Способ и устройство для управления доступом к диску для записи данных

Способ и устройство для управления доступом к диску для записи данных

Реферат

 

Использование: в технике накопления информации, в частности в устройствах памяти быстродействуюших компьютеров. Сущность изобретения: способ и устройство управления доступом к диску для записи данных обеспечивают определение сдвига, указывающего угловую разность в направлении вращения диска для записи данных между началами соседних блоков данных, который минимизирует время ожидания, обусловленное вращением диска для записи данных на среднем расстоянии перемещения головки при обращении головки к диску для записи данных. Положение блока данных на диске для записи данных определяется на основании, по меньшей мере, определенного сдвига, планируется порядок множества входных запросов доступа к диску для записи данных для минимизации величины перемещения головки при обращении головки к диску для записи данных. Обращение головки к диску для записи данных осуществляется на основании результата планирования. Благодаря такому техническому решению обеспечивается высокоскоростной произвольный доступ к хранимой на диске информации, что является предпочтительным для хранения мультимедийных данных. 5 с. и 28 з.п. ф-лы, 16 ил.

Настоящее изобретение относится к способу управления доступом к диску для записи данных, требующему высокой скорости передачи и доступа к отдельным участкам на диске (случайного доступа), и устройству для осуществления способа.

Предшествующий уровень техники С увеличением быстродействия компьютеров все более важными становятся устройства памяти на дисках, которые дают возможность осуществить быстрый случайный доступ. В последние годы, особенно в технологии для мультимедиа, основное внимание уделяется в первую очередь выборке с высокой скоростью движущихся изображений и аудиоданных, хранимых на диске в виде цифровых данных, и с участков на диске, отделенных один от другого. А именно, требуются высокая скорость передачи и возможность обработки в реальном времени для хранения мультимедийных данных, таких как движущиеся изображения и аудиоданные. Высокая скорость передачи, естественно, становится необходимой при обработке большого количества движущихся изображений и аудиоданных.

Кроме того, свойство реального времени требует, чтобы верхний предел времени обработки не был превышен. Например, движение становится прерывистым, если в движущемся изображении не отображается 30 кадров в секунду с постоянными интервалами.

Далее, если не обеспечивается поддержание характеристик диска и имеется недостаточное количество аудиоданных, звук прерывается и генерируется неприятный шум. Таким образом, если мультимедийные данные не подготовлены и не используются в соответственно заданное для них время, ценность информации резко падает. Соответственно, в устройствах памяти для мультимедиа важно, чтобы гарантировался верхний предел, то есть чтобы обработка была выполнена за это время даже в наихудшем случае. В противном случае, даже если удовлетворяются технические условия в смысле средней эффективности, возможно, что данные будут слишком запаздывать в некоторые периоды времени. Обеспечение максимального значения времени обработки относится к так называемому свойству реального времени и является обязательной функцией в области мультимедиа.

В устройствах хранении информации для компьютеров увеличение средней эффективности является первостепенной задачей. Наихудшее значение не всегда поддерживалось низким, т. е. существовал большой разброс в характеристике времени обработки в устройствах хранения данных. Это положение противоречит требованиям, предъявляемым к устройствам хранения данных для мультимедиа.

К тому же, в основных областях применения мультимедиа необходимо обеспечивать последовательный доступ к данным на физически разделенных участках (случайный доступ) с высокой скоростью. Напри мер, система типа "видео-по-требованию" (VOD) позволяет большому количеству зрителей вызывать и просматривать желаемые программы в удобное для них время. Для реализации такого режима необходимо параллельно обрабатывать запросы от многих зрителей и быстро подготавливать данные программ, которые зрители просматривают в данное время. По этой причине становится необходимым с высокой скоростью отслеживать источники видеосюжетов и т.д., хранимых во множестве местоположений на диске.

В последние годы видеопрограммы и кинофильмы выпускаются с использованием не магнитных лент и пленок, а дисков. На магнитной ленте при вставке сцены продолжительностью в несколько секунд в положение, близкое к началу программы продолжительностью, например, один час, для предотвращения наложения записи необходимо сдвинуть к концу все видеоданные после этого положения вставки и поэтому перезаписать программу. В отличие от высокоскоростного воспроизведения аналоговых магнитных лент аудиокассет такая перезапись видеопрограмм требует затрат времени примерно одной программы, т.е. эффективность мала. С использованием диска, однако, так как возможен случайный доступ, имеется возможность разместить вставляемую часть в другое место на диске, перейти в это положение и выбрать вставленные данные во время воспроизведения, а затем возвратиться в исходную позицию и продолжить воспроизведение видеоданных. Известен способ, при котором каждую сцену (отрезок) программы размещают на различных участках диска и отслеживают их с высокой скоростью во время воспроизведения так, что кажется, что воспроизводится одна лента. Таким образом, возможно переключать сцены и изменять продолжительность воспроизведения, просто изменяя порядок отслеживания данных на диске. Эффективность такого редактирования чрезвычайно высока. Такой способ определяется как нелинейное редактирование. Отметим, что в этом случае также необходимо отслеживать физически разделенные участки на диске с высокой скоростью.

Как видно в этих примерах, в областях применения мультимедиа чрезвычайно важно выбирать данные с высокой скоростью, в то же время отслеживая разобщенные данные на диске (это относится к так называемому случайному доступу), но для перемещения к разобщенным участкам требуется время для перемещения головки к требуемому цилиндру (группе дорожек дискового пакета), которое называется временем поиска, и время ожидания, когда диск повернется до положения, при котором в цилиндре появятся данные начала, которое называется временем задержки вращения. Эти интервалы времени относятся к так называемым накладным расходам на обеспечение доступа. Чем больше это время по сравнению с временем реальной выборки данных, тем большее время требуется для передачи данных с диска и поэтому тем ниже эффективность.

Принимая время поиска для диска равным Ts и время задержки вращения равным Tr, накладные расходы на доступ к диску становятся равными Ts + Tr. Когда головка диска позиционирована в области данных и время реального доступа к данным равно Tt, эффективность по сравнению со случаем отсутствия перехода головки в конкретное положение становится низкой, как следует из уравнения (1): Tt/(Tt+Ts+Tr) А именно, по сравнению со случаем, когда данные на диске последовательно выбираются от начала до конца, в случае, когда выполняется случайный доступ при отслеживании данных в отдельных участках, необходимо иметь в виду, что эффективность снижается на эту величину. Соответственно, задачей, связанной с дисками для мультимедиа, является предотвращение снижения эффективности в режиме случайного доступа при одновременном сохранении свойства реального времени (для определения верхнего предела времени обработки и обеспечения работы с интервалом времени, равным или меньшим этому верхнему пределу).

В последние годы были проведены исследования, связанные со способом обеспечения свойства реального времени при доступе к диску. Например, в работе D. Anderson, Y. Osawa and R. Govindan, "A File System for Continuous Media", ASM Transactions on Computer Systems, Vol. 10, N. 4, стр. 311-337, 1992 была сделана попытка увеличить эффективность системы посредством оптимизации соотношения между объемом буферной памяти для временного хранения данных, считанных с диска, и количеством данных, которые должны быть считаны во время одной выборки.

При рассмотрении накладных расходов на выборку с диска для облегчения анализа предполагается, что возможны наихудшие значения для времени поиска и времени задержки вращения в каждом случайном доступе. А именно, время поиска от крайней внутренней окружности до наиболее крайней окружности принимается в качестве времени поиска, а время ожидания для одного полного оборота принимается в качестве времени задержки вращения. Конечно, если делается такое предположение, то оценка наихудшего значения времени обработки является наиболее надежной, но такая операция проводится в действительности не каждый раз, и поэтому оценка для наихудшего значения становится очень низкой по сравнению с эффективностью, которая может быть достигнута в реальном случае, и такая оценка имеет низкую значимость в качестве параметра конструирования.

В работе V. Rangan и H.Vin "Efficient Storage Technique for Digital Continuous Multimedia", IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering, Vol. 5, N 4, стр. 564-573, 1993 исследовано, как при вставке видеофайла в множество сегментов и запоминания различных сегментов на различных участках определить длины сегментов и интервалов между сегментами так, чтобы сохранить свойство реального времени.

Здесь, однако, при переходах между сегментами (во время случайной выборки) также предполагается, что наивысшие накладные расходы имеют место каждый раз таким же образом, как описано к работе Anderson, т.е. существует аналогичная проблема.

Также имели место попытки поддержать наихудшее значение ниже по сравнению с указанными в этих исследованиях для обеспечения случайного доступа в реальном времени с более высокой эффективностью. В работах N. Reddy и J. Wyllie "Disk Scheduling in a Multimedia I/O System", ASM multimedia 93, стр. 225-233, 1993, J. Gemmel, J. Han, et.al., "Delay-Sensitive Multimedia on Disk", IEEE Multimedia 1994, стр. 56-57 и M.Chen, D.Kandlur, and P. Yu, "Optimization of the Grouped Sweeping Scheduling (GSS) with Heterogeneous Multimedia Streams", ASM multimedia 93, стр. 235-242, 1993 делались попытки снизить накладные расходы с помощью алгоритма планирования головки, называемого "SCAN".

"Планирование головки" характеризует собой способ сокращения времени поиска путем изменения порядка доступа, когда необходим доступ к множеству участков на диске. SCAN- алгоритм, изображенный на фиг. 1, является алгоритмом, в котором заданное множество запросов ввода/вывода (#1, #2,...) сортируются в радиальном направлении диска и последовательно обрабатываются. Движения головки в противоположных направлениях, которые будут иметь место, если обработка выполняется в порядке прихода запросов ввода/вывода (#1, #2,. . . ), могут быть предотвращены и, в свою очередь, соответствующие интервалы времени поиска могут быть сокращены. Известно множество алгоритмов, используемых в качестве алгоритма планирования головки. Они подробно описаны, например, в Н. Deitel, "Operating Systems", Addison Wesley, стр. 360-372,1990.

Работы Reddy, Gemmel и Chen основаны на предположении использования SCAN-алгоритма, поэтому дают возможность уменьшить время поиска. Соответственно, возможно понизить наихудшее значение для накладных расходов и обеспечить более высокую эффективность по сравнению с указанной в работах Anderson и Rangan.

Однако, в SCAN-алгоритме можно уменьшить только время поиска. До сих пор не было сделано никаких упоминаний о сокращении времени задержки вращения.

В работе Reddy предполагается, что для диска существует специальная функция, называемая механизмом доступа с нулевой латентностью (нулевым временем ожидания). Механизм доступа с нулевой латентностью характеризует собой способ, в котором данные последовательно считываются даже с середины данных в момент времени, когда головка достигает требуемой дорожки, а начальная часть данных, которая не была считана вовремя, считывается снова, когда диск делает один оборот, и этот участок возвращается. Соответственно, когда диск делает один оборот, требуемые данные могут быть надежно считаны и поэтому сумма задержки вращения и выборки данных становится равной времени одного оборота в качестве максимального значения.

Однако, поскольку немного реальных дисков используют этот механизм, можно предположить, что способ, изложенный в работе Reddy, не пригоден для практического использования.

С другой стороны, в работе Gemmel описан способ оценки накладных расходов, при котором всегда прибавляется максимальное значение для учета того, что задержка вращения является интервалом времени, в течение которого управление и предсказание невозможны. Такое решение надежно, но обуславливает большие потери, которые вызывают проблемы. В работе Chen задержка вращения трактуется как пренебрежимо малая составляющая коррекции времени, но это не является реалистичным. Например, в современных высокоскоростных дисках цикл вращения составляет 8,3 мс, в то время как при использовании SCAN-алгоритма максимальное значение времени поиска может быть уменьшено до 6 мс или менее. Поэтому задержка вращения является преобладающей. Кроме того, с учетом сопротивления воздуха и потребляемой двигателем электрической мощности и выделяемого в результате тепла трудно ожидать фундаментальных усовершенствований с точки зрения увеличения скорости вращения. Уменьшение задержки вращения является наибольшей проблемой, которая должна быть решена.

Отметим, что в обычной файловой системе компьютеров уменьшение задержки вращения также является важным. В работе S. Ng, "Improving Disk Performance Via Latency Reduction", IEEE Transactions on Computers, Vol. 40, N 1, январь 1991, стр. 22-30, 1991 описан способ уменьшения среднего времени задержки вращения во время операции считывания с помощью способа подготовки копии данных, сдвинутых по фазе в направлении вращения и т.д. Однако, этот способ трудно применить для мультимедийных приложений, которые связаны с использованием огромного количества данных.

Сущность изобретения Задачей настоящего изобретения является создание способа и устройства для управления доступом к диску для записи данных, обеспечивающих высокоскоростной случайный доступ и одновременно свойство реального времени посредством снижения времени поиска и времени задержки вращения. Такой способ управления доступом к диску для записи данных и устройство для осуществления способа являются предпочтительными для хранения мультимедийных данных, потребность в котором все время повышается.

Поставленная задача решается тем, что способ управления доступом к диску для записи данных включает этапы определения сдвига, указывающего угловую разность в направлении вращения диска для записи данных между началами соседних блоков данных, который минимизирует время ожидания, обусловленное вращением диска для записи данных на среднем расстоянии перемещения головки при обращении головки к диску для записи данных, определения положения блока данных на диске для записи данных на основании, по меньшей мере, определенного сдвига, планирования порядка множества входных запросов доступа к диску для записи данных для минимизации величины перемещения головки при обращении головки к диску для записи данных, и доступа к диску для записи данных с помощью головки на основании результатов планирования.

Кроме того, в способе управления доступом к диску для записи данных, согласно настоящему изобретению, предпочтительно определяют положения блока данных на диске для записи данных на основании, в дополнение к определенному сдвигу, интервала, указывающего угловую разность между началом и окончанием одного и того же блока данных.

Кроме того, в способ управления доступом к диску для записи данных, согласно настоящему изобретению, предпочтительно дополнительно включают этапы определения комбинаций данных, каждая из которых представляет собой комбинацию сдвига и интервала, для множества блоков данных, и селективного использования комбинаций данных в соответствии с положением каждого блока данных на диске для записи данных.

Кроме того, в способе управления доступом к диску для записи данных, согласно настоящему изобретению, размер блока данных изменяют так, что интервал, указывающий угловую разность между началом и окончанием одного и того же блока данных, является постоянным по всей области от внешнего края до внутреннего края диска для записи данных.

Кроме того, в способе управления доступом к диску для записи данных, согласно настоящему изобретению, предпочтительно сдвиг определяют в соответствии с изменением интервала, указывающего угловую разность между началом и окончанием одного и того же блока данных, на основании разности радиусов дорожек записи.

Кроме того, в способе управления доступом к диску для записи данных, согласно настоящему изобретению, предпочтительно на этапе планирования изменяют порядок множества запросов на доступ к диску так, что они распределяются в порядке, начиная с ближайшего к головке, при движении головки от текущей позиции по направлению к позиции на внутренней дорожке диска для записи данных, а этап определения положения блока данных на диске для записи данных осуществляют на основании дополнительно к сдвигу интервала, указывающего угловую разность между началом и окончанием одного и того же блока данных так, что разность между временем задержки вращения Tr, в данном случае - временем ожидания, обусловленного вращением диска для записи данных Td(L) и временем поиска Ts(L) вблизи среднего расстояния поиска La мала по сравнению с периодом вращения, при этом: Td(L) = (LBcs+g+2m)/ (2) La=Lt/(N-l), (3) где L - расстояние поиска, выраженное через количество цилиндров, Bc - количество блоков данных в одном цилиндре, s - сдвиг, измеряемый в радианах, g - интервал, измеряемый в радианах, - скорость вращения диска для записи данных, рад/сек, Lt - максимальное значение расстояния между положениями доступа при упорядочении запросов доступа, выраженное через количество цилиндров, N - количество обращений, которые могут быть одновременно обработаны, и m - выбрано так, чтобы стать минимальным в диапазоне, где Td(L) превышает время поиска Ts(L) на расстоянии L поиска.

Кроме того, в способе управления доступом к диску для записи данных, согласно настоящему изобретению, предпочтительно на этапе планирования изменяют порядок множества запросов на доступ к диску для записи данных для их упорядочивания в процессе появления при перемещении головки от текущего положения по направлению к внутренней дорожке или внешней дорожке диска для записи данных, а этап определения положения блока данных на диске для записи данных осуществляют на основании, дополнительно к сдвигу интервала, указывающего угловую разность между началом и окончанием одного и того же блока данных так, чтобы время ожидания, обусловленное вращением диска для записи данных Td(L) было всегда больше времени поиска Ts(L), и разность между временем Td(L) и временем Ts(L) стала малой по сравнению с периодом вращения диска для записи данных, причем: Td(L) = (LBcs+g)/, (4) где L - расстояние поиска, выраженное через количество цилиндров, Bc - количество блоков данных в одном цилиндре, s - сдвиг, измеряемый в радианах, g - интервал, измеряемый в радианах, - скорость вращения диска для записи данных, рад/с.

Кроме того, в способе управления доступом к диску для записи данных, согласно настоящему изобретению, предпочтительно разделяют диск для записи данных на первые области для использования в случае перемещения головки от внутренней дорожки к внешней дорожке, и вторые области для использования в случае перемещения головки от внешней дорожки к внутренней дорожке, и при осуществлении этапа определения положения блока данных на диске для записи данных определяют положение блока данных на основании оптимальных значений сдвига и интервала, указывающего угловую разность между началом и окончанием одного и того же блока данных, в соответствующих областях с учетом направления перемещения головки, а на этапе планирования селективно обращаются только к первым и вторым областям в соответствии с направлением перемещения головки.

Кроме того, в способе управления доступом к диску для записи данных, согласно настоящему изобретению, предпочтительно первые области и вторые области на диске для записи данных разделяют его на множество, состоящее, по меньшей мере, из двух частей в радиальном направлении, причем первые области и вторые области определяют так, что они распределены от крайней внутренней дорожки к крайней внешней дорожке на диске.

Также поставленная задача может быть решена с помощью применения устройства управления доступом к диску для записи данных, содержащего средство определения сдвига, для определения сдвига, указывающего угловую разность в направлении вращения диска для записи данных между началами соседних блоков данных, который минимизирует время ожидания, обусловленное вращением диска для записи данных на среднем расстоянии перемещения головки при обращении головки к диску для записи данных, средство упорядочения блоков данных для определения положения блока данных на диске для записи данных на основании, по меньшей мере, определенного сдвига, и средство планирования для планирования порядка множества входных запросов на обращение к диску для записи данных так, чтобы величина перемещения головки была малой во время обращения головки к диску для записи данных, при этом головка выполнена с возможностью обращения к диску для записи данных на основании результатов планирования.

При этом в устройстве управления доступом к диску для записи данных, согласно настоящему изобретению, средство упорядочения блоков данных предпочтительно выполнено с возможностью определения положения блоков данных, дополнительно к сдвигу, на основании интервала, указывающего угловую разность между началом и концом одного и того же блока данных.

При этом в устройстве управления доступом к диску для записи данных, согласно настоящему изобретению, средство упорядочения блоков данных предпочтительно выполнено с возможностью определения комбинаций данных, каждая из которых представляет собой комбинацию сдвига и интервала для множества блоков данных и селективного использования комбинаций данных в соответствии с положением каждого блока данных на диске для записи данных.

При этом в устройстве управления доступом к диску для записи данных, согласно настоящему изобретению, средство упорядочения блоков данных предпочтительно выполнено с возможностью изменения размера блока данных так, чтобы интервал, указывающий угловую разность между началом и окончанием одного и того же блока данных, был постоянным по всей области от внешнего края до внутреннего края диска для записи данных.

При этом в устройстве управления доступом к диску для записи данных, согласно настоящему изобретению, средство определения сдвига предпочтительно выполнено с возможностью определения сдвига в соответствии с изменением интервала, указывающего угловую разность между началом и окончанием одного и того же блока данных, на основании разности радиусов дорожек записи.

При этом в устройстве управления доступом к диску для записи данных, согласно настоящему изобретению, средство планирования предпочтительно выполнено с возможностью изменения порядка множества запросов на доступ к диску для записи данных так, чтобы они были упорядочены, начиная от наиболее близкого к головке при перемещении ее от текущего положения по направлению к позиции на внутренней дорожке или внешней дорожке диска для записи данных, а средство упорядочения блоков данных выполнено с возможностью определения положения блока данных на диске для записи данных на основании, дополнительно к сдвигу, интервала, указывающего угловую разность между началом и концом одного и того же блока данных так, чтобы разность между заданным временем ожидания, обусловленным вращением диска для записи данных Td(L) и временем поиска Ts(L) вблизи среднего расстояния поиска La, заданного нижеследующим уравнением (6), стала малой по сравнению с периодом вращения диска для записи данных, при этом: Td(L) = (LBcs+g+2m)/, (5) La=Lt/(N-1), (6) где L - расстояние поиска, выраженное через количество цилиндров, Bc - количество блоков данных в одном цилиндре, s - сдвиг, измеряемый в радианах, g - интервал, измеряемый в радианах, - скорость вращения диска для записи данных, рад/с, Lt - максимальное значение расстояния между положениями доступа при упорядочении запросов доступа, выраженное через количество цилиндров, N - количество обращений, которые могут быть одновременно обработаны, и m - выбрано так, чтобы стать минимальным в диапазоне, где Td(L) превышает время поиска Ts(L) на расстоянии L поиска.

При этом в устройстве управления доступом к диску для записи данных, согласно настоящему изобретению, средство планирования предпочтительно выполнено с возможностью изменения порядка множества запросов на доступ к диску для записи данных для их упорядочивания в порядке появления при перемещении головки от текущего положения по направлению к позиции либо на внутренней дорожке, либо на внешней дорожке диска для записи данных, а средство упорядочения блоков данных выполнено с возможностью определения положения блоков данных на диске для записи данных на основании дополнительно к сдвигу интервала так, чтобы время ожидания, обусловленного вращением диска для записи данных Td(L), заданное нижеследующим уравнением, было всегда больше времени поиска Ts(L), а разность между временем Td(L) и временем Ts(L) стала малой по сравнению с периодом вращения диска для записи данных, при этом: Td(L) = (LBcs+g)/, (7) где L - расстояние поиска, выраженное через количество цилиндров, Bc - количество блоков данных в одном цилиндре, s - сдвиг, измеряемый в радианах, g - интервал, измеряемый в радианах, - скорость вращения диска для записи данных, рад/с.

При этом устройство управления доступом к диску для записи данных, согласно настоящему изобретению, предпочтительно выполнено с возможностью использования диска для записи данных, который разделен на первые области, для использования при перемещении головки от внутренней дорожки к внешней дорожке, и вторые области для использования в случае перемещения головки от внешней дорожки к внутренней дорожке, и средство упорядочения блоков данных выполнено с возможностью определения положения блока данных на диске для записи данных на основании оптимальных значений сдвига и интервала, указывающего угловую разность между началом и окончанием одного и того же блока данных, в соответствующих областях на основании направления перемещения головки, а средство планирования обеспечивает селективное обращение только к первым и вторым областям в соответствии с направлением перемещения головки.

При этом устройство управления доступом к диску для записи данных, согласно настоящему изобретению, предпочтительно выполнено с возможностью использования диска для записи данных, в котором первые области и вторые области разделяют его на множество, состоящее, по меньшей мере, из двух частей, вдоль радиального направления, причем первые области и вторые области определены так, что они распределены от крайней внутренней дорожки к крайней внешней дорожке на диске для записи данных.

Кроме того, поставленная задача решается тем, что способ управления доступом к диску для записи данных содержит этапы определения положения блока данных на диске для записи данных для минимизации времени ожидания, обусловленного вращением диска для записи данных на среднем расстоянии перемещения головки при обращении головки к диску для записи данных, планирования порядка множества входных запросов доступа к диску для записи данных для минимизации величины перемещения головки при обращении головки к диску для записи данных, и доступа к диску для записи данных посредством головки на основании результатов планирования.

Также в способе управления доступом к диску для записи данных предпочтительно этап определения положения дополнительно содержит этапы определения сдвига, указывающего угловую разность в направлении вращения диска для записи данных между началами соседних блоков данных, который минимизирует время ожидания, обусловленное вращением диска для записи данных на среднем расстоянии перемещения головки при обращении головки к диску для записи данных, и определения положения блока данных на нем на основании, по меньшей мере, определенного сдвига.

Также в способе управления доступом к диску для записи данных предпочтительно этап определения положения предпочтительно включает определение положения блока данных на диске для записи данных на основании, дополнительно к сдвигу интервала, указывающего угловую разность между началом и концом одного и того же блока данных.

При этом поставленная задача может быть решена с помощью устройства управления доступом к диску для записи данных, содержащего средство определения положения блока данных на диске для записи данных для минимизации времени ожидания, обусловленного вращением диска для записи данных на среднем расстоянии перемещения головки при обращении головки к диску для записи данных, средство планирования порядка множества запросов доступа для минимизации величины перемещения головки при ее обращении к диску для записи данных, и средство для доступа к диску для записи данных с помощью головки на основании результатов планирования.

Кроме того, в устройстве управления доступом к диску для записи данных средство определения положения блока данных предпочтительно содержит средство для определения сдвига, указывающего угловую разность в направлении вращения диска для записи данных между началами соседних блоков данных, который минимизирует время ожидания, обусловленное вращением диска для записи данных на среднем расстоянии перемещения головки при обращении головки к диску для записи данных и средство для определения положения блока данных на диске для записи данных на основании, по меньшей мере, определенного сдвига.

Кроме того, в устройстве управления доступом к диску для записи данных средство определения положения блока данных на диске для записи данных предпочтительно выполнено с возможностью определения положения блока данных на диске на основании дополнительно к сдвигу интервала, указывающего угловую разность между началом и окончанием одного и того же блока данных.

Также поставленная задача может быть решена с помощью устройства управления доступом к диску для записи данных, содержащего средство определения сдвига, указывающего угловую разность в направлении вращения диска для записи данных между началами соседних блоков данных, который минимизирует время ожидания, обусловленное вращением диска для записи данных на среднем расстоянии перемещения головки при обращении головки к диску для записи данных, устройство распределения блока данных для определения положения блока данных на диске для записи данных на основании, по меньшей мере, определенного сдвига, и средство планирования для планирования порядка множества входных запросов на обращение к диску для записи данных так, чтобы величина перемещения головки была малой во время обращения головки к диску для записи данных, при этом головка выполнена с возможностью обращения к диску для записи данных на основании результатов планирования.

При этом в устройстве управления доступом к диску для записи данных устройство распределения блоков данных предпочтительно выполнено с возможностью определения положения блоков данных на основании, дополнительно к сдвигу интервала, указывающего угловую разность между началом и концом одного и того же блока данных.

При этом в устройстве управления доступом к диску для записи данных устройство распределения блоков данных предпочтительно выполнено с возможностью определения комбинаций данных, каждая из которых представляет собой комбинацию сдвига и интервала для множества блоков данных, и селективного использования комбинаций данных в соответствии с положением каждого блока данных на диске для записи данных.

При этом в устройстве управления доступом к диску для записи данных устройство распределения блоков данных предпочтительно выполнено с возможностью изменения размера блока данных так, чтобы интервал, указывающий угловую разность между началом и окончанием одного и того же блока данных, был постоянным по всей области от внешнего края до внутреннего края диска для записи данных.

При этом в устройстве управления доступом к диску для записи данных средство определения сдвига предпочтительно выполнено с возможностью определения сдвига в соответствии с изменением интервала, указывающего угловую разность между началом и окончанием одного и того же блока данных, на основании разности радиусов дорожек записи.

При этом в устройстве управления доступом к диску для записи данных средство планирования предпочтительно выполнено с возможностью изменения порядка множества запросов на доступ к диску для записи данных так, чтобы они были упорядочены, начиная от наиболее близкого к головке при перемещении головки от текущего положения по направлению к позиции на внутренней дорожке или внешней дорожке диска для записи данных, а устройство распределения блоков данных выполнено с возможностью определения положения блока данных на диске для записи данных на основании, дополнительно к сдвигу интервала, указывающего угловую разность между началом и концом одного и того же блока данных так, чтобы разность между заданным временем ожидания, обусловленным вращением диска для записи данных Td(L) и временем поиска Ts(L) вблизи среднего расстояния La поиска, определяемого нижеследующим уравнением (9), стала достаточно малой по сравнению с периодом вращения диска для записи данных, при этом: Td(L) = (LBcs+g+2m)/, (8) La=Lt/(N-1), (9) где L - расстояние поиска, выраженное через количество цилиндров, Bc - количество блоков данных в одном цилиндре, s - сдвиг, измеряемый в радианах, g - интервал, измеряемый в радианах, - скорость вращения диска для записи данных, рад/с, Lt - максимальное значение расстояния между положениями доступа при упорядочении запросов доступа, выраженное через количество цилиндров, N - количество обращений, которые могут быть одновременно обработаны, и m - выбрано так, чтобы стать минимальным в диапазоне, где Td(L) превышает время поиска Ts(L) на расстоянии L поиска.

При этом в устройстве управления доступом к диску для записи данных средство планирования предпочтительно выполнено с возможностью изменения порядка множества запросов на доступ к диску для записи данных так, чтобы они были упорядочены в порядке появлен