專利名稱:磁盤機系統的制作方法
本發明一般地涉及一種磁盤機系統，更詳細地，涉及這樣的一種磁盤機，這種磁盤機適用于把由主機指定的磁道柱面地址改變成所希望的磁道柱面地址，這種改變是通過使與磁盤有關的物理(磁道柱面)地址保持一致來達到的。
近來，隨著信息處理系統的迅速發展，磁盤已得到了廣泛的應用，尤其在盤上可存儲操作系統程序更增加其地位的重要性。該磁盤機有多片這樣的磁盤，譬如它們是以垂直的方式堆置的，每一磁盤41如圖1中所示有著一個磁盤表面。更具體地說，在磁盤表面的最內圓周和最外圓周處分別形成稱之為內保護帶(IGB)和外保護帶(OGB)的保護區域，以及在內保護帶和外保護帶之間形成一個中間區，在中間區域中，從外圓周到內圓周以順序編號的方式給該區域分配以磁道柱面地址0、1、2、……、N-3、N-2、N-1(N為整數)。此磁盤機包括一個存取機構，此機構響應于由主機給出的磁道柱面地址，使磁頭移動到相應于指定磁道柱地址的位置，以實施數據的讀/寫。
該磁頭的運動過程，即查找操作，將參照圖2的流程圖加以闡明。在第101步中，磁盤機被驅動(接通電源)并首先被初始化。在第102步中，執行回零(re
ero)的操作，使磁頭返回到相應于磁道柱面地址“0”的位置。隨后，在第103步中，代表現時位置的磁道柱面地址“000”被設置在內部寄存器A寄存中。在接通電源時或地址有不一致的情況下要執行此回零操作。在零操作中，通過把磁頭移動到磁道柱面地址外部的區域，并讀出記錄在內保護帶IGB和外保護帶OGB上的磁道柱面地址O～(N-1)的保護帶信息來檢測現時磁頭位置，以使得磁頭被定位在外保護帶(OGB)和磁道柱面地址區域之間的邊界處，即磁道柱面地址“0”的位置。一旦完成了回零操作就可這樣來執行查找操作，即磁頭已經經過的磁道柱面數目能夠反映出磁頭的最終磁道柱面地址。
響應于從主機來的查找指令，內容寄存器B寄存被設置以一個代表的目的地的磁道柱面地址，從寄存器B寄存的值(或內容)和寄存器A寄存的值計算出地址的差別，從而來確定磁頭的移動方向和移動量，計算的結果放入內容寄存器C寄存，而借助響應于寄存器C寄存的內容的存取機構，使磁頭移動到目的地磁道柱面位置(第104至107步)。
如上所述，一般地說，此查找操作是利用明確地分配給磁盤41的順序磁道柱面地址來控制的。因此，舉例來說，如果有一個磁道柱面地址損壞了，就需要改變磁道柱面地址，使之與磁頭物理位置不再一致，為了執行查找指令，就需要改變主機給出的程序。還有，因為在通常的磁盤機中，當磁頭從外保護帶(OGB)向在中間部分的數據區移動時，它最初所遇到的第一磁道柱面位置被定義為查找操作控制中的磁道柱面地址“0”，所以，還不可能生產出一種能改變磁道柱面地址的磁盤機。
一種與利用磁頭與內保護帶(IGB)和外保護帶(OGB)一起來作為查找操作控制的這種安排形式有關的方案，可以在例如英國專利第1435368號中看到。
本發明打算消除上述在通常的磁盤機中所遇到的問題，以及提供一種能達到此目標的磁盤機，這種磁盤機能以簡單而廉價的方式根據要求來指派一個已被主機指定了的磁道柱面地址給一個與磁盤有關的物理的磁道柱面位置。
本發明的另一個目的是要提供一種能改進訪問磁道柱面位置的磁盤機。
為了達到上述目的，根據本發明的方法，在一個響應于來自主機的磁道柱面地址而使磁頭定位于與磁盤有關的相應磁道柱面位置處的磁盤機中，設置有磁道柱面地址/位置指定選擇電路，此電路允許磁道柱面地址得到改變，以致它能被指定在與磁盤有關的所希磁道柱面位置，從而，根據由此磁道柱面地址/位置指定選擇電路指定過程的結果，磁頭能得到定位。
圖1是表明現有技術中磁道柱面地址的分配圖;
圖2是在現有技術的磁盤機中處理過程的流程圖;
圖3是表明根據本發明的實施方案的包括有磁盤機系統的示意方塊圖;
圖4是根據圖3的實施方案的磁道柱面地址/位置指定方案圖;
圖5是表明圖3的實施方案中處理過程的流程圖;
圖6A和圖6B是用來闡明指定磁道柱面地址/位置的對比表格圖。
現將參照附圖用示例的方法來描述本發明。
參閱圖3，那里以方塊圖形式示出了包括有實施本發明的磁盤機的一個系統。此系統包括總標號為40的磁盤機、一個起著磁盤機40外存儲器作用的主機20以及一個用來控制磁盤機40的磁盤控制器30。其中磁盤機包括一組用來存儲各種數據的磁盤41、一組用來讀/寫存儲在磁盤組41中的各種數據的磁頭42、一個用來移動磁頭組42的執行機構43、一個用來控制執行機構43的磁頭位置控制電路44以及一個磁道柱面地址/位置指定選擇電路45，電路45用來按照將在后文描述的方式有選擇地改變對磁道柱面地址的指定。磁道柱面地址/位置指定選擇電路45有一個可編程只讀存儲器(P-ROM)，此只讀存儲器用來存儲物理磁道柱面位置和改變了的磁道柱面地址之間的對比表。此外，電路45還包含將在后文敘述的寄存器CYLA寄存和寄存器CYLB寄存。
通常，磁盤機40響應于一個由主機20發出，經過磁盤控制器30的磁道柱面地址，以致使執行機構43把磁頭組42(后文簡稱為磁頭42)移動到一個位置，即相應于主機發出的磁道柱面地址的物理磁道柱面地址，從而執行存儲在磁盤組41中的數據的讀/寫過程(后文簡稱為磁盤41)。例如當發生磁道柱面地址損壞的情況時，磁道柱面地址/位置的指定能夠根據本發明的方法所希望的來改變或更新。因而，假定主機最初指示的目的地是位置“0”，以及磁道柱面位置“0”和“8”的原來的磁道柱面地址“0”和“8”將按如圖4所示的那樣的互換。在此例子中，在接通電源后，磁頭位置控制電路44首先完成初始化，以使它從磁道柱面地址/位置指定選擇電路45中讀出改變了的磁道柱面地址以便重新指定，在第113步中，把“0”到“8”和“8”到“0”的互換形式的磁道柱面地址分別設定在內部存儲器CYLA寄存和CYLB寄存中(第111至113步)。在此重新指定的過程中，兩個內部寄存器都是這樣設置的，即它們的高地址的內容代表物理磁道柱面位置，而它們的低地址的內容代表改變了磁道柱面地址。
隨后，按如前所述在第102步中規定的回零操作，把磁頭42移動到磁道柱面位置“0”，并且與圖1和圖2結合起來闡述的那些情況相似，把代表相應于現時位置的地址“000”和目的地位置的內容分別設定在寄存器A寄存和B寄存內(第114和115步)。
接著，完成控制，以通過檢索寄存器B寄存的內容(B寄存與寄存器CYLA寄存和CYLB寄存中任一個的高地址內容相符)來得知是否物理磁道柱面位置“0”的地址/位置的指定已被改變。在本例中，因為由主機發出的初始指令是要磁頭移動到“0”的位置，而此指定被改變或更新，所以寄存器B寄存的內容“000”與寄存器CYLA寄存的高地址內容“000”相符，在寄存器CYLA寄存和CYLB寄存兩者中的寄存器CYLA寄存的低地址內容“008”被設定在寄存器B寄存內這表明重新指定的目的地址為“8”。因而，通過參照圖1和圖2來闡明的第105到107步，磁頭42再移動到由更新了的磁道柱面地址“0”指示的或與之相應的物理磁道柱面位置“8”(第116到119和121步)。
后繼的控制允許寄存器B寄存設定在一個從主機來的磁道柱面地址并按照與前面同樣的方式去檢查是否需要重新指定(在本例中，在磁頭到達物理磁道柱面位置“8”以前沒有重新指定)，所以執行機構43會響應于檢查的結果把磁頭42移動到目的地磁道柱面位置(第102和122步)。還有，在圖4的例子中，從主機來的磁道柱面位置“8”的磁道柱面地址是這樣重新指定的，即通過這一磁道柱面地址指令，把磁頭移到位置“0”。按照這種方式，當磁盤控制器30指示磁道柱面地址“8”時，磁頭42移動到物理磁道柱面位置“0”，而響應于由磁盤控制器30指示的磁道柱面地址“0”，磁頭42移動到物理磁道柱面位置“8”。
應該理解，圖4的例子不僅是假設，而且是對本發明的較好的解說，它代表了根據本發明的完成重新指定的一種最佳實施方案，在這種方案中，如圖4所示，對于響應于磁道柱面的移動指令“0” ( )/() “1”、“7” ( )/() “8”、“8” ( )/() “9”磁頭發生位移，加長了查找所需的時間，但對于已重新指定后的指令“0” ( )/() “9”、“0” ( )/() “7”、“1” ( )/() “8”該時間可有效地縮到最短。
在另一個按照本發明完成重新指定的實施方案中，如圖6A中所示的磁道柱面地址/位置指定的對比表被存儲在包括在磁道柱面地址/位置指定選擇電路45中的P-ROM內，并根據此存儲的對比表來執行重新指定。與圖4的實施方案中在磁道柱面地址“0”和“8”之間的簡單互換不同，在對比表中的磁道柱面地址是這樣改變的，即磁道柱面地址0、1、2、……(N-1)分配給隔開兩個磁道的那些地方，例如“1”離開“0”兩個磁道。圖6B圖解地表示出可動磁頭的位移，從圖6B將可看出，響應于一個經過所有磁道柱面位置的順序即從“0”到“10”的磁道柱面運動指令的查找操作，可以使磁頭在磁盤的內和外圓周間作簡單的往復行程來完成。這可有助于改進此系統的吞吐量。
因此，根據本發明，通過如所述的那樣來設定磁道柱面地址/位置指定選擇電路45或參照包括在選擇電路45中的預定的所希地址/位置對比表，磁頭42在一個由主機指示的磁道柱面地址的指引下，能夠移動到和定位于與磁盤41有關的所希磁道柱面位置。所以，ⅰ)萬一由主機20指示的由磁道柱面地址來標誌的柱面磁道發生了故障，磁道柱面地址/位置可以如所希望的那樣迅速地完成重新指定，而不必借助于互換磁盤組41中的哪些磁盤，或互換磁盤機40本身;
ⅱ)當磁道柱面地址/位置重新指定為最內的磁道柱面替代此有故障的磁道，可使得對替代的磁道柱面的訪問時間最小，來改善系統的吞吐量;
ⅲ)在主機20和磁盤控制器30之間的相互通信是以邏輯地址為媒介來實現的場合下，不容許讓主機20去完成只能由磁盤控制器30來做的地址的改變，結果不能期望改進系統的吞吐量。即使在這種場合下，利用根據本發明的對比表就可有效地改進系統的吞吐量。
如果根據前述的實施方案包括在磁道柱面地址/位置指定選擇電路45內的P-ROM與四個附加的開關組合，可得到最大為16種的可改變的形式(對比表)。此外，如果P-ROM的地址與物理磁道柱面位置的編號一致，則在對比表中的物理磁道柱面地址可以省去。
如上所述，根據本發明，按所希望的那樣利用設定磁道柱面地址/位置指定選擇電路或參照包括在選擇電路內指定磁道柱面地址/位置的對比表，則在由主機發出的磁道柱面地址的指引下，磁頭能夠定位于一個所希的與磁盤有關的磁道柱面位置。
權利要求
1.一種磁盤機系統，它包括一個主機(20)；一個磁盤機，其特征在于它包括下列各部分至少一個磁盤(41)，給它分配以與該磁盤有關的代表多個磁道柱面位置的多個磁道柱面地址(0、1、……(N-1))；至少一個可操作的磁頭(42)，定位在與磁盤有關的一個磁道柱面位置，用來讀/寫存儲在相應于磁道柱面地址處的所述磁盤中的數據；以及響應于一個由所述主機指派的磁道柱面地址把該磁頭移動到和定位于一個相應于指派的磁道柱面地址的磁道柱面位置的執行機構(43)，在所述磁盤機系統中的改進之處在于該磁盤機(40)包括把由所述主機指派的地址改變成更新了的地址，以按所希望的那樣改變磁道柱面地址/位置的指定的磁道柱面地址/位置指定選擇裝置；響應于該更新了的地址把所述執行機構如此驅動，以致所述磁頭被移動到相應于所述更新了的地址的磁道柱面位置的磁頭位置控制裝置(44)。
2.根據權利要求
1的磁盤機系統，其特征在于，所述磁道柱面地址/位置指定選擇裝置完成這樣的磁道柱面地址的更新，以致借助于所述磁頭在所述磁盤的內和外圓周間作一次往復運動，而使它沿著所述磁盤通過所有由磁道柱面地址指定的磁道柱面位置。
3.根據權利要求
1的磁盤機系統，其特征在于，所述磁道柱面地址/位置指定選擇裝置完成這樣的磁道柱面地址更新，以致相應于所述多個磁道柱面地址的磁道柱面位置是順序連續的，而此時由所述主機指定的所述多個磁道柱面地址的號碼是不同的。
4.根據權利要求
2或3的磁盤機系統，其特征在于，所述磁道柱面地址/位置指定選擇裝置包括一個存儲對比表的存儲器，該對比表用于指定磁道柱面地址/位置。
5.根據權利要求
4的磁盤機系統，其特征在于，所述存儲器是一個可編程只讀存儲器(P-ROM)。
專利摘要
使磁頭查找時間最小以改善吞吐量的磁盤機。它包括磁道柱面地址/位置指定選擇電路和磁頭位置控制電路。前者把來自主機的地址變成新地址，按所希方式改變磁道柱面地址/位置的指定；后者把磁頭移到相應新地址的磁道柱面位置。一種方案中，選擇電路更新地址，以使磁頭在磁盤內、外圓周間作一次往復運動就能經過磁盤上所有磁道柱面位置。在另一方案中，當以最內的磁道柱面地址替代主機給出的地址時，對替代的磁道柱面地址的訪問時間最小。
文檔編號G11B5/55GK86103579SQ86103579
公開日1986年11月26日 申請日期1986年5月27日
發明者春名利之, 中井源博, 笹本亞佐夫, 中越和夫, 天野英明 申請人:株式會社日立制作所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan