Настоящее изобретение относится к способу записи цифровых сигналов на носителе записи, подобном съемному диску с многократной перезаписью, с программной областью диска и - до удаления диска из записывающего устройства - с обеспечением диска областями захода и выхода, содержащими управляющую информацию.
Изобретение также относится к устройству для записи цифровых информационных сигналов на/с носителя записи, подобного съемному диску с многократной перезаписью, который содержит средство введения для приема цифровых информационных сигналов; носитель записи, средство приема для приема носителя записи, записывающее средство для считывания цифровых информационных сигналов на носителе записи, считывающее средство для цифровых информационных сигналов, запоминаемых на носителе записи; средство выведения для выведения считанных цифровых информационных сигналов, управляющее средство для управления записью цифровых информационных сигналов, представляющих пользовательские данные в программной области на носителе записи.
Мир персональных компьютеров нуждается в замене для накопителя на гибких магнитных дисках. Перезаписываемая запоминающая среда на дисках, например дисках оптического типа, таких как компакт-диск с многократной перезаписью (КД-МПЗ), по-видимому, будет в этом случае рациональным выбором, поскольку функция считывания магнитного гибкого диска уже заменена компакт-диском постоянной памяти (КДПП). В настоящее время все персональные компьютеры имеют КДПП, и прикладные программы и средства программного обеспечения распространяют на КДПП. Поэтому такой носитель записи как КД-МПЗ или цифровой видеодиск с многократной перезаписью (ЦВДМПЗ), являются, по-видимому, превосходными носителями для осуществления нужных функций записи. Носители записи магнитно-оптического типа уже попытались заполнить этот пробел, но у них не хватает совместимости с установленной базой. Это является именно тем, что КД-МПЗ, например, могут обеспечить с установленной базой, насчитывающей около 200 млн. КДПП-дисководов. Носители КД-МПЗ недорогие и обладают емкостью, достаточной для применения их вместо гибких магнитных дисков.
При этом изготовители операционных систем желают избавиться от такого традиционного материала, как накопитель на гибких магнитных дисках. Эта идея привлекательна для фирм-изготовителей комплектного оборудования, поскольку они могут заменить накопитель на гибких магнитных дисках накопителем КДПП и ЦВДПП одним дисководом, таким как «Комби», и двойным записывающим устройством в будущем. Это также обеспечит дисководы новой характеристикой помимо все возрастающей скорости.
На рынке имеется продукция, позволяющая использовать КД-МПЗ как накопитель на гибких магнитных дисках, но характер действия этой продукции не тот, который ожидается от КД-накопителя на гибких магнитных дисках. Время выборки, время форматирования слишком длительное и, что более важно, этот дисковод не соответствует стратегии имеющихся на сегодня операционных систем. Диск должен быть непосредственно доступным для перемещения и оставления файлов. Требуется быстрое удаление, а стирание должно осуществляться мгновенно. Для осуществления множественного перемещения и оставления необходимо управление дефектами. Это открывает путь к использованию унифицированного дискового формата 1.02 вместо унифицированного дискового формата 1.5, но в аспекте осуществления записи это использование не обеспечивается изготовителями операционных систем. Дополнительное фоновое форматирование должно выполняться дисководом, а не прикладной программой или ОС в целях сведения к минимуму шинного графика и взаимодействия между дисководом и ОС. Наконец, функции считывания/модифицирования/записи для пакетов должны выполняться дисководом.
Поэтому, помимо прочего, задача изобретения заключается в устранении указанных недостатков. В соответствии с одним из его аспектов, способ согласно данному изобретению отличается выполнением операции инициализации, определяемой в отличительной части п.1 формулы.
По причине очень ограниченного количества записываемых данных эта операция завершается в несколько секунд. После этого диск готов к запоминанию данных. При этом область общего назначения можно использовать для введения дополнительной функциональности с помощью, например, управляющих программ запоминающего устройства в данном случае или за счет обеспечения использования дискового пространства указанными программами. Поскольку область общего назначения все еще можно считывать традиционными дисководами, т.к. эти дисководы будут сообщать начало области Захода как конец пользовательской области, то эти дисководы могут применять дополнительную функциональность. Таким образом обеспечивается совместимость.
Предпочтительный вариант реализации обеспечивают за счет применения дополнительного контроля дефектов в соответствии с отличительной частью п.2 формулы. Это необходимо в случае дополнительного применения функциональности перемещения и оставления, эквивалентной функциональности съемного диска.
Еще один предпочтительный вариант реализации обеспечивают за счет резервирования пространства для драйверов устройства в целях контроля дефектов в соответствии с отличительной частью п.3 формулы. В результате этого традиционные дисководы смогут контролировать области, имеющие дефекты.
Еще одно усовершенствование реализуют за счет введения области сигнальной метки при таблице дефектов - согласно отличительной части п.5 формулы. Эту область можно целесообразно использовать для запоминания сведений о владельце, например, сведений об авторских правах. Эту область можно также использовать для запоминания новой таблицы дефектов, если прежняя таблица становится устаревшей.
Еще один вариант реализации обеспечивают за счет форматирования в то время, когда дисковод бездействует - согласно отличительной части п.6 формулы. Здесь преимущество заключается в том, что носитель форматируют до возникновения запроса на удаление.
В соответствии с еще одним вариантом реализации, осуществляют операцию довершения - согласно отличительной части п.7 формулы. Носитель записи будет в состоянии, совместимом с КДПП, и при этом вторичная таблица дефектов (ВТД) будет считываемой устройством считывания КДПП или традиционным устройством считывания.
Преимущественный вариант реализации обеспечивают за счет обеспечения возможности операции раннего удаления - согласно отличительной части п.8 формулы. Время удаления делают по возможности наиболее коротким, когда носитель записи выводят из дисковода в состоянии, совместимом с КДПП или с традиционным дисководом. Все данные записывают смежно, и при этом временную таблицу дефектов (ВТД) можно использовать для контроля дефектов.
Прочие преимущественные варианты реализации раскрывают в приводимом ниже описании.
Указанные и прочие аспекты и преимущества настоящего изобретения более подробно описываются ниже со ссылкой на описание предпочтительных вариантов реализации изобретения, и в частности - со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг.1 представлена принципиальная схема КДПП;
на фиг.2 представлена принципиальная схема диска в соответствии с данным изобретением;
на фиг.3 представлены связующие компоненты Программной Области;
на фиг.4 представлена принципиальная схема Области Общего Назначения;
на фиг.5 представлено расположение Основной Таблицы Дефектов (ОТД) в Области Захода;
на фиг.6 представлена замена дефектной ОТД;
на фиг.7 представлена замена дефектной Вторичной Таблицы Дефектов (ВТД);
на фиг.8 представлен состав Пакета Таблицы Дефектов;
на фиг.9 представлена принципиальная схема Таблицы Дефектов;
на фиг.10 представлена принципиальная схема Пакета Сигнальной Метки;
на фиг.11 представлен статус диска после инициализации;
на фиг.12 представлен статус диска после некоторой первоначальной подготовки и записи;
на фиг.13 представлен статус диска после некоторых операций довершения;
на фиг.14 представлен окончательный статус диска;
на фиг.15 представлено состояние диска при раннем удалении;
на фиг.16 представлен статус диска при повторном открытии;
на фиг.17 представлена компьютерная система данных, содержащая компьютер и записывающее устройство.
Фиг.1 схематически иллюстрирует основной формат КДПП, известный из соответствующего стандарта, часто называемого «Желтой книгой» по аналогии со стандартом «Красной книги» для аудио компакт-диска. Описания физического стандарта КДПП можно найти в общедоступных документах ISO/IEC 10149; для аудио-КД: в IEC 908. Физический стандарт с КД с однократной записью, называемый «Оранжевой книгой», описывается в ISO/IEC 11172.1/2/3/. Стандарт для логического формата КДПП описывают в ISO-9660 (стандарт High Sierra); и для КД с однократной записью: в ЕСМА 168/IS013940 (предложение Франкфуртера).
В КДПП область содержания данных начинается с области ЗАХОДА; ОБЛАСТЬ ДАННЫХ предоставляется для пользовательских данных и область содержания данных заканчивается областью ВЫХОДА.
Способы Контроля Дефектов и Форматирования, описываемые в данном описании, можно использовать для оптимизирования рабочих показателей Высокоскоростного КД-МПЗ в компьютерной среде. Для использования всех возможностей Высокоскоростного КД-МПЗ в компьютерной среде запоминания данных необходимо выполнить несколько условий:
для системы необходима произвольная выборка;
записываемые диски должны быть совместимы с согласующимися дисководами КДПП множественного считывания;
для системы необходим способ Контроля Дефектов, который возможно осуществлять дисководом или специализированным драйвером устройства;
формирование должно выполняться дисководом в фоне (без взаимодействия с прикладной программой или Операционной Системой, прогоняемой на компьютере);
диск должен быть готов к использованию немедленно после его введения, а время его удаления должно быть минимальным;
записывание основывают на фиксированных Пакетах 32 блоков Пользовательских Данных, на одной Дорожке, на Односеансном диске.
Для гарантирования совместимости считывания с дисководами КДПП множественного считывания (или с традиционными записывающими устройствами КД однократной записи/МПЗ) необходимо соблюдать следующие требования:
диск имеет Область Захода, Программную Область и Область Выхода;
вся Программная Область между Областью Захода и Областью Выхода полностью форматируется;
все данные, включая информацию Контроля Дефектов и Заменяющие Участки, должны быть доступными в Программной Области (логически адресуемое пространство) диска. Контроль Дефектов поэтому можно осуществлять специализированным драйвером устройства, который действует под управлением Операционной Системы компьютера. Если диск отвечает этим условиям, то этот диск называют «ПЗУ-совместимым». Поскольку существующие дисководы КДПП не обеспечивают Контроль Дефектов, поэтому дополнительные драйверы устройства, которые могут обеспечить эту функциональность для системы, можно предусмотреть в Области Общего Назначения, например, во время форматирования.
Система Контроля Дефектов основывается на Основной Таблице Дефектов (ОТД) в Области Захода в диске и на Вторичной Таблице Дефектов (ВТД) и Заменяющих Пакетах в Области Общего Назначения. Таблицам Дефектов может предшествовать т.н. Пакет Сигнальной Метки (ПСМ), содержащий только 00h байты. Принципиальная схема диска, осуществляемого в соответствии со способом данного изобретения, иллюстрирована на фиг.2.
Область Общего Назначения предпочтительно располагается на наружной стороне диска напротив области Выхода. Записывающее средство КД, обеспечиваемое контролем дефектов согласно данному изобретению, будет сообщать адрес начала Области Общего Назначения как адрес начала области Выхода. Поэтому файловая система унифицированного файлового формата получает для использования меньший раздел. Неиспользуемую часть резервируют для заменяющих участков, и она содержит таблицы дефектов. В противоположность традиционному дисководу, такой дисковод по-прежнему будет сообщать конец первоначального адреса Выхода. Эта особенность необходима для того, чтобы сделать контроль дефектов обратносовместимым с такими традиционными дисководами, как КДПП. Считывающее устройство КДПП обладает возможностью считывания области контроля дефектов, поскольку она будет в его области данных. Драйвер устройства будет выполнять контроль дефектов в случае использования традиционного дисковода. Будущие считывающие устройства КДПП должны быть наделены возможностями самостоятельного осуществления контроля дефектов. Это только аппаратное изменение в ПЗУ-аппаратуре. В аппаратуру нужно ввести указатель Выхода записывающего устройства. Совместимость с КД/ЦВДПП обеспечивают драйвером или прикладной программой устройства, которые считывают таблицу дефектов и осуществляют контроль дефектов. Таким образом, операционная система взаимодействует с КДПП, традиционными КД-МПЗ, ЦВДПП и ЦВД-ЗУПВ только с помощью драйвера устройства или прикладной программы, которые осуществляют контроль дефектов. КД-МПЗ с усовершенствованным форматом согласно данному изобретению взаимодействует непосредственно с Операционной Системой.
Обычно для системы конечного пользователя желательно иметь диск, который будет готов к использованию в течение нескольких секунд после его введения в дисковод. Но до того, как возможности неформатированного диска можно будет полностью использовать, его нужно отформатировать. Поскольку обычный процесс форматирования занимает слишком много времени, определяют фоновую процедуру форматирования, которая инициализирует диск с помощью минимального объема информации, после чего он готов для записи; и после этого процедура продолжает форматирование в течение тех интервалов времени, когда дисковод бездействует. Фоновое форматирование определяет только физическое форматирование диска, которое не зависит от системы. Полностью форматированный диск всегда находится в ПЗУ-совместимом состоянии. Команда удаления может быть выполнена незамедлительно. Если удаление запрашивают до того, как диск будет полностью отформатирован, тогда выполняется быстрый завершающий процесс, чтобы сделать диск ПЗУ-совместимым перед тем, как он будет удален из записывающего устройства.
В соответствии с существующим форматом записи КД-МПЗ данные можно записывать с помощью нескольких определенных записывающих действий. Этот метод записи называют пошаговой записью. Пошаговая запись должна учитывать связующие правила записываемых данных. Позицией связи называют физическое местоположение на диске, где разрешено начинать и прекращать запись сигналов преобразования 8-в-14. В случае записи данных: последовательность записи преобразования 8-в-14 начинается и заканчивается блоками Связи, Вхождения и Выпуска. Между записями пробелы не допускаются; комплект записанных блоков Связи, Вхождения, Пользовательских Данных и Выпуска называется Пакетом. Число блоков Пользовательских Данных в пакете называют размером Пакета. Блок Связи содержит позицию связи.
Фиг.3 подробно иллюстрирует Связывание Программной Области согласно существующему формату КД-МПЗ. Программная Область состоит из одной Дорожки с фиксированными Пакетами размером в 32 Блока Пользовательских Данных. Здесь: LNK = Связующий Блок, RI1 ... RI4 = Блоки Вхождения, RO1, RO2 = Блоки Выпуска, UD1 ... UD32 = Блоки Пользовательских Данных и TDB = Блок Характеристики Дорожки.
На фиг.4 представлена принципиальная схема Области Общего Назначения (ООН) согласно данному изобретению. Область Общего Назначения (ООН) состоит из трех частей:
Область Общего Использования (ООН);
Область Контроля Дефектов (ОКД);
Резервный Пакет.
ООН расположена в логически адресуемом пространстве диска (см.фиг.2) в конце Программной Области, непосредственно перед Областью Выхода. Система Контроля Дефектов не будет действовать в ООН, и поэтому дефектные Пакеты в ООН не заменяются. Область Общего Использования (ООИ) может использоваться для запоминания данных, которые не разрешают замены, осуществляемые Контролем Дефектов. Например: прикладные программы или драйверы устройства, которые могут выполнять контроль дефектов. Или обеспечение множественных операционных систем, использующих файловые системы унифицированного дискового формата или ISO 9660. Или обеспечение множественных ресурсов, таких как воспроизведение аудио/видеосигналов. Размер ООИ определяют во время форматирования диска. Для ООИ разрешено определять длительность = 0.
Область Контроля Дефектов (ОКД) состоит из N Пакетов, предназначаемых для замены дефектных Пакетов в Области Данных, Пакета Сигнальной Метки (ПСМ) и Вторичной Таблицы Дефектов (ВТД). Число Заменяющих Пакетов N определяют во время форматирования диска. ВТД предназначена для использования драйверами КДПП и традиционными записывающими устройствами КД для Контроля Дефектов во время считывания. Она также является средством резервирования в случаях несрабатывания ОТД. ВТД содержится в одном Пакете. Перед ВТД должен находиться Пакет Сигнальной Метки. Все 2К Блоков Пакета Сигнальной Метки содержат только нули. Последний Пакет ООН является Резервным Пакетом. Этот Пакет не используют в каких-либо других целях кроме как для Файловой Системы.
Система Контроля Дефектов Высокоскоростного КД-МПЗ основана на Основной Таблице Дефектов (один Пакет), находящейся в Области Захода; на Вторичной Таблице Дефектов, содержащей экземпляр ОТД, в Области Общего Назначения и в Заменяющих Пакетах в Области Общего Назначения. Фиг.5 иллюстрирует местоположение первой ОТД в области Захода.
Контроль Дефектов в записывающем устройстве заменяет только полные Пакеты, которые оказываются дефектными при записи или считывании. Обнаружение возможных ошибок может основываться, например, на излишних сервосигналах, поступающих от "рабочей характеристики открытой библиотеки графики" во время записи, или на флагах ошибки, создаваемых системой исправления ошибок во время считывания.
ОТД можно корректировать записывающим устройством при каждом обнаружении дефекта. Если ОТД устаревает по причине излишнего числа перезаписей (или становится дефектной по причине прочих неисправностей), то создают новый Пакет Сигнальной Метки, который непосредственно предшествует имеющемуся Пакету Сигнальной Метки, и тогда старый Пакет Сигнальной Метки перезаписывают новым Пакетом ОТД. Фиг.6 изображает замену дефектной ОТД. Пакет дефектной ОТД перезаписывают таблицей дефектов с полем счета корректировки, установленным на значение FFFFh, указывающее, что эта таблица более не является действительной.
ВТД нужно корректировать только в случае удаления диска из записывающего устройства. Если ВТД устаревает по причине слишком многих перезаписей (или становится дефектной по другим причинам несрабатывания), то создают новый Пакет Сигнальной Метки, который непосредственно предшествует имеющемуся Пакету Сигнальной Метки, и тогда старый Пакет Сигнальной Метки перезаписывают новой ВТД - иллюстрировано на фиг.7. Дефектный Пакет ВТД перезаписывают новой ТД с полем счета корректировки, установленным на значение FFFFh, указывающее, что эта таблица более недействительна. Число Заменяющих Пакетов уменьшают на единицу и Таблицы Дефектов адаптируют соответственно.
Таким образом, в соответствии с одним из вариантов реализации способа согласно данному изобретению определяют три Таблицы Дефектов:
Основная Таблица Дефектов (ОТД), находящаяся в Области Захода;
Вторичная Таблица Дефектов (ВТД), находящаяся в Области Общего Назначения (ООН), и которая является точной копией ОТД. Помимо этого, в соответствии с одним из вариантов способа согласно данному изобретению определяют третью Таблицу Дефектов:
Временная Таблица Дефектов (ВрТД). Эту ВрТД создают вместо ВТД, когда запрашивают удаление до завершения процесса Фонового Форматирования, что будет описано ниже.
Все таблицы Дефектов имеют одинаковую схему и после удаления диска из записывающего устройства они содержат одну и ту же информацию. Каждая Таблица Дефектов (ТД) содержится в 4 последовательных Блоках, при этом эти 4 Блока повторяются 8 раз до заполнения полного Пакета. Фиг.8 иллюстрирует состав Пакета Таблицы Дефектов. Этот повтор обеспечивает хорошую защиту от местных дефектов на диске (пыль, царапины и пр.). Пакет заполняется последовательно, начиная с ТД 0, часть 0; и заканчивая ТД7, часть 3.
Таблица Дефектов содержит перечень Пакетов, которые определены как дефектные во время проверки или во время использования носителей; и перечень Пакетов резервируют для замен. Дефектный Пакет линейно заменяют резервным Пакетом как предписано в Таблице Дефектов. Распознавание дефектных Пакетов может происходить во время операций считывания или записи, производимых записывающим устройством.
Каждый 2К Блок в Пакете Таблицы Дефектов имеет содержание, указываемое на фиг.9, где изображена Схема Таблицы Дефектов. Способ адресации, используемый для Контроля Дефектов, соответствует Логической Нумерации Блоков. Обращаясь к Фиг.9: определенные байты имеют следующее содержание:
Байты 0˜2: Сигнатура
Эти 3 байта устанавливают на:
4D4454h, представляющие знаки «ОТД» в каждом блоке ОТД;
534454h, представляющие знаки «ВТД» в каждом блоке ВТД;
544454h, представляющие знаки «ВрТД» в каждом Блоке ВрТД.
Байт 3: номер варианта:
Этот байт устанавливают на 00h.
Байты 4,5: счет корректировки ТД
Эти байты указывают общее число операций корректировки в этой Таблице Дефектов. Это поле устанавливают на 0000h во время создания ТД и его увеличивают на единицу при каждой перезаписи ТД. Если Пакет ТД является дефектным, то этот Пакет перезаписывают с помощью ДТ с полем счета корректировки, установленным на значение FFFFh, указывающее, что данная таблица более не является действительной.
Байт 6: номер ДТ/номер части ДТ
Самые старшие 4 разряда этого байта указывают номер ДТ в Пакете как двоичное значение 0˜7. Самые младшие 4 разряда этого байта указывают номер части в ТД как двоичное значение 0˜3.
Байт 7: используемые части ТД
Этот байт указывает число частей (0˜4), которые фактически содержат действительные Статьи в ТД.
Байты 8, 9: число Статей ТД
Эти два байта указывают число заменяющих статей в ТД (всего из 4 частей). Значение равно числу Заменяющих Пакетов в Области Контроля Дефектов.
Байты 10˜15: резервные:
Эти 6 байтов являются резервными и установлены на значение 00h.
Байты 16˜18: Начало Области Общего Назначения
Эти 3 байта указывают Логический Номер Блока (ЛНБ) первого Блока Пользовательских Данных первого Пакета в Области Общего Назначения. Разряды 7˜4 байта 16 зарезервированы и установлены на ноль.
Байт 16,
Разряды 7˜4: резервные
Разряды 3˜0: ЛНБ первого Блока Пользовательских Данных ООН.
Байт 17,
Разряды 7˜0: ЛНБ первого Блока Пользовательских Данных ООН.
Байт 18,
Разряды 7˜0: ЛНБ первого Блока Пользовательских Данных ООН.
Байты 19, 20: Размер Заменяющего Участка
Эти 2 байта указывают число Пакетов, оставленных для замены дефектных Пакетов.
Байты 21˜23: размер Области Общего Использования
Эти 3 байта указывают число Пакетов, оставленных для запоминания данных, которыми не управляет Контроль Дефектов.
Байты 24, 25: Статус Диска
Эти два байта содержат флаги, указывающие статус диска. Например, их можно использовать для слежения за процессом Фонового Форматирования.
Байт 24
Разряды 7˜5: статус Форматирования
Разряды 4˜1: резервные и установлены на ноль
Разряд 0: загрязненный диск
Байт 24
Разряды 7˜0: резервные и установлены на ноль.
Статус форматирования:
Разряды 7,6=00: диск не отформатирован
01: диск отформатирован частично
10: диск полностью отформатирован пользователем
11: диск полностью отформатирован изготовителем.
Разряд 5 предназначен для использования в качестве флага «Предварительная подготовка не готова», который более подробно описывается ниже.
Разряд 5=1: указывает, что диск записан не в последовательном порядке, и имеются пустые места между некоторыми записями.
Разряд 5=0: указывает, что все Пакеты между началом Программной Области и последними записанными Пользовательскими Данными в Области Данных (см.фиг.2) записаны или отформатированы. Перед удалением диска с разрядом 5, установленным на 1, пустую область (и) нужно отформатировать.
Загрязненный Диск:
Разряд 0 предназначен для использования в качестве общего «Флага Прекращения Питания».
Устанавливается на 1 при каждом действии записи, и исходно устанавливается на 0, когда диск закрывают и удаляют обычным образом.
Байты 26-28: Последний Записанный Адрес
Эти 3 байта указывают Логический Номер Блока (ЛНБ) первого Блока Пользовательских Данных последнего Пакета, который был записан или отформатирован. Разряды 7˜4 байта 26 являются резервными и установлены на ноль.
Байт 26
Разряды 7˜4: резервные
Разряды 3˜0: ЛНБ первого Блока Пользовательских Данных последнего форматированного Пакета.
Байт 27
Разряды 7˜0: ЛНБ первого Блока Пользовательских Данных последнего форматированного Пакета.
Байт 28
Разряды 7˜0: ЛНБ первого Блока Пользовательских Данных последнего форматированного Пакета.
Байты 29-31: резервные:
Эти 3 байта являются резервными и установлены на 00h.
Байты 32-2047; заменяющие статьи в ТД
Каждая Статья ТД состоит из 6 байтов. Первые три байта указывают дефектный Пакет; последние три байта определяют назначенный Заменяющий Пакет. Самые старшие разряды байта n и байта n+3 используют для указания статуса замены. Неиспользуемые байты устанавливают на 00h.
Байт n
Разряды 7, 6; Статус 1
Разряды 5, 4: резервные 1
Разряды 3˜0: ЛНБ Дефектного Пакета.
Байт n+1
Разряды 7˜0: ЛНБ Дефектного Пакета.
Байт n+2
Разряды 7˜0: ЛНБ Дефектного Пакета.
Байт n+3
Разряды 7, 6: Статус 2
Разряды 5, 4: резервные 2
Разряды 3˜0: ЛНБ Заменяющего Пакета.
Байт n+4
Разряды 7˜0: ЛНБ Заменяющего Пакета.
Байт n+5
Разряды 7˜0: ЛНБ Заменяющего Пакета.
ЛНБ Дефектного Пакета будет равен ЛНБ первого Блока Пользовательских Данных в заменяемом дефектном Пакете. ЛНБ Заменяющего Пакета равен ЛНБ первого Блока Пользовательских данных в Заменяющем Пакете, предназначаемом для содержания заменяемого Пакета.
Значение Статуса и Резерва может быть определено следующим образом;
Статус 1: разряды 7, 6:
= 00: статья идентифицирует действительную замену,
= 01: статья идентифицирует дефектный Пакет, который не был записан на его адресе замены,
= 10: статья идентифицирует Заменяющий Пакет, используемый для будущей замены, ЛНБ Дефектного Пакета установлен на ноль,
= 11: статья идентифицирует Заменяющий Пакет, не используемый для будущей замены; ЛНБ Дефектного Пакета является неопределенным.
Резерв 1:
Разряды 5, 4 установлены на 00.
Статус 2: разряды 7, 6:
= 00: первоначальное местоположение записано теми же данными, что и местоположение замены,
= 01: первоначальное местоположение может содержать различные данные в качестве местоположения замены,
= 10: резерв,
= 11: резерв.
Резерв 2:
Разряды 5, 4 установлены на 00.
Статьи ТД в таблицах сортируют в возрастающем порядке, как если бы Позиция ТД была одним целым двоичным числом без знака из 48 разрядов. Иерархические замены не осуществляют: ЛНБ Заменяющего Пакета не равен какому-либо ЛНБ Дефектного Пакета.
Далее схема Пакетов Сигнальной Метки поясняется со ссылкой на фиг.10. Каждый из 2К блоков в Пакете Сигнальной Метки имеет содержание, иллюстрируемое на фиг.10. Здесь последовательные байты имеют следующее содержание:
Байт 0˜2: Сигнатура
Эти три байта устанавливают на значение: 53544Ch, представляющее знаки "ПСМ", в каждом Блоке ПСМ.
Байт 3: номер варианта:
Этот байт устанавливают на 00h.
Байты 4, 5: счет корректировки ПСМ.
Эти байты указывают общее число операций корректировки в этом Пакете ПСМ. Это поле устанавливают на 0000h во время создания ПСМ и последовательно увеличивают на единицу при каждой перезаписи ПСМ. Если данный пакет ПСМ является дефектным, то этот Пакет перезаписывают с помощью ПСМ с установкой поля счета корректировки на значение FFFFh, указывающее на то, что данная таблица более не является действительной.
Байты 6, 7: резерв
Эти два байта являются резервными и установлены на 00h.
Байты 8˜2047: резерв
Эти 2040 байтов резервные и установлены на 00h.
Из изложенного выше очевидно, что каждой ОТД/ВТД/ВрТД предшествует Пакет Сигнальной Метки (также называемый Нулевым Пакетом). Этот пакет может быть целесообразно использован для запоминания информации о владельце, такой как информация об авторском праве. Информацию этого типа запоминают в области Захода, и она не может быть считана считывающим устройством КДПП. Напротив, ВТД может быть считана.
Далее следует описание процедуры Контроля Дефектов.
Во время инициализации (которая более подробно описывается ниже) создают ОТД, которая содержит Статью ТД для каждого Заменяющего Пакета, при этом Статус 1=10, ЛНБ Дефектного Пакета установлен на 00000h, и Статус 2=00. Пакеты, оказывающиеся дефектными при считывании записывающим устройством, могут быть указаны в Таблице Дефектов с помощью Статуса 1, установленного на 01; ЛНБ Дефектного Пакета устанавливают равным ЛНБ первого Блока Пользовательских Данных Дефектного Пакета. Если сам Заменяющий Пакет оказывается дефектным, то это указывается Статусом 1=11. ЛНБ Дефектного Пакета является неопределенным.
Если ошибка обнаруживается в Пакете во время считывания, то дисковод может заменить данный Пакет, отметить этот Пакет для замены или игнорировать ошибку. Если дефектный Пакет надлежит заменить или отметить для замены, то дисковод назначит Заменяющий Пакет со Статусом 1=10 и низшим ЛНБ. Если данный Пакет подлежит замене, то:
данные из первоначального Пакета записывают в Пакете, идентифицируемом с помощью ЛНБ Заменяющего Пакета;
поле Статуса 1 Статьи ТД устанавливают на 00;
сохраняют порядок сортировки Таблицы Дефектов.
Если Пакет отмечен для последующей замены, то:
поле Статуса 1 Статьи ТД устанавливают на 01;
сохраняют порядок сортировки Таблицы Дефектов;
будущие запросы на считывание выполняют из Пакета, идентифицируемого с помощью ЛНБ Дефектного Пакета;
будущие запросы на запись обрабатывают путем записи в Пакет, идентифицируемый с помощью ЛНБ Заменяющего Пакета, изменяя поле Статуса 1 на 00 и корректируя порядок сортировки Таблицы Дефектов. Либо, как вариант, можно перезаписать первоначальное местоположение. Поле Статуса 2 устанавливают соответственно.
Далее более подробно излагается фоновое форматирование. Диск можно считать полностью форматированным, если записаны Область Захода, максимально возможные Программная Область и Область Выхода. Байты пользовательских данных в 2К Блоках могут содержать соответствующие данные, либо их можно установить на фиктивные данные (все байты AAh). Диск считается частично форматированным, если, по меньшей мере, записана ОТД в Зоне Захода. Статус диска указывается Статусом Диска и полями Последнего Записанного Адреса в ОТД. Если требуется совместимость с дисководами КДПП, тогда диск содержит Область Захода, Область Выхода и Программную Область без пустых областей между областями Захода и Выхода. Форматирование является процессом для обеспечения статуса совместимости КДПП. Форматирование можно выполнить двумя различными путями.
С помощью предварительного форматирования, которое является обычным способом форматирования, используемого для многих видов запоминающей среды. После процесса предварительного форматирования диск является полностью форматированным. Пользовательские Данные не записываются на диск до завершения процесса предварительного форматирования. Этот процесс, как правило, состоит из следующих операций:
запись Зоны Захода;
запись Зоны Данных;
запись Зоны Выхода;
проверка Зоны Данных (как вариант), включая корректирование ОКД (если имеются).
Форматирование можно также выполнить как Фоновое Форматирование, которое является процессом форматирования, проходящим в фоне во время использования диска в записывающем устройстве. После процесса Фонового Форматирования диск является полностью форматированным. Пользовательские Данные можно записать на диск во время процесса Фонового Форматирования. Процесс Фонового Форматирования содержит следующие операции:
инициализация,
предварительная Подготовка,
довершение,
закрытие раннего удаления (если применяется),
повторное открытие ранее удаленного диска,
проверка.
Поскольку процесс Предварительного Форматирования может занять довольно значительное время, то Фоновое Форматирование может быть гораздо более эффективным по времени решением для пользователя диска. В течение процесса Фонового Форматирования на диск будет записано только минимальное количество данных, после чего диск может быть использован с помощью прикладной программы. Диск, на котором действует процесс Фонового Форматирования, можно также сформатировать с помощью записывающего устройство КД в фоне в те моменты, когда прикладная программа не обращается к диску.
Далее следует пояснение инициализации. После того, как неформатированный диск будет вставлен в записывающее устройство, процедуру инициализации запускает главная вычислительная машина. Эта инициализация создает ВТД и ОТД в конце Области Захода в соответствии с параметрами, заданными главной вычислительной машиной, такими как Начало ООН, Размер Заменяющего Участка, Размер ООИ. Как правило, главная вычислительная машина также записывает на диск некоторые исходные Структуры Файловой Системы (СФС). Эти Структуры Файловой Системы и также Пользовательские Данные можно разместить в любом месте в логически адресуемом пространстве диска. В приводимых ниже примерах также исходят из того, что диск первоначально записывают последовательно. В результате процедуры инициализации будет сформирован диск, схематически изображенный на фиг.11. По причине очень ограниченного количества записываемых данных процесс инициализации будет завершен в считанные секунды. Теперь диск готов для запоминания данных и может быть использован для конкретного применения.
Далее поясняется процесс предварительной подготовки со ссылкой на фиг.12, иллюстрирующую статус диска после некоторой предварительной подготовки и записи. Предварительная подготовка является процессом записи всех Пакетов в Программной Области диска. В фазе предварительной подготовки незаписанные области заполняют Пакетами, содержащими 2К Блоков, имеющих только байты AAh, или Пользовательскими Данными, по запросу. Предварительную подготовку выполняет сам дисковод, без какой-либо поддержки со стороны главной вычислительной машины. В те интервалы времени, когда дисковод бездействует, процесс предварительной подготовки может происходить в фоне. Если прикладная программа или ОС запрашивает доступ к диску, то процесс предварительной подготовки приостанавливают, и управление диском возвращается в ОС. Запрошенные прикладной программой записи регистрируют дисководом, и они не будут перезаписаны процессом Предварительной подготовки. Дисковод будет следить за всеми записанными или предварительно подготовленными областями.
Далее следует подробное описание довершения со ссылкой на фиг.13, иллюстрирующую статус диска после нескольких операций довершения. После полной записи или предварительной подготовки Области Данных и Области Общего Назначения записывают Область Захода и Выхода. Чтобы можно было прервать запись Области Захода и Выхода по запросам на запись/считывание от главной вычислительной машины, область Захода и также область Выхода записывают в переменном размере Пакета. Область Захода и Выхода необходимо записывать непрерывно до момента запроса на прерывание, после которого запись прекращается путем записи конца Пакета (2 Блока Вхождения и частичный Блок Связи). По завершении действия, запрошенного главной вычислительной машиной, запись в Заход или Выход возобновляют с началом Пакета (частичный Блок Связи и 4 Блока Вхождения), за которым следуют Блоки Пользовательских Данных. Во избежание излишней фрагментации в области Захода и Выхода каждый Пакет должен иметь размер, по меньшей мере равный 128 Пользовательским Блокам. В конце процесса довершения главная вычислительная машина перезаписывает Область Общего Использования с помощью требуемых файлов, корректирует Структуры Файловой Системы и создает, если необходимо, дополнительные Структуры Файловой Системы (например, вторичный AVDP единого дискового формата).
Далее следует пояснение процесса удаления диска из записывающего устройства со ссылкой на фиг.14, которая иллюстрирует пример окончательного статуса диска. Когда диск удаляют из записывающего устройства. Пакет ОТД копируют в Пакет ВТД.
Но возможно раннее удаление, поясняемое ниже со ссылкой на фиг.15, иллюстрирующую статус раннего удаления диска. При нажатии пользователем кнопки удаления на дисководе пользователь будет ожидать, что диск выйдет из устройства в скорейшее возможное время. Он также ожидает, что диск является «ПЗУ-совместимым». Это означает, что диск будет иметь, по меньшей мере, Область Захода и Выхода и не будет иметь пустых мест в Программной Области. Если процесс Фонового Форматирования пока не завершен, то дисковод может решить закончить процессы предварительной подготовки и завершения обычным образом. Если остальное форматирование займет для своего завершения слишком много времени, то дисковод может решить закрыть диск временно ПЗУ-совместимым образом, для чего необходимо выполнение следующих операций (см.фиг.15):
должны быть составлены запросы на запись/считывание от компьютера, и активный процесс предварительной подготовки прекращается;
если записи сделаны в пустых областях, то все пустые области до последнего записанного Пакета должны пройти предварительную подготовку,
в местоположение, непосредственно следующее за областью, зарезервированной для временной ООИ, копируют только те Заменяющие Пакеты, которые фактически используются (указано в ОТД Статусом 1=0).
Адаптированную копию ОТД помещают как ВрТД (Временную Таблицу Дефектов) рядом с копированными Заменяющими Пакетами вместе с ВТД и Резервным Пакетом:
сигнатуру в копии устанавливают на 544454h,
статьи ТД в ВрТД указывают на временные Заменяющие Пакеты;
при этом статьи ТД в ВрТД не изменяются (по-прежнему указывают на Заменяющие Пакеты в окончательной ООН),
ПЗА (Последний Записанный Адрес) и в ОТД, и в ВрТД устанавливают на ЛНБ первых Пользовательских Данных.
Блок временного Резервного Пакета, все прочие поля в ОТД и ВрТД не изменяются и отражают значения окончательного диска после полного завершения форматирования;
если ПСМ или ВрТД не могут быть правильно записаны в предполагаемом местоположении, тогда используют следующие 2 Пакета. ВрТД всегда будет предпоследним перед одним Пакетом до начала временного Захода.
Записывают Область Выхода, имеющую длительность, по меньшей мере, в 30 секунд. Если этот Выход будет налагаться на записанные Пакеты в конечной Области Общего Назначения, то завершают обычные процессы Предварительной подготовки и Довершения вместо применения этой процедуры Раннего удаления.
Записывают Область Захода с помощью данных субкода в соответствии с фактической ситуацией на диске.
ОС записывает ООИ непосредственно после последнего предварительно подготовленного или записанного Пакета; при этом временная ООИ имеет тот же размер, что и окончательная ООИ.
ОС корректирует структуры файловой системы и записывает требуемые дополнительные структуры.
Если все данные, которые предназначаются для запоминания в ООИ, не занимают все Пакеты, тогда следует предварительно подготовить остальные Пакеты.
Корректируют ВрТД, включая исходную установку на 0 разряда Загрязненного Диска.
Корректируют ОТД, включая исходную установку на 0 разряда Загрязненного Диска.
Далее следует описание повторного открытия и диска раннего удаления со ссылкой на фиг.16, которая иллюстрирует повторно открываемый статус диска. Когда диск раннего удаления вновь вставлен в записывающее устройство, то это устройство обнаружит «частично форматированный» статус, и главная вычислительная машина сможет инициировать продолжение Фонового Форматирования. Предварительная подготовка сможет повторно начаться с положения, указываемого указателем ПЗО (см фиг.15); тем самым начинается перезапись временной Области Выхода. Это происходит до тех пор, пока полный диск не будет предварительно подготовлен/довершен. Заменяющие Пакеты, уже присутствующие в окончательной ООН, не перезаписываются. Временная ООН считается форматируемой. Связи файловой системы с временной ООИ являются недействительными. Запросы на новую запись могут переписать временную ООН. До следующего удаления ОС корректирует Структуры Файловой Системы.
Несмотря на то, что настоящее изобретение описано со ссылкой на его предпочтительные варианты реализации, подразумевается, что они не являются ограничивающими примерами. Для специалистов данной области техники будут очевидными различные модификации в рамках данного изобретения, определяемого его формулой. Например, КД-МПЗ можно заменить на ЦВД-МПЗ или т.п.
Еще один вариант реализации компьютерной системы данных, содержащей компьютер и записывающее устройство согласно данному изобретению, описывается со ссылкой на фиг.17. Записывающее устройство 1 содержит средство 2 вмещения носителя записи для вмещения съемного носителя 3 записи. Носитель 3 записи может быть диском оптического считываемого типа, таким как КД-МПЗ, ЦВД-ЗУПВ или ЦВД-МПЗ. Носитель 3 записи вращают с помощью средства 4 вращения. Оптическая головка 5 воспроизведения, перемещаемая в радиальном направлении носителя 3 записи, записывает оптически обнаруживаемые метки на спиральной дорожке 8 на носителе 3 записи с помощью луча 6 света. В этих целях носитель 3 записи обеспечивают соответствующим материалом фазового превращения, который обладает разными оптическими свойствами в кристаллическом или аморфном состояниях. Эти состояния могут создаваться за счет нагревания лучом 6 света. Луч 6 света модулируют записывающим средством 9 в соответствии с записываемыми цифровыми информационными сигналами. Эти цифровые информационные сигналы соответствующим образом кодированы кодирующим средством 10 с помощью модуляции 8-в-14 и кодирования ошибок перекрестно-перемежающимся кодом Рида-Соломона (ППКРС) в соответствии с КД-стандартами. Средство 11 введения, которое может использовать соответствующее средство интерфейса, принимает цифровые информационные сигналы от подключенного компьютера 12.
Либо записанные цифровые информационные сигналы на носителе 3 записи можно считывать с помощью той же оптической головки воспроизведения 5 соответствующим считывающим средством 13. Это средство подключено к средству 14 декодирования для выполнения декодирования 8-в-14 и обработки с исправлением ошибок с помощью ППКРС. Декодированный и корректированный сигнал выводят в компьютер 12 через средство 15 выведения, содержащее соответствующую схему интерфейса.
Всеми блоками управляет блок 16 управления, подключенный к памяти 17, например к энергонезависимому ПЗУ. Блок 16 управления может содержать блок обработки, который действует согласно определенной программе, загруженной в память 17, для выполнения способа согласно данному изобретению, при этом и та, и другая независимы и действуют под управлением компьютера 12.
Компьютер 12 содержит схему 18 интерфейса, выполненную с возможностью приема цифровых информационных сигналов от записывающего устройства 1 или для направления цифровых информационных сигналов в записывающее устройство 1. Помимо сигналов, считанных с носителя записи 3 или записанных на нем, цифровые информационные сигналы могут содержать поступающие от компьютера 12 сигналы управления для управления записывающим устройством 1.
Схема 18 интерфейса подключена к внутренней информационной и адресной шине 19 для обмена данными и сигналами управления с блоком 20 жесткого диска, ЗУПВ 21, центральным процессором 22 и ПЗУ 23. Компьютер 12 можно обеспечить соответствующей операционной системой и драйвером устройства для работы с записывающим устройством 1. В случае записывающего устройства в соответствии с данным изобретением записывающее устройство 1 будет само выполнять основные этапы способа согласно данному изобретению, такие как фоновое форматирование или контроль дефектов, не требуя при этом излишнего взаимодействия с компьютером 12. В этом случае компьютер 12 будет взаимодействовать только с записывающим устройством 1 в случае запросов на запись, считывание или удаление и пр.
Согласно другому варианту реализации изобретения записывающее устройство 1 не выполнено с возможностью независимого выполнения способа данного изобретения, например в случае обычного записывающего устройства КД-МПЗ или считывающего устройства КДПП. В этом случае компьютер 12 должен использовать специализированный драйвер, загруженный в соответствующие запоминающие устройства компьютера 12, для управления записывающим устройством 1 в целях выполнения, по меньшей мере, контроля дефектов согласно способу данного изобретения. Этот специализированный драйвер устройства можно получить от самого носителя 3 записи или от другого внешнего средства, такого как Интернет.
Настоящее изобретение возможно реализовать как аппаратными, так и программными средствами, причем несколько «средств» могут быть представлены одной и той же позицией аппаратных средств. Помимо этого, данное изобретение заключается в каждом новом признаке или в сочетании признаков. Следует также отметить, что слово «содержащий» не исключает присутствие других элементов или операций, кроме указываемых в данном пункте формулы. Любые ссылочные обозначения не ограничивают объем формулы изобретения.
Изобретение относится к записи цифровых сигналов на перезаписываемом дисковом носителе, имеющем программную область и области захода и выхода, содержащие управляющую информацию. Записывают пользовательские данные в программной области диска. До удаления диска из записывающего устройства обеспечивают диск областью захода и областью выхода, которые содержат управляющую информацию. Выполняют инициализацию после введения неформатированного диска в записывающее устройство. Операция инициализации содержит операцию записи управляющих данных в области захода, которые определяют область общего назначения (ООН) в программной области диска. После выполнения этой операции диск готов для записи пользовательских данных в остальной области данных программной области. Технический результат - сокращение времени выборки (для удаления данных) и времени форматирования диска. 5 н. и 15 з.п. ф-лы., 17 ил.
| US 5623470 A, 22.04.1997 | |||
| УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ДИСКОВ (ВАРИАНТЫ) | 1997 |
|
RU2119686C1 |
| Устройство для контроля уровня подготовки операторов | 1978 |
|
SU903940A1 |
| Устройство для управления контейнернымпРиЕМНиКОМ МАшиНы гРубОгО ВОлОчЕНия | 1978 |
|
SU798711A1 |
