专利名称：磁盘设备及磁盘存取方法
技术领域：
本发明涉及一种被称为海量存储器(以磁盘作为存储媒质)的磁盘设备和一种有关的磁盘存取方法。
背景技术：
按照惯例，在控制和处理办公自动化设备、工业机器与装置等的计算机系统中，一向要求将具有较大容量的海量存储设备用作存储设备，用于存储待处理的大量信息数据。作为满足这些要求的一种海量存储设备，把磁盘用作存储媒质的磁盘设备，被广为采用。
当一个文件在该磁盘设备与一个外部连接到该磁盘设备的上连设备之间传递时，上述磁盘设备的基本操作是解释一个由该上连设备发出的命令；根据该命令，让一个磁头搜索该磁盘设备中的磁盘的一个可选磁道；以及，根据上连设备要求的数据长度(扇区的数目)，将数据读出和写入磁盘。
下面将主要描述上述的常规磁盘设备的操作情况。
图4表示该常规磁盘设备的操作情况。也就是说，图4表示当上连设备同时存取两个系列的大量串行数据(位于磁盘设备中的不同位置)时，该磁盘设备上的处理过程。
在图4中，文件(m-1)’、文件(m)、文件(m)’和文件(m+1)’构成大量串行数据(A)的一部分，文件(n-1)’、文件(n)、文件(n)’和文件(n+1)构成大量串行数据(B)的一部分。每个文件都有一个数据长度，在该数据长度上，上连设备可利用一个命令来处理文件。
当一个上连设备存取一批大量串行数据时，只须发出一个循序存取文件的命令。但是，当上连设备同时存取两个系列的大量串行数据时，该上连设备会按固定周期(带宽)交替发出一个存取大量串行数据(A)的每个文件的命令和存取大量串行数据(B)的每个文件的命令。
在这种情况下，每当收到一个命令时，磁盘设备都会解释它的内容；并且，还将存取一个磁盘，以获得具有所需数据长度的数据。也就是说，在磁盘上交替存取大量串行数据(A)和大量串行数据(B)。各个文件的存取次序是存取(1)针对文件(m)；存取(1)’针对文件(m)’；存取(2)针对文件(n)；存取(3)’针对文件(n)’；存取(4)针对文件(m+1)；以及，存取(5)针对文件(n+1)。也就是说，在存取文件的过程中，进行(1)~(5)五个搜索操作。
然而，由于上连设备无法识别上述常规磁盘设备中的磁盘上数据的物理排列，因此，对构成大量串行数据的文件的大部分存取操作，是在磁道被彻底搜索之前才终结。
也就是说，当一个上连设备同时存取磁盘设备中多个系列的大量串行数据(如上所述)时，即使当跟随在相同磁道上的一个目标文件的数据可以被存取时，也不开展对磁道上这最后面一批数据的存取，这种情况经常发生。当停止存取该目标文件时，也停止存取该磁道。然后，将开展一项存取另一批大量串行数据的搜索操作。在存取其它的大量串行数据之后，该磁盘设备会搜索原先的磁道，并存取该磁道上的剩余数据。
因此，一直存在这样一个问题对每个单元存取数据的搜索操作次数增加了，从而降低了数据的传递效率。
本发明的开发用于解决上述的传统问题。它为磁盘设备获得上连设备所要求的带宽提供了一种磁盘设备与磁盘存取的方法，从而即使存取多个系列的大量串行数据，也不会降低数据在磁盘与缓冲存储器之间的传递效率。
发明概述根据本发明的一种磁盘，被用作磁盘设备中的存储媒质。磁盘设备存取磁盘，读、写不同块的信息数据，并且，当需要一个固定带宽的多个系列的大量串行数据(例如，图象数据)以多个系列的形式同时在磁盘设备与一个外部连接的上连设备之间传递时，磁盘设备包括一个部件，其作用是存储从上连设备发出的各种指令的历史；当每次收到一个命令并检测到多条命令的顺序而比较每条命令与其历史时，停止对磁盘的数据存取，以获取用上连设备的一个命令所要求的扇区数目表示的数据长度；以及，以每个目标磁道的扇区数目定义对磁盘的最小存取单位，然后按此磁道单位来存取磁盘。
此外，一种用作存储媒质的磁盘设备，采用根据本发明的磁盘存取方法。用该磁盘设备的磁盘存取方法存取磁盘，读、写不同块的信息数据。并且，当需要一个固定带宽的多个系列的大量串行数据(例如，图象数据)以多个系列的形式同时在磁盘设备与一个外部连接的上连设备之间传递时，该方法包括以下步骤存储从上连设备发出的各种指令的历史；当每次收到一个命令并检测到多条命令的顺序而比较每条命令与其历史时，停止对磁盘的数据存取，以获取用上连设备的一个命令所要求的扇区数目表示的数据长度；以及，以每个目标磁道的扇区数目定义对磁盘的最小存取单位，然后按此磁道单位来存取磁盘。
采用这种构造和方法，当在磁盘上存取大量串行数据时，可以减少搜索操作的次数。
另外，根据本发明的一种磁盘，被用作磁盘设备中的一种存储媒质。该磁盘设备通过一个缓冲存储器来存取磁盘，并读、写不同块的信息数据，并且，当需要一个固定带宽的多个系列的大量串行数据(例如，图象数据)同时在磁盘设备与一个外部连接的上连设备之间传递时，该磁盘设备包括一个部件，其作用是为每个系列设置对磁盘一次存取操作而传递的数据长度，它取决于每个系列的传递状态，该状态可通过串行数据的各系列中的每个系列传递所需要的带宽来获得，带宽可由上连设备发出的各种命令的接收间隔来获取，该状态还由数据可以被传递入内的区域的大小决定，它被保存在用于传递数据的缓冲存储器内，数据长度取决于一些参数，表明为传递数据而存于缓冲存储器中的区域大小、表明存取操作中的搜索时间，和磁盘旋转的数目；以及，当每个系列的数据被传递到磁盘时，用物理方法连续存取磁盘上的数据。
此外，一种用作存储媒质的磁盘，采用根据本发明的磁盘设备的磁盘存取方法。该磁盘存取方法通过一个缓冲存储器来存取磁盘，并读、写不同块的信息数据，并且，当需要一个固定带宽的多个系列的大量串行数据(例如，图象数据)同时在磁盘设备与一个外部连接的上连设备之间传递时，该磁盘存取方法包括以下步骤为每个系列设置对磁盘一次存取操作而传递的数据长度，它取决于每个系列的传递状态，该状态可通过串行数据的各系列中的每个系列传递所需要的带宽来获得，带宽可由上连设备发出的各种命令的接收间隔来获取，该状态还由数据可以被传递入内的区域的大小决定，它被保存在用于传递数据的缓冲存储器内，数据长度取决于一些参数，表明为传递数据而存于缓冲存储器中的区域大小、表明存取操作中的搜索时间，和磁盘旋转的数目；以及，当每个系列的数据被传递到磁盘时，用物理方法连续存取磁盘上的数据。
采用这种构造和方法，通过用物理方法连续存取磁盘上各种系列的数据，可以减少用于存取磁盘上大量串行数据的多个磁道上的搜索操作的数目。
根据本发明的一种磁盘，被用作磁盘设备内的一种存储媒质。磁盘设备存取磁盘，读、写不同块的信息数据，并且，该磁盘设备包括缓冲存储器，根据由外部与磁盘设备相连接的上连设备发出的一个命令，用于存储被传递到上连设备和从上连设备传递出来的每个命令的多块数据；一个读／写控制部分，用于从磁盘读取与写入数据；命令历史存储装置，用于当从上连设备收到一个命令时，存储该命令的历史；命令顺序检测装置，用于当收到命令时根据命令历史存储装置中收到的命令和命令历史，来检测所收到的命令的顺序；一个部件，用于测量多个命令(其顺序已由命令顺序检测装置检测)的接收间隔；和一个控制部件，用于向读／写控制部件提供对于磁盘上数据的读指令写指令，其根据并不依赖于来自上连设备的命令的数据长度。
采用这种构造，利用定义为每个磁道的扇区数目的磁盘的存取单位，通过检测存取是否是连续的(根据对磁盘上多个系列大量存储文件的存取而存储的命令历史)，并通过实际存取磁盘(不是基于命令所要求的数据长度，而是基于当多个系列顺序时，每个系列的传递状态的一个磁道单位)来存取多个系列的大量串行数据，可以在短时间内传递数据，并且，使搜索操作的数目减少。这样，数据的传递效率能得到提高，搜索操作的数目也减少。
附图简介
图1是根据本发明的一个实施例，表示磁盘设备的基本构造的方框图；图2是根据本发明的第一实施例，表示当两个系列的大量串行数据同时在磁盘设备中被存取时所进行的操作情况；图3是根据本发明的第二实施例，表示当两个系列的大量串行数据同时在磁盘设备中被存取时所进行的操作情况；以及图4表示当两个系列的大量串行数据同时在常规的磁盘设备中被存取时所进行的操作情况。
实施例以下参照附图描述根据本发明的第一实施例的磁盘设备和磁盘存取方法。
首先，根据本发明的一个实施例来描述该磁盘设备。
根据该实施例，图1是一幅磁盘设备的构造方框图。在图1中，上连设备1向磁盘设备8发出一个命令(数据存取要求)，并将数据传递到磁盘设备8和从磁盘设备8传出。
磁盘设备8控制上连设备1的接口，并包括一个主机接口部件2，用于将接收的命令从上连设备1传送到控制部件4、一个命令历史处理部件3，用于从上连设备1接收到命令时，存储该命令、一个控制部件4，用于通过比较命令历史处理部件3的内容和接收到的命令的内容，来检测数据是否有顺序，并用于控制整个磁盘设备8的操作；一个缓冲存储器5，用于临时存储在上连设备1与磁盘7之间传递的数据；一个读／写控制部分6用于为磁盘7读、写数据和磁盘7。
接下来描述根据本发明实施例的用于磁盘设备的磁盘存取方法。
(第一实施例)图2表示本发明的第一个实施例，并表示图1所示的磁盘设备和用于该设备的磁盘存取方法。实际上，图1表示当上连设备1同时存取存储在磁盘设备8的磁盘7中不同位置的两个系列的大量串行数据时，磁盘7上的处理过程。
文件(m-1)’、文件(m)、文件(m)’和文件(m+1)构成大量串行数据(A)的一部分，而文件(n-1)’、文件(n)、文件(n)’和文件(n+1)则构成大量串行数据(B)的一部分。每个文件都具有每次使用一个命令时，上连设备1处理用的数据长度。
当上连设备1同时存取两个系列的大量串行数据时，上连设备1会在一个固定周期交替发出一个存取大量串行数据(A)的每个文件的命令和一个存取大量串行数据(B)的每个文件的命令。
存取大量串行数据(A)与(B)的命令被存储于命令历史处理部件3内。根据本命令的内容和前已接收到的命令的内容，控制部件4确定两个系列的数据正在被存取。当控制部件4确定串行数据已被存取过时，它向读／写控制部分6按磁道单位传送一条存取指令。读／写控制部分6根据接收到的指令按磁道单位存取磁盘7。
在磁盘7上，大量串行数据(A)与(B)被交替存取。该存取次序是存取(0)针对文件(m-1)’和文件(m)；存取(1)针对文件(n-1)’和文件(n)；存取(2)针对文件(m)’和文件(m+1)；以及，存取(3)针对文件(n)’和文件(n+1)。搜索操作(1)~(3)在各个存取操作之间开展。
当五项搜索操作在常规系统中的磁盘7上进行时，可以在三项搜索操作中存取磁盘7上大小相同的数据。
因此，当存取磁盘7上的大量串行数据时，可以减少必需的搜索操作的数目。
这样，在传递大量串行数据的过程中，在缓冲存储器5上保留一个数据传递区所需的处理时间可以缩短；并且，可以保留上连设备1所要求的带宽，而不会降低数据在磁盘7与缓冲存储器5之间的传递效率。
(第二实施例)图3表示本发明的第二个实施例，并表示图1所示的磁盘设备和用于该设备的磁盘存取方法。实际上，图1表示当上连设备1同时存取存储在磁盘设备8的磁盘7中不同位置的两个系列的大量串行数据时磁盘7上的处理过程。
文件(m-1)’、文件(m)、文件(m)’和文件(m+1)构成大量串行数据(A)的一部分，而文件(n-1)’、文件(n)、文件(n)’和文件(n+1)则构成大量串行数据(B)的一部分。每个文件都具有使用命令时，上连设备1处理用的一个数据长度。
当上连设备1同时存取两个系列的大量串行数据时，上连设备1会定期交替发出一个存取大量串行数据(A)的每个文件的命令和一个存取大量串行数据(B)的每个文件的命令。
存取大量串行数据(A)与(B)的命令被存储于命令历史处理部件3。根据本命令的内容和前已接收到的命令的内容，控制部件4确定两个系列的数据正在被存取。当控制部件4确定串行数据已被存取过时，它将在磁盘7上每个系列的一个存取操作中传递的数据长度定义为两个磁道，依据是传递每个系列的数据(通过测量每个系列的命令接收间隔和缓冲存储器5中每个系列的数据传递区的大小而获得)所需的带宽和与存储在磁盘设备8内的数据传递有关的说明(存于缓冲存储器5内用于传递数据的保留区的大小、搜索时间和旋转次数)；并将存取磁盘7的一条指令传送给读／写控制部分6。
读／写控制部分6根据一条接收到的指令按两个磁道单位来存取磁盘7。在磁盘7上，大量串行数据(A)与(B)被交替存取。该存取的次序是从文件(m-1)’到文件(m+1)的存取(0)；从文件(n-1)’到文件(n+1)的存取(1)。搜索操作(1)~(3)在各个存取操作之间开展。
当五项搜索操作在常规系统中的磁盘7上进行时，可以在三项搜索操作中存取磁盘7上大小相同的数据。此外，在三项搜索操作中，搜索操作(1)与(3)都作为一种单轨搜索操作来进行，它们的搜索操作的完成时间比搜索操作(2)(搜索多个磁道)所花的整个搜索时间要短得多。
如上所述，当存取磁盘7上的大量串行数据(通过在磁盘7上用物理方法连续存取其中的数据系列)时，可以减少必须的多个磁道上搜索操作的数目。
因此，在传递大量串行数据中，在缓冲存储器5上保留一个数据传递区所需的处理时间可以缩短；并且，可以保留上连设备1所要求的带宽，而不会降低数据在磁盘7与缓冲存储器5之间的传递效率。
权利要求
1．一种磁盘设备(8)，用于通过存取一个被用作存储媒质的磁盘(7)来读、写不同块的信息数据，其特征在于当需要一个固定带宽的多个系列的大量串行数据(例如，图象数据)以多个系列的形式同时被传递到外部与磁盘设备(8)连接的上连设备(1)和从该上连设备传递出来时，该设备包括各种装置，它们用于存储从上连设备(1)发出的各种命令的历史；当比较每条命令与其历史(每次收到一个命令时)并检测多条命令的顺序时，停止对磁盘(7)的数据存取，获取上连设备(1)的命令所要求的用扇区数目表示的数据长度；以及通过把磁盘(7)的最小存取单位定义为磁盘(7)上每个目标磁道的扇区数目，来按各磁道单位存取磁盘(7)。
2．一种磁盘设备(8)，用于通过经由缓冲存储器(5)存取一个被用作存储媒质的磁盘(7)来读、写不同块的信息数据，其特征在于当需要一个固定带宽的多个系列的大量串行数据(例如，图象数据)以多个系列的形式同时被传递到外部与磁盘设备(8)连接的上连设备(1)和从该上连设备传递出来时，该设备包括各种装置，它们用于为每个系列设置对磁盘(7)一次存取操作而传递的数据长度，它取决于每个系列的传递状态，该状态可通过串行数据的各系列中的每个系列传递所需要的带宽来获得，带宽可由上连设备(1)发出的各种命令的接收间隔来获取，该状态还由数据可以被传递入内的区域的大小决定，它被保存在用于传递数据的缓冲存储器(5)内，数据长度取决于一些参数，表明为传递数据而存于缓冲存储器中的区域大小、表明存取操作中的搜索时间，和磁盘(7)旋转的数目；以及，当每个系列的数据被传递到磁盘时，用物理方法连续存取磁盘上的数据；以及当每个系列的数据被传递到磁盘(7)时，用物理方法连续存取磁盘(7)上的数据。
3．一种磁盘设备(8)，用于通过存取一个被用作存储媒质的磁盘(7)来读、写不同块的信息数据，其特征在于包括缓冲存储器(5)，用于根据由外部与磁盘设备(8)连接的上连设备(1)发出的指令，来存储将被传递到上连设备(1)和从上连设备(1)传递出来的每条命令的多块数据；读／写控制部分(6)，用于从磁盘(7)读、写数据和向磁盘(7)读、写数据；命令历史存储装置(3)，用于当从上连设备(1)收到一条命令时，存储该命令的历史；命令顺序检测装置，用于当接收到命令时，根据命令历史存储装置(3)中收到的命令和命令历史，来检测收到的命令的顺序；各种装置，用于测量多个命令(其顺序已由命令顺序检测装置检测过)的一个接收间隔，以及控制部件(4)，用于向读／写控制部分(6)提供对于磁盘(7)上数据的读指令和写指令，其根据并不依赖于来自上连设备(1)的命令的数据长度。
4．一种磁盘存取方法，用于磁盘设备(8)，通过存取一个被用作存储媒质的磁盘(7)来读、写不同块的信息数据，其特征在于当需要一个固定带宽的多个系列的大量串行数据(例如，图象数据)以多个系列的形式同时被传递到外部与磁盘设备(8)连接的上连设备(1)和从该上连设备传递出来时，该方法包括下列步骤存储从上连设备(1)发出的各种命令的历史；当比较每条命令与其历史(每次收到一个命令时)并检测多条命令的顺序时，停止对磁盘(7)的数据存取，获取上连设备(1)的命令所要求的以扇区数目表示的数据长度；以及通过用磁盘(7)上每个目标磁道的扇区数目定义的对磁盘(7)的最小存取单位，来存取磁盘(7)的各磁道单位。
5．一种磁盘存取方法，用于磁盘设备(8)，该磁盘存取方法通过经由缓冲存储器(5)存取一个被用作存储媒质的磁盘(7)来读、写不同块的信息数据，其特征在于当需要一个固定带宽的多个系列的大量串行数据(例如，图象数据)以多个系列的形式同时被传递到外部与磁盘设备(8)连接的上连设备(1)和从该上连设备传递出来时，该方法包括下列步骤为每个系列设置对磁盘(7)一次存取操作而传递的数据长度，它取决于每个系列的传递状态，该状态可通过串行数据的各系列中的每个系列传递所需要的带宽来获得，带宽可由上连设备(1)发出的各种命令的接收间隔来获取，该状态还由数据可以被传递入内的区域的大小决定，它被保存在用于传递数据的缓冲存储器(5)内，数据长度取决于一些参数，表明为传递数据而存于缓冲存储器中的区域大小、表明存取操作中的搜索时间，和磁盘(7)旋转的数目；以及，当每个系列的数据被传递到磁盘时，用物理方法连续存取磁盘上的数据；以及当每个系列的数据被传递到磁盘(7)时，用物理方法连续存取磁盘(7)上的数据。
全文摘要
当通过检测存取是否是连续的(根据对磁盘(7)上多个系列大量存储文件的存取而存储命令历史),并通过实际存取磁盘(7)(不是基于命令要求的数据长度,而是基于取决于检测多个系列顺序时每个系列的传递状态的一个磁道单位)来存取多个系列的大量串行数据时,可以在短时间内传递数据,并且,减少了搜索操作的数目,到磁盘(7)的存取单位被定义为每个磁道的扇区数目。这样,数据的传递效率能得到提高,也减少了搜索操作的数目。
文档编号G11B20/10GK1294705SQ00800155
公开日2001年5月9日 申请日期2000年2月14日 优先权日1999年2月15日
发明者恒内登已夫 申请人:松下电器产业株式会社