装置，用于确定偏斜，以便当记录头存取记录盘时，在平均移动距离处的旋转延迟时间变为最短；
一个数据块安排装置，用于根据确定的偏斜来确定一个数据块在记录盘上的位置；
一个调度装置，用于调度若干输入盘存取请求的次序，以便在由记录头存取记录盘时记录头的移动量变小，并且其中记录头根据调度的结果对记录盘进行存取。
11.根据权利要求10所述的控制对记录盘存取的装置，其特征在于：
数据块安排装置除了依据偏斜之外，还根据指示同一数据块中起点和结束点之间的一个角度差的间隔来确定数据块的位置。
12.根据权利要求11所述的控制对记录盘存取的装置，其特征在于数据块安排装置对若干数据块确定与偏斜和间隔的每个组合相关的组合数据，并根据每个数据块在记录盘上的位置有选择地使用该组合数据。
13.根据权利要求10所述的控制对记录盘存取的装置，其特征在于数据块安排装置改变数据块的大小，以便在记录盘由外到内的整个区域内间隔都是恒定的。
14.根据权利要求10所述的控制对记录盘存取的装置，其特征在于偏斜确定装置根据由记录记录道半径差产生的数据块间隔的变化来确定偏斜。
15.根据权利要求10所述的控制对记录盘存取的装置，其特征在于：
调度装置对若干盘存取请求的次序作出改变，以便当记录记录头从当前位置向记录盘的一个内周边或外周边移动时，它们从最靠近记录头的一个开始排序；
数据块安排装置根据偏斜和指示同一数据块的起点和终点之间的一个角度差的间隔来确定数据块在记录盘上的位置，以便在靠近由下面的等式(2)给出的平均搜索距离La处的延迟时间Td(L)和搜索时间Ts(L)之间的差与旋转周期相比变得足够小，其中：
Td(L)＝(L·Bc·θs+θg+2mπ)/ω    (1)
La＝Lt/(N-1)                       (2)
其中，L是以同位标记录道组数为单位的一个搜索距离；
      Bc是在一个同位标记录道组中存在的数据块数；
      θs是以弧度为单位的一个偏斜；
      θg是以弧度为单位的一个间隔；
      ω是盘的一个旋转速度；
      Lt是当以同位标记录道组数为单位当次序安排存取请求时两端的存取位置之间的最大距离值；
      N是同步处理的存取数；
      m被选定为在搜索距离L处Td(L)大于搜索时间Ts(L)的范围内变得最小。
16.根据权利要求10所述的控制对记录盘存取的装置，其特征在于：
调度装置对若干盘存取请求的次序作出改变，以便当记录头从当前位置向记录盘的一个内周边或外周边移动时，它们按出现的次序安排；
数据块安排装置根据偏斜和间隔来确定数据块在记录盘上的位置，以便由下面的等式给出的延迟时间Td(L)总是比搜索时间Ts(L)长，并且延迟时间Td(L)与搜索时间Ts(L)之间的差与旋转周期相比变得足够小，其中：
Td(L)＝(L·Bc·θs+θg)/ω
其中，L是以同位标记录道组数为单位的一个搜索距离；
      Bc是在一个同位标记录道组中存在的数据块数；
      θs是以弧度为单位的一个偏斜；
      θg是以弧度为单位的一个间隔；
      ω是盘的一个旋转速度。
17.根据权利要求10所述的控制对记录盘存取的装置，其特征在于：
记录盘被分为第一区域和第二区域，前者当记录头从内周边向外周边移动时使用，后者当记录头从外周边向内周边移动时使用；
数据块安排装置根据记录头的移动方向和在相应区域的最佳偏斜和间隔来确定数据块在记录盘上的位置；
调度装置根据记录头移动的方向有选择地仅仅存取第一和第二区域。
18.根据权利要求17所述的控制对记录盘存取的装置，其特征在于：
记录盘上的第一区域和第二区域将盘划分为若干沿径向的两个或更多部分，并且第一区域和第二区域的分配都是从盘上最里面的周边向最外面的周边扩散。
19.一种控制对盘存取的方法，包括以下步骤：
确定数据块在记录盘上的位置，以使得每当记录头存取盘时在平均移动距离处的旋转延迟时间变为最小；
调度若干输入盘存取请求的次序，以便在由记录头存取记录盘时使记录头的移动量变为最小；
根据调度的结果由记录头对记录盘进行存取。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述确定位置的步骤进一步包括以下步骤：
确定一个偏斜，以使得当记录头存取记录盘时，使平均移动距离处的旋转延迟时间缩到最短；
根据确定的偏斜来确定一个数据块在记录盘上的位置，其中所述的偏斜指示在圆周方向相邻数据块的起点之间的一个角度差。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于所述确定步骤除依据偏斜外，还根据一个间隔来确定数据块在盘上的位置，所述间隔指示同一数据块中起点和终点之间的一个角度差。
22.一种控制盘存取的装置，包括以下部分：
用于确定数据块在记录盘上的位置，以使得每当记录头存取盘时在平均移动距离处的旋转延迟时间变为最小的装置；
用于调度若干输入盘存取请求的次序，以便在由记录头存取记录盘时使记录头的移动量变为最小的装置；
根据调度的结果由记录头对记录盘进行存取的装置。
23.根据权利要求22所述的装置，其特征在于确定位置的装置进一步包括：
用于确定一个偏斜，以使得当记录头存取记录盘时在平均移动距离处的旋转延迟时间缩到最短的装置；
用于根据确定的偏斜来确定数据块在盘上的位置的装置，其中所述的偏斜指示在圆周方向相邻数据块的起点之间的一个角度差。
24.根据权利要求23所述的装置，其特征在于所述确定装置除依据偏斜外，还根据一个间隔来确定数据块在盘上的位置，所述间隔指示同一数据块中起点和终点之间的一个角度差。
CNB961913037A 1995-10-30 1996-10-24 记录盘存取控制的方法和装置 Expired - Fee Related CN1141637C (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP282175/95 1995-10-30
JP28217595 1995-10-30
JP282175/1995 1995-10-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1166883A CN1166883A (zh) 1997-12-03
CN1141637C true CN1141637C (zh) 2004-03-10

Family

ID=17649071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB961913037A Expired - Fee Related CN1141637C (zh) 1995-10-30 1996-10-24 记录盘存取控制的方法和装置

Country Status (15)

Country Link
US (2) US5708632A (zh)
EP (1) EP0806003B1 (zh)
KR (1) KR100333019B1 (zh)
CN (1) CN1141637C (zh)
AU (1) AU702528B2 (zh)
BR (1) BR9607550A (zh)
CA (1) CA2207076C (zh)
CZ (1) CZ290692B6 (zh)
DE (1) DE69627134T2 (zh)
ES (1) ES2191112T3 (zh)
MY (1) MY115868A (zh)
PL (1) PL184898B1 (zh)
RU (1) RU2154309C2 (zh)
TW (1) TW332284B (zh)
WO (1) WO1997016783A1 (zh)

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3659426B2 (ja) 1994-09-02 2005-06-15 ソニー株式会社 エツジ検出方法及びエツジ検出装置
US6434663B1 (en) 1996-09-06 2002-08-13 Intel Corporation Disk block allocation optimization methodology with accommodation for file system cluster size greater than operating system memory page size
US6742080B1 (en) * 1996-09-06 2004-05-25 Intel Corporation Disk block allocation optimization methodology and application
US6253296B1 (en) * 1996-09-06 2001-06-26 Intel Corporation Disk block allocation optimization methodology and applications
EP0834878A2 (en) 1996-10-04 1998-04-08 Sony Corporation Method and device for controlling access to a disc storage device
US6772284B2 (en) * 1997-03-18 2004-08-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Disk apparatus capable of continuous display of data using a single recording head
EP0910086A4 (en) * 1997-04-07 2002-10-28 Sony Corp CUTTING SYSTEM AND METHOD
US6072648A (en) * 1997-08-14 2000-06-06 Seagate Technology, Inc. System and method for formatting disc surfaces
WO1999015953A1 (en) * 1997-09-24 1999-04-01 Sony Pictures Entertainment, Inc. Optimizing scheduler for read/write operations in a disk file system
US6134063A (en) * 1997-12-30 2000-10-17 Lsi Logic Corporation Automated multi-track transfers
US6118873A (en) * 1998-04-24 2000-09-12 International Business Machines Corporation System for encrypting broadcast programs in the presence of compromised receiver devices
US20010043795A1 (en) * 1998-08-07 2001-11-22 Anthony Wood Video data recorder for recording predefined format shows
US6360053B1 (en) * 1998-08-07 2002-03-19 Replaytv, Inc. Method and apparatus for fast forwarding and rewinding in a video recording device
DE69940278D1 (de) * 1999-01-12 2009-02-26 Fujitsu Ltd Zugangssteuerungsgerät und verfahren um zugang zu aufzeichnungsmedium zu beaufsichtigen
JP3255887B2 (ja) * 1999-02-15 2002-02-12 松下電器産業株式会社 磁気ディスク装置およびそのディスクアクセス方法
US6339811B1 (en) * 1999-04-21 2002-01-15 Seagate Technologh Llc Rotationally optimized seek initiation
US7380137B2 (en) * 1999-07-20 2008-05-27 International Business Machines Corporation Content guard system for copy protection of recordable media
US6591287B1 (en) * 1999-09-08 2003-07-08 Lucent Technologies Inc. Method to increase the efficiency of job sequencing from sequential storage
US6438630B1 (en) 1999-10-06 2002-08-20 Sun Microsystems, Inc. Scheduling storage accesses for multiple continuous media streams
US6385673B1 (en) 1999-10-06 2002-05-07 Sun Microsystems, Inc. System and method for adjusting performance of a media storage by decreasing a maximum throughput by a primary derate parameter to specify available & guaranteed rate parameters and determining ring buffer sizes for streams
US6721789B1 (en) * 1999-10-06 2004-04-13 Sun Microsystems, Inc. Scheduling storage accesses for rate-guaranteed and non-rate-guaranteed requests
US6496899B1 (en) 2000-02-28 2002-12-17 Sun Microsystems, Inc. Disk scheduling system with bounded request reordering
JP2001243639A (ja) * 2000-02-28 2001-09-07 Pioneer Electronic Corp サーボ制御装置及びサーボ制御方法並びに情報再生装置
FR2812957B1 (fr) * 2000-08-14 2003-01-31 Cit Alcatel Procede de memorisation de donnees dans un fichier multimedia utilisant des bases de temps relatives
US7043567B2 (en) * 2002-07-22 2006-05-09 Seagate Technology Llc Method and apparatus for determining the order of execution of queued commands in a data storage system
US7523256B2 (en) * 2005-06-15 2009-04-21 Bea Systems, Inc. System and method for scheduling disk writes in an application server of transactional environment
US7590799B2 (en) * 2005-06-16 2009-09-15 Seagate Technology Llc OSD deterministic object fragmentation optimization in a disc drive
US7463565B2 (en) * 2005-08-30 2008-12-09 Dt Soft Ltd. Method of storing rotating media data in image file
KR100883651B1 (ko) * 2006-05-18 2009-02-18 삼성전자주식회사 파일을 저장할 디스크의 공간을 할당하는 방법 및 장치
JP2008021380A (ja) * 2006-07-14 2008-01-31 Fujitsu Ltd シーク制御装置、シーク制御方法、記憶装置
JPWO2008129616A1 (ja) * 2007-04-09 2010-07-22 東芝ストレージデバイス株式会社 記憶装置、記憶装置の制御装置、記憶装置の制御方法
US8108928B2 (en) * 2008-06-20 2012-01-31 International Business Machines Corporation Adaptive traitor tracing
US8122501B2 (en) * 2008-06-20 2012-02-21 International Business Machines Corporation Traitor detection for multilevel assignment
US8422684B2 (en) * 2008-08-15 2013-04-16 International Business Machines Corporation Security classes in a media key block
US8571209B2 (en) 2009-01-19 2013-10-29 International Business Machines Recording keys in a broadcast-encryption-based system
US11650737B2 (en) * 2019-11-26 2023-05-16 International Business Machines Corporation Disk offset-distance awareness data placement for storage system data protection

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5274507A (en) * 1991-09-09 1993-12-28 Paul Lee Parallel data encoding for moving media
US5581784A (en) * 1992-11-17 1996-12-03 Starlight Networks Method for performing I/O's in a storage system to maintain the continuity of a plurality of video streams
GB2273584B (en) * 1992-12-16 1997-04-16 Quantel Ltd A data storage apparatus
KR940022276A (ko) * 1993-03-11 1994-10-20 오오가 노리오 병렬연산 처리장치
WO1995026103A1 (en) * 1994-03-18 1995-09-28 Micropolis Corporation On-demand video server system

Also Published As

Publication number Publication date
RU2154309C2 (ru) 2000-08-10
CA2207076A1 (en) 1997-05-09
CA2207076C (en) 2001-02-27
CZ290692B6 (cs) 2002-09-11
KR980700599A (ko) 1998-03-30
US5914916A (en) 1999-06-22
BR9607550A (pt) 1998-07-07
EP0806003B1 (en) 2003-04-02
TW332284B (en) 1998-05-21
CZ9702013A3 (cs) 2002-05-15
ES2191112T3 (es) 2003-09-01
EP0806003A1 (en) 1997-11-12
CN1166883A (zh) 1997-12-03
DE69627134D1 (de) 2003-05-08
DE69627134T2 (de) 2004-02-19
PL184898B1 (pl) 2003-01-31
US5708632A (en) 1998-01-13
AU7336396A (en) 1997-05-22
PL322016A1 (en) 1998-01-05
MX9704391A (es) 1997-10-31
MY115868A (en) 2003-09-30
WO1997016783A1 (en) 1997-05-09
KR100333019B1 (ko) 2002-10-04
AU702528B2 (en) 1999-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1141637C (zh) 记录盘存取控制的方法和装置
CN1607597A (zh) 含有预加载信息的信息存储媒体及其再现设备和方法
CN1742339A (zh) 具有多角度数据结构的信息存储媒体和相应设备
CN1596445A (zh) 创作装置和创作方法
CN1428783A (zh) 用于获得数据管理信息的数据管理信息获得方法
CN1348185A (zh) 信息记录介质及用于记录或再现数据的装置和方法
CN1890644A (zh) 文件管理装置、文件管理方法、文件管理方法程序以及记录该文件管理方法程序的记录介质
CN1992869A (zh) 重放设备、重放方法以及重放程序
CN1910696A (zh) 具有交互图形流的存储介质及用于再现该介质的设备
CN1961369A (zh) 内容再现设备、方法、系统及其计算机程序
CN1868210A (zh) 文件再现装置、文件再现方法、文件再现方法程序和用于记录文件再现方法程序的记录介质
CN1681308A (zh) 再现设备和再现方法
CN1164799A (zh) 信息数据记录和再现装置及其方法
CN1366633A (zh) 盘式存储装置、数据预读方法以及记录媒体
CN1503972A (zh) 数据访问控制装置、数据访问控制方法、控制器和计算机程序
CN1841522A (zh) 记录和再现装置
CN1835112A (zh) 数据获取装置、数据获取方法以及程序
CN101048822A (zh) 磁盘再现装置
CN1956090A (zh) 电子设备、再生管理方法、显示控制设备及显示控制方法
CN1604029A (zh) 多系统网络和对数据存储器进行存取的设备及方法
CN1811960A (zh) 便携式信息处理设备、用于其的信息处理方法和程序
CN1898954A (zh) 再现装置及再现方法
CN101036191A (zh) 记录介质及从该记录介质再现数据的方法和装置
CN1867989A (zh) 存储包括模式信息的运动图像数据的存储介质及再现设备和方法
US20040019597A1 (en) Information processing apparatus, method of controlling information processing apparatus, control program for information processing apparatus and recording medium having control program recorded thereon for information processing apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20040310

Termination date: 20091124