專利名稱：信息存儲設備和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種信息存儲設備，具體地是用于與如硬盤驅動器這樣的隨機訪問記錄介質相關的一種磁帶記錄介質。
在先提出的數字VTR系統(tǒng)中，一數字化的視頻信號根據DCT(離散余弦變換)技術被壓縮，該經壓縮的視頻信號被記錄在一磁帶的斜向磁道上。每條磁道具有一子碼區(qū)以存儲磁道號。該VTR系統(tǒng)根據所記錄數據的磁道號來管理它們。而且，這樣的磁帶介質記錄數字化數據的容量使得這樣的介質在記錄數字視頻信息之外還可記錄信息信號。
盡管這樣的磁帶提供了很大的存儲容量，當與其它記錄介質相比時，由于磁帶實質上是一種順序訪問介質，所以對記錄于其上的信息的訪問較慢。這就是說，為讀取記錄在磁帶上預定位置的數據，該讀取設備必須進行物理性卷帶或停止卷帶以到達該預定位置。
因此，本發(fā)明目的之一是提供一種信息存儲設備和方法，在其上存儲在順序訪問記錄介質上的信息能夠被隨機訪問。
根據本發(fā)明，其信息存儲設備包括一順序訪問存儲裝置和一隨機訪問存儲裝置。記錄在順序訪問存儲裝置上的信息被加載到隨機訪問裝置內。當一外部設備從信息存儲裝置中抽取經選擇的數據時它首先向存儲設備傳輸一第一數據定位標志，該定位標志指示包含了所選擇數據的順序訪問存儲裝置上的一物理定位?；诖说谝粩祿ㄎ粯酥荆畔⒋鎯υO備尋找在先存儲的第二數據定位標志。該第二數據定位裝置指示了其上記錄有同樣所選擇數據的隨機訪問存儲介質上的一定位。該所選擇數據隨后以隨機方式由信息存儲介質被讀出。這樣，本發(fā)明提供了一擁有大存儲量的記錄介質，如磁帶，該記錄介質能夠在磁帶連同一隨機訪問存儲介質，如硬盤驅動器(hard disk drive)等一同使用時可被隨機訪問。
本發(fā)明其它目的、優(yōu)點及特征將從后續(xù)的詳細說明中很容易地被說明，而且其新穎的特征將在后附的權利要求中被確切地限定。
下面的詳細描述通過舉例方式給出且并非試圖用以限定本發(fā)明為此唯一方式，其內容通過附圖將會得到更加明確的理解，附圖中

圖1示出了本發(fā)明的信息存儲設備；圖2A示出了信息存儲設備的硬盤驅動器內的數據塊設置；圖2B示出了信息存儲設備的磁介質內數據塊的設置；圖3示出了典型的信息存儲設備的分區(qū)表存儲器的內容；圖4和圖5應一起來看，它們給出了本發(fā)明的數據訪問操作的方塊流程圖；圖6示出了本發(fā)明的磁帶彈出過程的方塊流程圖；圖7示出了本發(fā)明的信息存儲設備的初始化的方塊流程圖；及圖8示出了使用本發(fā)明的信息存儲設備的一視頻廣播接收系統(tǒng)。
圖1示出了根據本發(fā)明的一信息存儲設備2。硬盤驅動器11用于將數據記錄至一相對容量較大的固定磁盤(未示出)。該記錄數據由磁盤隨機地訪問。磁帶驅動器(tape drive)12能夠起驅動作用。如驅動一數字VTR的盒式帶。每個磁道的子碼區(qū)被分配到一個不同的磁道號并將其記錄在子碼區(qū)內。如前所述，記錄于該帶上的數據可根據這些磁道號而被管理。簡而言之，記錄在數字VTR盒帶上的數據應被視為被記錄在磁帶驅動器12上。
在述及圖1中的其余部分之前，在此暫時先轉至圖2A和圖2B進行討論，它們描述了磁帶驅動器12和硬盤驅動器11的數據組織。圖2B示出了一包含多條斜向磁道的磁帶。每條磁道具13.65Kb的存儲容量，塊b1、b2、b3等中的每一個含有1200條這樣連續(xù)的磁道。圖2A示出了記錄在硬盤驅動器11上的數據設置。記錄在硬盤驅動11上的塊B1、B2、B3等中的每一個被設置成與磁帶驅動器12的塊b1、b2、b3等成一一對應的關系。硬盤驅動器11中的每塊存儲容量與磁帶驅動器12中的每塊的存儲容量相同，即16Mb。因而，假設硬盤驅動器的存儲容量是256Mb，硬盤驅動器11能夠容納16個這樣的塊。而且，假設硬盤驅動器11的每一物理分區(qū)含有4Kb，那么硬盤驅動的每一塊包含4096個分區(qū)。一個分區(qū)指硬盤驅動器11被讀出或被寫入的最小數據單位。
初始化時，在任何數據被由信息存儲設備2讀出之前，已記錄于磁帶驅動器12上的數據首先被加載至硬盤驅動器11。在此初始化期間，每個數據塊的備份，連同每個塊的磁帶定位，被寫入硬盤驅動器12。
總線界面13用以連接CPU 1的一條總線和存儲設備2。將要被記錄或復制的數據通過總線界面13在CPU 1與存儲設備2間傳送。當訪問存儲設備2時，CPU 1指定一個虛擬分區(qū)號，該號與其上記錄有預期數據的磁帶部分相對應。隨后CPU 1產生一個通過總線13提供的讀/寫命令。
分區(qū)表(TBL)14示出了虛擬分區(qū)號與硬盤驅動11器上的物理分區(qū)號之間的對應關系。分區(qū)表14決定了磁帶驅動器12上的哪些數據已被加載到了硬盤驅動器11上，而且它還決定了在硬盤驅動器11上的數據與磁帶驅動器12上的數據之間是否相符。
替換算法電路15判斷保持在磁帶驅動器12中的數據的哪一部分應被加載到硬盤驅動器11，它還決定硬盤驅動器11的哪些數據將要被刪除，從而為那些由磁帶驅動器12選出的要進行復制的數據騰出空間。
當有必要替換加載在硬盤驅動器11中的數據塊時，驅動控制邏輯16命令硬盤驅動器11和磁帶驅動器12在它們彼此之間交換數據。CPU 1通過向總線界面13提供一虛擬分區(qū)號來訪問來自存儲設備2的數據。隨后總線界面13提供該虛擬分區(qū)號至分區(qū)表14。分區(qū)表14則檢查對應于該虛擬分區(qū)號的數據塊是否已被由磁帶驅動器12加載至硬盤驅動器11。為了訪問所選的數據，分區(qū)表14提供了一個對應于該虛擬分區(qū)號的物理分區(qū)號。該物理分區(qū)號指明了該所選數據塊號在硬盤驅動器11上的定位。通過此獲得的物理分區(qū)硬盤驅動11被訪問，且該部分數據通過總線界面13在硬盤驅動器11和CPU 1之間輸入/輸出。
如果對應于所提供的虛擬分區(qū)號的數據塊未曾被加載至硬盤驅動器11，替換算法電路15為該數據塊在硬盤驅動器11上保留一物理分區(qū)號。分區(qū)表14接著被更新以存入提供的虛擬分區(qū)號與所述新近保留的物理分區(qū)號之間的對應關系。然后磁帶驅動12運動至與所提供的虛擬分區(qū)號相對應的數據塊的位置且該塊的數據被由磁帶驅動12加載到硬盤驅動器11上。通過使用分區(qū)表14而得到對應于虛擬分區(qū)號的硬盤驅動器11的物理分區(qū)號。通過得到的物理分區(qū)號。硬盤驅動器11被訪問，且數據通過總線界面13在CPU 1與硬盤驅動器11之間被輸入/輸出。
根據上述的本發(fā)明實施例，磁帶驅動器12中的數據被加載到硬盤驅動器11一次。
虛擬分區(qū)號從CPU 1的一側被輸入。依靠這樣一種操作，盡管硬盤驅動器11實際上被訪問了，但從CPU 1一側看上去就好象是磁帶驅動器12被直接訪問。這樣我們就實現了如上所述的能被隨機訪問的大容量存儲設備。
圖3繪示了可以包含一易失性存儲器的分區(qū)表14的一個例子。如前所述，分區(qū)表14構成了記錄在硬盤驅動器11上的數據塊與記錄在磁帶驅動器12的數據塊之間的一個對應關系，也構成了硬盤驅動器11的物理分區(qū)號與磁帶驅動12的虛擬分區(qū)號之間的一個對應關系。重寫標志標示出該數據是否已被重寫。當該標志被設定為“1”時，說明該數據已被重寫。當它被設定為“0”時，說明該數據未曾被重寫。
圖4與圖5繪示了當發(fā)生數據訪問請求時所執(zhí)行的處理過程的算法。
將要被訪問的數據的虛擬分區(qū)號與關于該數據是否已被讀出或寫入的信息先被檢查(步驟ST1)。即相當于檢查將被訪問的數據是否已被加載到硬盤的過程。
如果該數據存在，對應于該虛擬分區(qū)號(VS)的物理分區(qū)號(PS)被從分區(qū)表14讀出(步驟ST2)。接著檢查該數據是否將要被讀出或寫入(步驟ST3)。將要被讀出的數據被從硬盤驅動11讀出(步驟ST4)。將要被寫入的數據被寫入到硬盤11(步驟ST5)。當該數據曾被寫入，則位于分區(qū)表14中的與包含已寫入數據的數據塊對應登記項的重寫標志(Rewrite f1ag)被設置為“1”(步驟ST6)。
如果在步驟ST1中將被訪問的數據未曾被加載至硬盤11，則有必要從磁帶驅動器12向硬盤驅動器11新加載包含有將被訪問的分區(qū)的數據塊。由于能被加載至硬盤驅動器11上的數據塊數目是固定的，當分區(qū)表14中所有的登記項都被占據時，硬盤驅動器11上數據塊之一將被刪除而將要被訪問的數據將被加載到該被刪除數據塊的位置。
在這種情況下，在分區(qū)表14中的眾多登記項中，替換算法電路15選擇一最不經常使用的數據塊來替換被刪除的數據塊(步驟ST7)。接著檢查重寫標志在該數據塊是否曾被設置(步驟ST8)。如果重寫標志已被設置過，該塊中數據返回并被寫入磁帶(步驟ST9)。
然后，該數據塊被加載至保留的定位點(步驟ST10)并且分區(qū)表被更新(步驟ST11)。分區(qū)表的內容被復制到硬盤上以防電源關斷(步驟ST12)。此后，處理流程進行到步驟ST2。
圖6示出了磁帶由磁帶驅動彈出時的一種算法。先檢查在分區(qū)表中是否存在一登記項(步驟ST21)。如果“是”，該登記項被選出(步驟ST22)。接著檢查重寫標志是否已被設置為“1”(步驟ST23)。如果該重寫標志已被設置成“1”，該塊中數據返回并被寫至磁帶上(步驟ST24)，同時該登記項被刪除。如上所述，在分區(qū)表14的數據塊的登記項之中，所有其重寫標志已被設置為“1”的數據塊返回并被寫至磁帶上。當所有這些數據塊返回并被寫到磁帶上后，該表的內容就被存儲到硬盤驅動器中(步驟ST26)中，此后，磁帶被彈出(步驟ST27)。
圖7示出了當電源開通時的算法。當電源開通時，表中的內容被由硬盤驅動器讀出至分區(qū)表14(步驟ST31)。
圖8示出了包含本發(fā)明的存儲裝置的數字視頻系統(tǒng)。衛(wèi)星拋面天線21接收按照MPEG壓縮技術壓縮的數字視頻信號。接收的視頻信號通過調諧器22調諧并通過解擾器23解擾。當使用者希望記錄下收到的視頻信號的話，開關24提供視頻信號給存儲設備2。為了再現存儲的視頻信號以供觀看，存儲設備2提供視頻信號給解碼器26，該解碼器向電視監(jiān)視器(未示出)提供經解碼的視頻信號。當使用者只想收看當時的播出節(jié)目而不將其錄制時，開關24直接將解擾后的視頻信號提供給解碼器26。
盡管本發(fā)明通過優(yōu)選實施例被詳述示出如上，但是可以明顯地看出在不脫離本發(fā)明的精神和范圍前提下，由本領域的普通技術人員可作出多種變化和改進。例如可采用象磁光盤驅動器等任何其它存儲設備來代替硬盤驅動11，只要該設備能被隨機訪問且具有相對大的容量。后附的權利要求應該認為是覆蓋了本文所述的實施例及其等同物。
權利要求
1.一種用于存儲多個數據項的信息存儲設備，包括第一存儲裝置，用以通過一第一多個數據定位標志來存儲所述多個數據項；第二存儲裝置，與所述第一存儲裝置相聯，通過一第二多個數據定位標志來存儲所述多個數據項的至少一部分；輸入裝置，用以接收對應于所述第一多個數據定位標志中至少一部分的一數據項定位信號；成表裝置，與所述輸入裝置相聯，用以獲得對應于所述數據項定位信號的所述第二多個數據定位標志的至少一部分；控制裝置，與所述輸入裝置、第一存儲裝置及第二存儲裝置相聯，用以將所述數據項的至少一部分由所述第一存儲裝置加載至所述第二存儲裝置，且將相應于所述獲得的所述第二多個數據定位標志的部分的數據項從所述第二存儲裝置中讀出。
2.如權利要求1所述的信息存儲設備，所述多個數據項至少包括視頻數據項。
3.如權利要求2所述的信息存儲裝置，所述視頻數據項根據預定的壓縮技術被壓縮。
4.如權利要求1所述的信息存儲裝置，所述第一存儲裝置包括一磁帶介質，其中所述第二存儲裝置包括一硬磁盤。
5.如權利要求1所述的信息存儲裝置，所述第一多個數據定位標志包括多個虛擬分區(qū)號，其中所述第二多個數據定位標志包括多個物理分區(qū)號。
6.一種用于訪問存儲在一信息存儲設備中的多個數據項的方法，所述信息存儲設備包括一第一存儲裝置和一第二存儲裝置，所述方法包括下列步驟在所述第一存儲裝置中存儲所述多個數據項；由所述第一存儲裝置中將所述多個數據項的至少一部分加載到所述第二存儲裝置；由所述第二存儲裝置中讀出所述多個數據項的所述至少一部分。
全文摘要
一種信息存儲裝置，包括一順序訪問存儲介質和一隨機訪問存儲介質。由順序訪問介質而來的數據被加載到隨機訪問介質。當一外部設備訪問該信息存儲設備時，實際上，數據是在隨機訪問存儲介質上進行訪問，盡管從外部設備的角度看上去所選擇的數據明顯地好象是在順序訪問存儲介質上直接訪問的。
文檔編號G06F3/06GK1120204SQ9510894
公開日1996年4月10日 申請日期1995年7月19日 優(yōu)先權日1994年7月20日
發(fā)明者冢本純一, 后藤晃一, 福島慎一 申請人:索尼公司