Устройство для поиска информации в накопителе на магнитных дисках Советский патент 1978 года по МПК G06F17/30 

Изобретение относится к области устройств для обработки цифровых данных и может быть .использовано для пометка информации в накопителе на магнитных дисках.

. известно устройство для поиска информации в накопителе на магнитных дисках, которое содержит счетчики, блоки разделения данных считывания .на служебную и смысловую информацию, блоки выбора цилиндра и дорожки, логические элементы, дешифраторы llФормат записи данных на дорожке накопителя на магнитных дисках .(НМД) , который реализуется с помощью этого устройства, содержит поле счета, поле ключа и поле данных, разделенные служебными промежутками надлежащей длины.

Недостатком этого устройства является невысокая скорость доступа к данным из-за сравнительно больших полей служебной информации и служебных промежутков.

Из известных устройств наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для поиска информации в накопителе на магнитных дисках, содержащее блок выбора цилиндра и дорожки, подключенный к регистру управляквдего слова и счетчику маркеров, блок разделения информации, первый вход которого соединен с выходом одновибратора, а выходы - с первым входом кольцевого регистра сдвига и входами блока выделения адресного маркера, выход которого подключен к блоку анализа служебных промежутков, и элементы задержКи| 2.

В этом устройстве всегда используются как минимум 3 байта в области служебного промежутка. Это приводит к суммарному увеличению служебных промежутков и к соответственному сокращению поля данных. При увеличении числа записей на дорожке объем служебных промежутков по отношению к объему поля данных существенно возрастает. В этом состоит первое ограничение, присущее известному устройству.

Другим ограничением известного устройства является то, что, если поиск ведется по заданному сектору и блок разделения информации вк.лючается непосредственно вблизи заданной записи, то необходима группа схем, содержащая в том числе и сторонний генератор для получения импульсов счета счетчика секторов, а также группа схем.

компенсирующая погрешность счетчика из-за детонации диска. Это в конечно итоге усложняет устройство и снижает его надежность.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности и увеличение эффективной емкости накопителя за счет сокращения в формате дорожки НМД области служебных промежутков при сохранении бессбойного поиска заданной задиси и расширения за.счет этого области данных.

Указанная цель достигается за сче того, что предложенное устройство содержит элементы И и ИЛИ, триггеры, блок стробирования, счетчик слов и дешифратор, входы которого подключены к одному из входов блока выбора цилиндра и дорожки и выходу счетчика слов, а выход через последовательно соединенные первый элемент задержки и первый элемент ИЛИ подключен к первому входу счетчика слов, входы первого элемента И соединены с выходами блока выбора цилиндра и .дорожки и одновибратора и входом устройства, а выход - со вторым входом блока разделения информации, входы второго элемента И подключены к выходу первого элемента задержки и первому выходу первого триггера, а выход - ко входам второго и третьего элементов ИЛИ, выход кольцевого регистра сдвига соединен с одними входами третьего и четвертого элемента И, другие входы которых подключены к выходам блока стробирования, первый и второй входы которого соединены с выходами третьего элемента ИЛИ и блока выделения адресного маркера, выход третьго элемента И подключен к третьему входу блока стробирования и через последовательно соединенные второй элемент задержки и второй элемент ИЛИ ко входу одновибратора, выход четвертого элемента И соединен со вторым входом счетчика слов, выход счетчика маркеров подключен к одному из входо первого триггера, второй выход которого соединен-с одним входом пятого элемента И, другой вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, а выход - с выходом устройства, выходы второго элемента ИЛИ, блока выделения адресного маркера и блока анализа служебных промежутков через четвертый и пятый элементы ИЛИ подключены к соответствующим входам второго триггера, выход которого соединен со вторым входом кольцевого регистра сдвига.

На фиг. 1 изображена структура организации записи (формат дорожки), с которой работает Устройство (показаны две записи, расположенные на дорожке последовательно) на фиг.2 .показана функциональная схема устройства, на фиг. 3 изображена временная диаграмма работы устройства.

Формат дорожки (см. фиг. 1) содержит индексную точку 1, служебный промежуток 2, адресный маркер 3, идентификатор записи 4, служебный промежуток 5, поле данных 6, служебные промежутки 7 и 8.

Устройство для поиска информации в накопителе на магнитных дисках содержит дешифратор 9, сче.тчик слов 10, блок 11 выбора цилиндра и дорожки, первый элемент задержки 12, первый элемент ИЛИ 13, первый элемент И 14, второй элемент задержки 15, одновибратор 16, второй элемент И 17, второй 18 и третий 19 элементы ИЛИ, блок 20 разделения информации, регистр управляющего слова. 21, кольцевой регистр сдвига 22, блок стробирования 23, блок 24 выделения адресного маркера, третий 25 и четвертый 26 элементы .И, счетчик маркеров 27, четвертый 28 и пятый 29 элементы ИЛИ, блок 30 анализа служебных промежутков, первый триггер 31, второй триггер 32, пятый элемент И 33.

ёходы дешифратора 9 подключены к одному из входов блока 11 и выходу счетчика слов 10, а выход через по следовательно соединенные первый элемент задержки 12 и первый элемент ИЛИ 13 подключён к первому входу счетчика слов 10, входы первого элемента И 14 соединены с выходами блока 11 и одновибратора 16 и входом 34 устройства, а выход - со вторым входом блока 20 разделения информации, входы второго элемента И 17 подключены к выходу первого элемента задержки 12 и первому выходу первого триггера 31, а выход - к входам второго 18 и третьего 19 элементов ИЛИ, выход кольцевого регистра сдвига 22 соединен с одними входами третьего 25 и четвертого 26 элементов И, другие входы которых подключены к выходам блока стробирования 23., . первый и второй входы которого соединены с выходами третьехо элемента ИЛИ 19 и блока 24 выделения адресного маркера, выход третьего элемента И 25 подключен к третьему входу блока стробирования 23 и через последовательно соединенные -второй элемент задержки 15 и второй элемент ИЛИ 18 - к входу одновибратора 16, выход четвертоЮго элемента И 26 соединен со вторым входом счетчика слов 10, выход счетчиха маркеров 27 подключен к одному из входов первого триггера 31, второй выход которого соединен с одним входом пятого элемента И 33, другой )5 вход которого соединен с выходом первого элемента задержки 12, а выход - с выходом 35- устройства, выходы второго элемента ИЛИ. 18, блока 24 выделения адресного маркера

0 65 и блока 30 анализа служебных промежутков через четвертый 28 и пятый 29 элементы ИЛИ подключены .к соответствующим входам второго триггера 32, выход которого соединен со вторьм входом кольцевого регистра 22 сдвига

На фиг. 2 позициями 36-47 обозначены точки, в которых сняты осциллограммы импульсов, показанные на фиг. 3.

Работу описанного устройства рассмотрим на примере поиска второй записи. Через канал ЦВМ устройство получает управляющую информацию, которая вводится в регистр 21 управляющего слова (см. фиг. 2). В управляющем слове содержатся сведения о нужной записи: номер цилиндра, номер дорожки, номер записи на дорожке, длина записи в словах. При поступлении запускающего сигнала на один из входов блока 11 выбора цилиндра и дорожки информация об адресе цилиндра и дорожки поступает в регистры блока 11, который вырабатывает сигналы, поступающие в НМД для позиционирования блока головок на нужный цилиндр и включения нужной головки. После выбора дорожки на цилиндре и поступления от НМД сигналов внимание и индекс блок 11 разрешает по одному из входов элемент И 14, другой вход которого разрешен выходным сигналом одновибратора 16,а на третий вход подается считываема импульсная последовательность (синхроимпульсы + данные). Импульсная последовательность с выхода злемента И 14 поступает на один из входов блока 20, который по входу, соединенному с выходом одновибратора 16, также разрешен. Блок 20 разделяет поступающую импульсную последовательность на синхроимпульсы и данные. Бессбойная работа этого блока основана на том, что в моменты его запуска априорно известен характер поступающей информации (наличие синхроимпульсов, отсутствие данных), в соответствии с которой происходит установка (включение) блока. С выхода блока 20 снигмаются последовательности синхроимпульсов и данных, а также сигналы управления для кольцевого регистра сдвига 22, представляющие собой две регулярные импульсные последовательности, соответствующие по своему временному положению синхроимпульсам и импульсам данных. Синхроимпульсы и импульсы данных поступают из блока разделения 20 в блок 24 выделения адресного маркера. На выходе блока 2 формируется сигнал после прохождения головкой на дорожке НМД участка адресного маркера 3 (см.фиг.3,поз.36). Этот сигнал поступает на один из входов блока 30 анализа служебныхпромежутков,на два других входа которого поступают.с блока разделения 20 серии синхроимпульсов и данных и подготавливает его к работе . Кроме того, выходной сигнал блочка 24

выделения адресного маркера поступает на один из входов счетчика маркеров 27, в который предварительно из регистра 21 управляющего слова в обратном коде была занесена информация о номере заданной записи на дорожке (в данном случае вторая запись). Кроме того, выходной сигнал блока 24 выделения адресного маркера через элемент ИЛИ 28 устанавливает триггер 32 в единичное состояние (см.фиг.3, поз.37), в результате чего разрешается работа кольцевого регистра сдви0га 22 (см. фиг. 3, поз.38). Кольцевой регистр сдвига 22 вырабатывает последовательность тактовых импульсов, длительность которых равна длительности информационной ячейки (расстоя5нию между двумя синхроимпульсами), причем каждый тактовый импульс последовательности сдвинут относительно импульса предыдущей последовательности на величину длительности гене0рируемого тактового импульса. Количество вырабатываемых импульсных последовательностей равно количеству разрядов в слове-, нанесенном на дорожку НМД. При одном цикле генерации

5 тактовых импульсов, приходящемся на одно машинное слово, в каждой последовательности генерируется по одному импульсу. Если машинное слово имеет 24 разряда, то соответственно генерируются 24 последовательности так0товых импульсов.

Устройство предусматривает использование последней двадцать четвертой последовательности, которая постоянГ) но привязана к окончанию машинного слова. В дальнейшем импульсы этой последовательности будут называться просто Tai TOBbBHH импульсами. Таким образом с выхода кольцевого регистра сдвига 22 снимается последовательность тактовых импульсов (см.фиг.3, поз. ЗВ) в зависимости от состояния триггера 32. Блок стробирования 23 предназначен для выделения первого тактового импульса и формирования пачки импульсов из последовательно5сти тактовых импульсовj пришедших от кольцевого регистра 22. Выходной сигнал блока 24 выделения адресного маркера подготавливает блок стробирования 23 таким образом, что по одному

0 из входов, соединенному с одним из выходов блока стробирования 23, элемент И 25 разрешен, а элемент И 26 по одному из входов, соединенному с другим выходом блока стробирования 23,

5 за1прещен. При поступлении на другой вход элемента И 25 первого тактового импульса сигн,а/1 с выхода этого элемента (см. фиг. 3, поз. 39) проходит через элемент задержки 15 на вход элемента ИЛИ 18 и в качестве

0 сигнала обратной связи поступает на один из входов блока стробирования 23, в результате чего элемент И 25 по

5

входу, соединенному с одним из выходов блока стробирования 23, запрещается, а элемент И 26 по входу, соединенному с другим выходом блока стробирования 23, разрешается, С этого момента вся последовательность тактовых импульсов начинает поступать с выхода элемента И 26 на счетный- вход счетчика слов 10 (см. фиг.3 поз. 40).

Так как каждый тактовый импульс привязан к концу слова, то счетчик слов 10 будет просчитывать количество слов в поле данных, считываемом головкой записи.

Таким образом, в момент подхода головки к служебному промежутку 5 .(см. фиг. 1) на выходе элемента ИЛИ 18 появляется выходной импульс (см. фиг. 3, поз. 42), который запускает одновибратор 16 и поступает на один из входов элемента ИЛИ 29. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 29 поступает на один из входов триггера 3 Ипереводит его в нулевое состояние, тем самым запрещая работу кольцевого регистра сдвига 22. Назначение Элемента задержки 15-формирование импульса на выходе элемента ИЛИ 18. Сбойный для блока разделения участок в служебном промежутке 5 приходится на участок 1-3 разряда этого промежутка, поэтому длина строба одновибратора должна быть не меньше длины участка трех разрядов служебного промежутка 5. Следовательно, запусти одновибратор 16 на время, равное длительности его строба, а именно на время, не меньше, чем длина участка трех разрядов, элемент И 14 по одному из входов, соединенному с выходом одновибратора 16, «запрещается, что приводит к временному прекращению поступления импульсной последовательности на. один из входов блока 20 разделения, соединенному с выходом элемента И 14. В то же время строб с выхода одновибратора 16 подается на один из входов блокг1 20 и устанавливает его принудительно таким образом, что канал синхроимпульсов открыт, а канал данных закрыт, так как следующая за участком сбоя для блока разделения информация содержит только синхроимпульсы. В результате в предлагаемом устройстве длина участка в служебном промежутке 5, который является сбойным для блока 20, и длина участка, необходимого для синхронизации ( в.осстановления блока . разделения), одинаковы и составляют не более трех битов, а так как длина участка синхронизации блока разделения 20 существенно мала (не более трех битов), то создается возможност уменьшения общей длины служебного промежутка на дорожках.НМД по сравнению с прототипом и за счет этого

увеличения поля данных, т.е. повыиения эффективной емкости накопителя. В дальнейшем устройство работает следующим образом. После окончания строба одновибратора 16 {задний фронт его соответствует участку наличия только синхроимпульсов в служебном промежутке 5) элемент И 14 по входу, соединенному с вьлходом одновибратора 16, разрешается, на выходе элемента И-14 вновь появляется последовательность синхроимпульсов и данных которая поступает на один из входов блока разделения 20. Импульс адресного маркера с выхода блока 24 выделения адресного маркера поступает на один из входов блока 30 анализа служебных промежутков, на другие входь которого поступают тактовые импульсы с выхода кольцевого регистра сдвигг 22 и серии синхроимпульсов и импульсов данных с выходов блока разделения 20. В описанном устройстве блок 30 анализа служебных промежутков служит для определения конца служебного промежутка 5 и включения триггера 32. Импульс с выхода бло- ка 30 анализа служебных промежутков (см. фиг. 3, поз.47) поступает на один из входов элемента ИЛИ 28, а импульс с выхода элемента ИЛИ 28 поступает на один из входов триггера 32 таким образом, что переводит его в единичное состояние, в результате чего разрешается кольцевой регистр сдвига 22. При этом с выхода элемента И 26 на вход счетчика 10 слов поля (цанных поступает последовательность

импульсов (см. фиг. 3, поз. 40). По достижении счетчиком состояния, соответствующего длине поля данных, информация) о котором хранится в регистре управляющего слова 21 и поступает на один из входов дешифратора 9 соединенного с выходом регистра 21 управляющего слова, на выходе дешифратора 9, другой вход которого соединен с выходом счетчика 10 слов поля данных, появляется импульс, свидетельствующий об окончании поля данных записи, имеющей длину, указанную в поле счета (см. фиг.З, поз.41).

С выхода дешифратора 9 импульс поступает на вход элемента задержки 12, выход которого соединен с одним из входов элемента ИЛИ 13. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 13 поступает на вход счетчика слов 10 и переводит ег в нулевое состояние. Кроме того, импульс с выхода элемента задержки 12 поступает на один из входов элемента И 33, который запрещен по другому входу, и на один из входов элемента И 17, который разрешен по другому входу. Сигнал с выхода элемента И 17 поступает на вход элемента ИЛИ 19, выходной сигнал которого устанавливает блок стробирования 23 в начальное состояние, и на один из- входов злеы&Н а ИЛИ J В . Скгнйл :; выкода э;га мента ИЛИ 15 гюс-гупаьг г; од однозибратсра 16 и Запускает аго« В зтот i oMiHx магнитная rojiOEKa находится перед BTopbiM служабншч промежутком 7 (см фиг, 1), в котором содержится сбойный участок дня блока разделе- нк(Я 20 Этот сбой. участок находит ся в первых треп: раз ряд ак: служебного промежутка 7 м-ак к а,ч в этом месте накодйтся стык обновленной и старой записи Процедура синкронизации (вос становления) блока разделения 20 аналогична описанной процедуре в слу чае синхронизации на участке служебного промежутка 7, Участок синхронизации в служебном промежутке 7 также составляет 3 битар после чего блок разделения 20 находится в состоянии когда открыт канал синхроимпульсов н закрыт канал данньог, у,е, блок раз деления готов к дальнейшей работе. Факт использования для синхронизации блока разделения 20 участка, равного трем битам, позволяет так же, как и в предьщущем случае, сократить длительность служебного промежутка7 и тем самым расширить область поля данных. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 18 поступает также на один из входов элемента ИЛИ 29, с выхода которого сигнал устанавливает триггер 3 в нулевое состояние. Далее, при прохождении магнитной головкой второй записи блок выделения адресного маркера 24 аналогично генерирует сигнал выделения адресного маркера, который поступает на вход счетчика маркеров 27« Так как первоначально в счет чик маркеров 27 была занесена информация о номере записи на дорожке (в данном случае это запись № 2), то при появлении второго счетного импульса на выходе счетчика маркеров 2 появляется импульс переполнения (см. фиг. 3, поз.44), который евиде тельствует о том, что начало нужной записи найдено. Сигнал с выхода счет чика маркеров 27 поступает на один из входов триггера 31 и переводит его в единичное состояние (см. фиг.З поз. 45), в результате чего по одному из входов разрешается элемент И 33, а по одному из входов запрещается элемент И 17. Дальнейшая обработка формата происходит аналогично первой записи, причем в служебном промежутке 5 для синхронизации (восстановления) блока разделения 20 также используются тол ко три бита« Кроме того, по окончании поля данных найденной записи сиг нал с выхода дешифратора 9 поступает на один из выходов элементов И 17,33 причем из-за состояния триггера 31 на выходе элемента И 17 выходной сиг нал не появляется, а на вьаходе элемента И 33 появляется выходной сигна свидетельствующий о прохошзении магннгной головкой ПОЛЯ данных нужной записи. По выходному сигналу элемента И 33 устройство переводится в начальное состояние. При большом количестве записей на дорожке число служебных промежутков, выделяющих поле данных, которое может обновляться, возрастает. Формула изобретения Устройство для поиска информации в накопителе на магнитных дисках, содержащее блок выбора цилиндрй и дорожки, подклк){енный к регистру управляющего слова и счетчику маркеров, блок разделения информации, первый вход которого соединен с выходом одновибратора, а выходы - с первым входом кольцевого регистра сдв.ига и входами блока выделения адресного маркера, выход которого подключен к блоку анализа сл1 ебных промежутков, и элементы задержки, отличающ е е. с я тем, что, с целью повышения надежности устройства и увеличения эффективной емкости накопителя, оно содержит элементы И и ИЛИ, триггеры, блок стробирования, счетчик слов и дешифратор, входы которого подключены к одному из входов блока выбора цилиндра и дорожки и выходу счетчика слов, а выход через последовательно соединенные первый элемент задержки и первый элемент ИЛИ подключен к первому входу счетчика слов, входы первого элемента И соединены с выходами блон;;а выбора цилиндра и дорожки и одновибратрра и входом устройства, а выход - со вторым входом блока разделения информации, входы второго элемента И подключены к выходу первого элемента задержки и первому выходу первого триггера, а выход ко входам второго и третьего элементов ИЛИ выход кольцевого регистра сдвига соединен с одними входами третьего и четвертого элементов И, другие входы которых подключены к выходам блока стробирования, первь й и второй входы которого соединены с выходами третьего элемента Или и блока выделения адресного маркера, выход третьего элемента И подключен к третьему входу блока стробирования и через последовательно соединенные второй элемент задержки и второй элемент ИЛИ - к вхо ду одновибратора,. выход четвертого элемента И соединен с вторым входом счетчика слов, выход счетчика маркеров подключен к одному из входов первого триггера, второй выход которого соединен с одним входим пятого элемента И, другой вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, а выход - с выходом устройства, выходы второго элёмейта ИЛИ,

блока выделения адресного маркера и блока анализа служебных промежутков через четвертый и пятый элементы ИЛИ подключены к соответствующим входам в-торого триггера, выход которого соединен со вторым входом кольцевого регистра сдвига.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент США 3312948, кл. 3401725,1967.

2.Патент США № 3629860, кл. 3401 7 25 ,1971.

и

J6 J7

за

39 40

ft f

3

J

5 6 47