专利名称：信息检索用静止成帧技术的数据记录器及其方法
技术领域：
本发明一般涉及磁记录及再现设备，特别涉及一种新的改进的用于自动扫描寻迹(AST)螺线数据记录器的数据存储和检索方法和设备。
Ampex公司，本申请的受让人迄今已开发一种用于存储检索数据，以及用于记录和再现图象的AST螺线记录器。关于构成这类设备的各种元件及其动作方法的详细描述可综合参阅美国专利US-4，099，211和US-4，916，555以及JohnW.King&DennisRyan的题目为“VideoHeadAssemblies&Scanners”的论文和MarkSanders的题目为“DevelopmentofAmpexSystem”的论文(刊于VideoSystems，April1980PP46-53)。上述两项专利与引证的论文一道收入本文作参考文献，而后一专刊特别描述一种用于记录和再现图象的螺线记录器的动作。尽管如此，不难看出，它的指教与′211专刊的指教一道，还是适用于数字数据存储和检索记录器(与简单数字图象数据相反)。
发常这类螺线扫描记录器在数字图象记录和再现上有广泛应用的同时，也证明它用于挡案数字数据存储和检索系统，对脱机和近似联机使用也是有效的系统。在上面列举的专利中描述的一种典型的AST螺线记录器类型包括基本全部或部分螺线缠绕在一个包含写入(记录)和读出(再现)磁头的圆筒形扫描磁鼓周围的磁记录带。该扫描磁鼓(包括附带的写入/读出磁头)沿一个方向，以相当高的写/读速度，例如，100转/秒旋转。在同一时刻，螺线缠绕着的磁带，一般沿相反方向横过旋转着的磁鼓表面，以极低的写/读速度，例如147mm/秒移动。在此条件下，用扫描磁鼓的写入磁头，将信息(数据或图象)沿纵向连续地写在磁带的螺线扫描磁迹上，如US-4，916，555所示。这些数据，一旦写入，即可用扫描磁鼓的读出磁头，从这些磁迹迅速检索。
无自动扫描寻迹，但在理想的条件下，为了从这些磁迹上检索信息，可使读出磁头跟踪该预先写入过的扫描磁迹。这些理想的条件要求，读头先精确对准磁迹，扫描磁鼓精确地以它们的写/读速度旋转，以及记录带精确地以它们的写/读速度移动。不幸的是，条件不总是理想的。例如，在复放时，虽然明显表示出或是标称的或1x的复放速度，磁带相对扫描磁鼓会以过快或过慢速度移动，引起读出头以不同于原来写入扫描磁迹的角度穿过磁头，所以导致读出头和应跟踪的扫描磁迹之间的失配。甚至写入和读出信息使用同一记录器时，也会发生读出头和扫描磁迹之间的失配。
当写入信息使用一个记录器，而读出信息使用另一不同的记录器时，也会而且确实存在这类误差。特别是在大容量信息检索系统中使用多个数据记录器的情况，一般称为投币式(juke)盒，以致一个给定的盒式磁带可能包含来自四个之多的不同记录器的数据。
为了尽量减小与螺线数据记录器有关的失配问题，按上所述使用自动扫描寻迹，就是US-4，099，211和US-4，916，555和列举的论文中描述的。这种技术允许读出头偏移于扫描磁鼓内的正常或起始位置，在劣于理想条件下，能精确跟踪写过的扫描磁迹。′211专利详细地描述了一种特殊的AST读出头或传感头以及相关的控制元件。′555专利描述了这类读出头在图象记录器中的使用，虽然，AST的特点同样适用于数据记录器。实际上，当读出头扫描磁带时，以一种控制方式，它相对于扫描磁迹作横向移动，以便精确跟踪磁迹。
可以认为缘于AST技术的优点承担了检索预先记录的数据之要求或按实时再现预先记录的图象之要求。确实，AST寻址的问题之一是无能力保证扫描磁鼓和磁带(它们各自的写入/读出速度)间的相对运动，从记录器到记录器或从记录到用同一记录器重放将是相符的。这样，在重放期间，如果磁带相对于扫描磁鼓(及读出磁头)的运动快于或慢于它原来的写入/读出速度，则必须控制横向偏移或读出磁头的运动，以便确保磁头保持在磁迹上。
刚在上文的讨论，假定一个要求按实时，即以原写入/读出速度检索数据或图象信息。对数字录象机的情况来论，AST已被用于预先录制的图象重放，1)使带加速，以快于实时，超过它们的写入/读出速度，2)使带减慢以慢于实时，以及3)立即(停止移动)使带全停下。每一种情况都要求，当扫描磁鼓以它们的写入/读出速度旋转时，读出相对于被实时写入的扫描磁迹作横向移动是可以被控制的。因而，例如停止运动或静止成帧模式，每一时刻，读出头横过不动的磁带(因为扫描磁鼓在旋转)，可作跟踪一个单磁迹，或连续反复跟踪一组相邻的磁迹，以便填满一个完整的AV帧。US-4，916，555描述了这种静止成帧技术。
综上所指明的，本发明涉及对AST螺线计算机系统数字数据的记录器(用于计算机系统的数据记录器)的改进，有另于AST螺线录象机(用于和显现在TV监视器，或类似物上的数字记录器)。555专刊描述了这类读出头在录象机中的作用，虽然AST特性同样可用于数据记录器。然而，由于一个数字数据记录器仅仅存储和检索数据，与直观显示无关，目前，尚无将快动、慢动或定格(静止成帧)引进这类装置的原由。在数字录象中，与数字数据记录相反，由于比特误差，经一种或多种尝试后在如果不能恢复信息帧，则图象技术准许掩蔽视物图象不可能恢复的部分。这种掩蔽技术是不能用于数字数据存储和检索系统的。
根据本发明的一个目标，指出并描述数字数据记录系统中的一种新的改进的方法和设备，使得数据恢复具有相当精确度。
根据本发明的另一目标，为了更可靠的检索数据，在数字数据记录器中使用能慢动和不支的自动扫描寻迹(AST)。
本发明上述的和其它目的是通过提供一种方法和设备实现的，包括数字数据存储系统中的一个螺线扫描记录器，用AST装置来检索数据和数据检索信息。所谓数据指的是由外部资源，例如，由主计算机预先写入和存储在磁带上的基本信息，这种数据有时被称为用户数据。数据检索信息指的是用记录器本身与用户数据(内部资源而不是外部资源)一道写入在磁带上的信息，以便更精确地检索该数据。即，当写或记录运作时，数据检索信息(相对于发生了什么事和如何发生的数据)与用户数据一道被写入并包含在螺线扫描磁迹中，当重放期间，数据检索信息是用记录器被自身检索和作用，来检索用户数据的。
用户数据和数据检索信息一道，当记录带以它与扫描器组合件协同贴合的预定或正常写/读速度纵向移动时，通过旋转扫描组合件写入到磁记录带上。在正常使用中，用户数据按实时检索，即当记录带以它的预定写/读速度移动时，用旋转扫描器组合件方式，与数据检索信息一起从记录带检索出来。迄今，就申请人所知，目前用于数字数据存储系统的螺线数据记录器只有实时检索数据和数据检索信息，会引起一些缺陷，下文将予以讨论。
根据本发明，当带停止时，或从停止上升(加速)到正常速度时，该旋转扫描器组合件从记录带的一般段读出和检索出数据检索信息，有时乃至数据，而这段记录带是不动或慢于其预定的写/读速度运动的。数据磁迹以双帧记录在磁带上，而每帧包括两个场，每个场又包括四个螺母扫描磁迹对。每四个磁迹对的群或场的第一螺线扫描磁迹对包括一个认定它作为场的第一扫描的“标记”。当磁带停下时，旋转扫描磁鼓的读出头，首先依次读出四个磁迹对，以查明磁迹之一是否包括标志，以便确定一个数据场的起点，其次如果确定了场的起点，从一磁迹群(如四磁迹)读出该数据检索信息，以确定在数据传送中的误差率信息，以便在进一步读出信息或数据之前，提供有关磁头偏离于或对准于磁迹所需要的指标。这种过程当磁头偏时反复进行，直至使误差率充分的低，就表明已读出了好的结果。在另一方面，这种读出和调节是在上升到正常重放速度过程中发生的。
本发明的其它目的，特性和优点，当结合附图阅读说明书后会便加清楚。其中各图中类似的标号代表类似的元件。
图1是一个数据存储和检索系统总体方框图，包括根据本发明的AST螺线数据记录器;
图2以透视解说明一个形成图1的记录器的一部分的半缠绕(180°)扫描磁鼓和共同运转的纵向记录带;
图3图解说明图2的记录带沿长度方向的一段，表明一系列预先写入间隔的螺线扫描磁迹以及一纵向信息磁迹;
图4图解说明记录带沿长度方向的一段，具体的描绘出写入磁带上的连续的数据块;
图5图解说明一个预先写入的单个的扫描磁迹一般是如何分成“数据内容”和“数据检索信息内容”段的;
图6图解说明在记录带上与写和读磁迹相关的失配问题的某些不同类型;
图7和图8图解说明各取自一个和多个记录器上的预先记录的一段磁带;
图9图解说明一段包含八个相邻的一起形成一个场的扫描磁迹磁带;
图10A和图10B图解说明当磁带保持静止时，图9所示的场是如何扫描的;
图11A-11C描绘了记录带的各段，并说明本发明的某些特点;以及图12图示说明本发明再一个特点。
图13是一个为了说明图4的读出周期期间的信息流的、与图12有关联的图表。
现在回到附图，首先注意图1，它表明一个数字数据存储和检索系统，一般由标号10指示。该系统包括一个由虚线框起来的AST螺线数据记录器12，一主机14，用来将数据写入记录器12和检索来自记录器12的数据，以及连接二者的一个标准接口16。主计算机14接口16都是容易卖到的元件，实质上不构成本发明的部分。所以，对全系统中的这些部分将不做进一步的描述。按类似的方式，数据记录器本身，除待后文描述的之外，都是本领域公知的，因已被上述的US-4，099，211和US-4，916，555以及上述的论文做举例叙述过。所以，本文将只描述记录器的某些方面。
仍参照图1，记录器12包括一个传送单元18和电子单元20，还包括一套正移(shuffle)缓冲器22，用来作正移和去正移(Deshuffle)数据，虽然它是电子单元的组成部分，但正移缓冲器22是单独加以叙述的。传送单元18本身包括，除其它元件之外，一个前述的一般类型圆柱形扫描磁鼓24，磁记录带26，以及合适的传送装置，28为其所见的一部分，按图1和图2所示方式，用来移动磁记录带26横过扫描磁鼓。从图2可见，磁鼓24本身包括一个下静止圆柱部分24A和一个上旋转圆柱部分24B。图1提示人们，记录带只围绕扫描磁鼓半圈，不象US-4，916，555所述的扫描磁鼓，磁带基本上缠绕了扫描磁鼓的全表面。应予理解，本发明同样可适用于这些结构和其它结构的各种情况。
由图2可见，磁带起初沿其下静止部分24A贴合扫描磁鼓，而沿其上旋转部分24B退出扫描磁鼓。由后文可见，扫描磁鼓的上部24B按箭头30所指的时针方向，以其写入/读出速度旋转，同时磁带26以其写/读速度沿箭头32所指方向纵向移动，带有前述类型的螺线扫描磁迹的信息，就能写在磁带上。对此，传送单元18包括适合于扫描磁鼓24的旋转部分24B的装置及适合于使磁带26以合适的速度移动的装置。同时，扫描磁鼓24的旋转部分24B包括随其旋转的合适的写/读磁头。
在图1表示的特殊实施例中，扫描磁鼓24表明，包括两个写入磁头34，相对置于直径方向的两端，以及两个读出磁头36，也相对于直径方向的两端，与写入头相差90°。实际上，在每个所示的位置有两个写入头34，即一个在另一个顶上，或重叠，每个所示位置也有两个读出头36，还是一个在另一个之上。按此方式，在下文根据图3可见，在每扫描磁鼓24的二分之一转，有两个相邻的扫描磁迹按记录模式同时被进行写入，也有两个相邻的扫描磁迹按记录器的重放的模式同时被读出。
除迄今描述的元件之外，数据记录器12的传送单元还包括其它一些公知的元件，无需在此讨论。只需说，当从记录带26检出数据时，数字数据构成传送单元18的部分的平衡电路被处理足矣。主计算机14决定什么数字数据是待写入或待检索的。待记录的数据通过接口16，存贮在正移缓冲器22内。然后，从正移缓冲器送到电子单元20，在此处理后再与包括同步和对准信号的数据检索信息、冗余码之类相结合，以便保证一旦录制好的数据可被容易检索。一旦数据被电子单元20处理并与数据检索信息相结合，被引向传送单元18的记录放大电路，然后，用写入磁头34记录在磁带26上。
在重放期间，从磁带26把预先记录的数据与数据检索信息一道检出，两者均通过传送单元18内的平衡电路。然后把数据连同数据检索信息一起传送到电子单元20。某些数据检索信息，特别是一个与读出头36寻迹位置有关的复制信息保持在传送单元18内，并受这里设置的AST电路单元支配而起作用。同时，达到电子单元20的数据和数据检索信息根据该单元内的适当电路而起作用，以便保证数据可靠的被检索。然后，数据经过正移缓冲器22，再经接口返回起初请求重放的主计算机14。
转到图3，所示的是记录带26的一段，包括一系列彼此隔开的相邻的横向或斜线扫描磁迹，分成第一和第二组的四个扫描磁迹，每个对应于扫描磁鼓用两个读出磁头36在单转中读出四个磁迹的能力。第一组的四个扫描磁迹由H0、H1、H2和H3标示，第二组由H4、H5、H6和H7来标示，等等。一纵向信息磁迹LI表明沿磁带底边，相对于磁带26纵向延伸。在磁带26的段上用实线表示是一单一读出头36。用虚线描绘的36′表示位于实线图形的相对两侧。对于AST，读出头36具有按命令使本身与相应的一磁迹对准的能力，即，具有横向，即在与记录扫描磁迹H1等线垂直的方向偏移的能力。该偏移能力为+/-三个数据场。
当记录器以其实时记录模式运行时，扫描磁鼓24以其写/读速度旋转时，而记录带26以其写/读速度作反方向移动，在磁鼓24的第一半转用一对重叠写入头34，把磁迹H0和H1同时写在磁带26上，而在磁鼓24的第二半转用另一对重叠写入头34，把接连的轨迹H2和H3同时写在磁带26上。旋转的磁鼓每接连转一圈，递次的把磁迹的下一群，即下一群磁迹H4和H5写入，紧接着是下一群H6和H7。为了把相邻的磁迹相互隔离，相邻的写入/读出头对相互要排成一定角度，以致限定呈现人字形的排列，如图所示。同时，用一个写入头(为了方便，未示出)，将纵向信息磁迹LI也写在磁带上。用于从磁迹上检出信息的读出头也未示出。
图4表示，路线数据和数据检索信息集聚在磁带纵向范围内。特别是，图4表明由8个场F0～F7形成的一个信息(由四部分组成的)四重帧。一个四重帧由两个双帧组成，而每个双帧由两个单帧或四个场形成。而且，两场构成一个单帧。每场由八个螺线或斜线磁迹构成。所以，如上提示，因读出头36的偏移能力是+/-三场，这等于+/-24个螺线扫描磁迹。因而，图3所示的就是一个这样的场。要注意的是，扫描磁鼓24转两转才产生一个这样的场。将扫描磁迹按这样方式分配，以便使写/读头与磁带适当同步并对准。应特别注意图4，每个四重帧的开头包括一个四重帧信号QF，一个双帧信号DF，一个单帧信号SF，以及一个伺服信号SVO，双帧信号DF出现在每个接连的双帧处，而一个单帧信号SF出现在每个接连的单帧处。此外，伺服信号SVO出现在每个磁迹对H0、H1和H3、H3等等的开头。这些信号存在于纵向磁迹LI上，并构成记录于磁带上和从磁带检出的数据检索信息的一部分。
现在参照图5，描绘一个单个典型扫描磁迹信息。一个磁迹开始于图5的左端，由启动段开始，在实际把数据和数据检索信息(例如，冗余码)写在磁迹上之前，将一个同步或对准信号，一般为LE脉冲写在磁迹的某一段上，特别是，除最后一场外，对构成一个四重帧的每场中的第一H0/H1磁迹都如此。这种LE脉冲是一个数据标记信号，它是一个约8μs持续时间的小脉冲，也是一个低频信号，平常不出现在译码序列中。该LE脉冲信号有助于读出头36与适当磁迹对齐的过程，特别是在静止成帧(当磁带不动时)过程中。在提供主数据和冗余码之后，每个磁迹末端具有一个停止段，如图所示。
上面刚刚讨论的纵向信号，是四重帧信号、双帧信号等等以及LE脉冲信息，都适用于读出过程，以使读出头36和它的适当扫描磁迹同步和对准。因而，若例如，磁带26以其正常写/读速度移动，而是异步或是异相，读出头36的路径可能平行于它的预期的读出磁迹但不与之重合而跨过磁带26。以此为例，示于图6，写入磁迹473用实线表示，它的相关的读出磁迹路径36′用虚线指示。另一方面，磁带26可能移动得太慢或太快，在这种情况下，读出36会以不同写入磁迹，如磁迹600指示的角度，沿着读出头路径36′和36″，不平行磁迹600的方向，而成某一角度横过磁带。每种情况都会得自纵向信息磁迹和LE脉冲的同步和对准信息而被发现。
另一方面，读出磁迹路径36′的特有曲线可能不同于写入磁迹的曲线，如图6的磁迹743指示的。在这种情况下，即没有对准，也不同前，则需要校正，倒不如用抖动的方法，如读出头36扫描磁迹743，由信息索引读头。这是要在检索数据本身之前必须要检索的附加信息。最终，该问题可能与同步对准或扫描磁迹曲线误差无关，但与平衡电路本身有关。特别是，平衡电路输出可能未精确地产生恰当的“1”和“0”(数字数据)，因而需要调整。通过在电子单元20中为响应实际检出的数据的适当电路，这种调整还是可以做到的。
图3-6提供的信息意在强调，记录器10必须写入和读出多于数据本身，它必须写入和读出允许迅速可靠地检索所要数据的信息。为了做到这一点，必须在检索数据之前，首先检索数据检索信息并做处理。由下文可见，本发明提供一种特有的迅速可靠的方法，来检索这种数据检索信息。
为了完全理解本发明，至此，了解数据检索信息一般是如何检索是重要的。为此目的，图7以简化方式示出记录带的一段，由一单数据记录器A将数据与数据检索信息一道预先写在这段记录带上。图8描绘该带的一段，还是简化表示出来，但由不是一个而是数个数据记录器，具体的记录器A、B、C和D，将许多不同的数据和数据检索信息块写在其上。首先假定，主计算机14(参见图1)请求一个图7所示磁带的磁迹5049开始的数据块(以剖面线表示)。为了方便起见，把该数据块称做数据块5049。根据此请求并使用已有技术，当扫描器组合件以它的写/读速度旋转时，传送组合件把磁带移动到一个把磁迹5049放在与磁头之一对准的位置。然后，将磁带倒退足够的距离，把磁头36放在数据块5049前面几个场，此时，将磁带26暂时停下，如图7中OX图解所示。然后使磁带加速到图解指示的1X，它的写/读或记录速度，此时，它首先开始检索数据检索信息，而后它从数据块5049检出数据本身。此后，磁带再次停下，如OX′所指示的。
应该强调指出，仅在磁带以其1X，或正常写/读速度移动期间，检索出数据检索信息和数据本身，而不是在加速(可占去一段带长)期间。还应着重指出，在读出头36达到数据块5049之前为进行所要求的适当调整，以保证数据本身的精确检索，必须检索出足够的数据检索信息。在图7所示磁带的情况下，通常这不是一个问题，因为有充分的时间(磁迹间隔)，用于从紧靠数据块5049之前的磁带，检索出必要的数据检索信息。这是因为，数据块5049之前扫描磁迹(数据检索信息来源于此)是用与数据块5049同样的记录器写入的，所以磁带26那段所含的数据检索信息一样能很精确地反映出，在从数据块5049检出实际数据之前，必须进行的所要求的调整。
与图8所示那段磁带相对照。这里假定主计算机14请求第一磁迹的数据块7592开始的数据。若重复刚刚描述的过程，传送单元首先会安排第一磁迹数据块7592(以剖面线表示)和适当的读出头36对准，然后，按上述方式倒退磁带。然而，要注意此种情况，为使读出头36检索出数据检索信息，在达到块7592之前，要通过许多预先由不同记录器写入的信息块。其结果是，人们发现，这样检出的数据检索信息不总是精确反映为从数据块7592精确检出实际数据必须进行的调整。从后文可见，本发明可消除此类缺陷。
如上所指出的，美国专利4，009，211和4，916，555都描述了一种停止移动或静止成帧技术，在这期间，当磁带26本身保持不动时，读出头可受控地相对于扫描磁迹做偏移或横向移动，以便能反复扫描许多相邻的轨迹。以图9、图10A和10B为例，图9表明，有八个磁迹或一场，以第一群四个磁迹H0和H1开始，接着H2/H3，然后，是第二群的四个磁迹H4/H5接着H6/H7。该磁迹的数目对应一个场，它等于完全转两圈，每个位置有两个读出头36，而且有两个位置。
图10A和10B是与时间有关的读出扫描图，而图10B相当于移动到其上图10A的右边，并用于描述读出头36的读出运作。无阴影重叠卵形线代表各自读出头的读出运作，而阴影重叠卵形线代表移动180°的位置，而未作读出。在静止成帧中，在给定的磁头对作连续读出运作期间，用自动扫描寻迹系统偏移各读出头，使给定的双读出头能读出一个相应的一对扫描磁迹连续群，而磁带26相对扫描磁鼓24B无需任何位移。
通过举例的方式，当磁带26本身保持静止而扫描磁鼓24B以其写/读速度旋转时，读出头的第一对，在图10A中用36A指示，在扫描磁鼓旋转头半转的期间，即在其第一转的头半圈，读出第一扫描组四个磁迹中的头两个磁迹H0/H1。在扫描第一转的后半圈，读出头36A移动180°，不作读出，因此，如图10B所示，读出头的另一对36B已横向(即沿图3所示线)移动一给定的增量，读出下两个扫描磁迹H2/H3。此后，转180°后，读出头36A已偏移一给定的增量，到达一位置，在扫描器的第二转的头半周，读出下一扫描群四个磁迹中的头两个磁迹H4/H5，此时径向两端的一对磁头36B是不读的。然后再转180°，读出头36B已偏移一给定的增量，处于一位置，在扫描器的第二转的后半周，读出下一扫描群四个磁迹中的下两个磁迹H6/H7，此时径向两端的一对磁头36A是不读的，然后如循回线所指示的返回到它的正常位置。在第二转的后半周之后，读出36B如图10B循回线所指示的返回到它原始无偏移的位置。
由此可以看出，借助适当的控制使读出头36从图3的实线位置偏移或横向移动到虚线位置36′，数目有限的相邻扫描磁迹可以反复读取，正如上面引用的专利更全面地描述过那样，此时的磁带保持静止。如将要描述的那样，本发明中，将采用自动扫描寻迹磁头的偏移。
如将要描述的，根据本发明，为了能更精确检索信息，采用静止成帧(以及慢动)，而且反复读出预定磁迹数的数据检索信息。同时，(当磁带静止时)得到误差率信息，并分析该误差率信息，以便确定那个读出头有图3所示的跟踪条件。于是，调整磁头的偏移，直至达到最小的误差率，然后从要求的位置读取用户数据和数据检索信息。按四个扫描磁迹为群读取扫描磁迹，其原因在于每第四个螺线扫描磁迹都有一个标记(作为数据检索信息的一部分)，把它作为场的第一扫描标记，至少在相对基准上能易于确定特定位置，而不需读取实际用户数据。该数据必须放在去正移缓冲器的特定通道中。约10μs的流水线等时间，这意味着在两个扫描磁迹被读取之前，正确的通道是不可确定的。
现在参照图11A，表明将数据写在本发明的数字数据存储系统中的一段磁带上的实际方式。把数据写入连续数据块，在本发明实施例中称作实际块，而一个实际块占用一个数据的双帧，或32个螺线扫描磁迹。当原始磁带写入或记录运作结束时，在最后数据块之后，写入一个EOR(记录结束)双帧。
以举例方式，假定，主计算机14命令数据记录器从开始于扫描磁迹4127的数据块检索信息。数据记录器将结合图7和图8按上述的相同方法进行。然而，如果由于这里描述的原因，不能精确检索数据，则编制程序进入称作静止成帧模式。也就是，将定位于紧靠磁迹4127之前的一系列磁迹，并反复横过那些磁迹，结合图9、图10A和10B按所描述的方法，如用图11A的静止成帧箭头40图解表示的方法，静止成帧。在此静止成帧期间，在紧靠磁迹4127之前的块内，能检出足够的数据检索信息，以便查找误差率信息，并作出适当的读头偏转调整(或其它电路调整)使得从块4127检出的数据精确，不必扫描如前所述的大段磁带。
在优先实施例中，在原始记录的未端，总是在磁带上附加写入记录一个新数据块，把紧靠其前的EOR块代之以可称作缓行数据的块，包括实质上对应于新数据磁迹的扫描磁迹，该新数据磁迹只跟踪数据检索信息，但不包括实际数据。这些缓行数据具有由用于写入连续数据的同一记录器且同时写入的优点。因为缓行数据和实际块数据是由同一记录器写入的，用缓行数据误差率检验读出的对准或调整，为读取连续数据块的数据提供了精确对准。这为连续数据提供比数据信息取自，例如，由不同记录器在不同时间写入的EOR块的情况，有更精确的数据检索信息。
理想中，静止成帧发生在那些缓行块，如图11B所示。另一方面，当后来请求的数据位于，例如开始于扫描线6217的块中时，根据本发明，当然允许在数据块自身内进行检索出数据检索信息，如图示。然而，在缓行块内而不是在数据本身内，在静止成帧中具有一个特别的优点。具体说来，静止成帧过程可能损伤磁带的机率极小。若照此办理，与数据块相反，在缓行块内没有丢失数据的可能性。
为了检出数据检索信息，当优选静止成帧时，如结合图11A和11B描述的，本发明打算采用US-4，009，211和US-4，916555描述的慢动技术。在此情况下，不是如图11A和11B所示的当磁带不动时，也不是如图7和图8所示当磁带以其写/读速度运行时，而是以二者之间的速度对数据检索信息进行检索。在此情况下，为加速到检索数据检索信息所要求的速度所占用的磁带比以正常写/读速度进行检索的情况要短。
一些实例是，当有些磁带段被损伤时，检索这些段上的数据极为困难。而本发明使其成为可行，在某此情况下，依然能检索数据。这在图11C作了极好的图解。那里图解了数据的三个场。根据本发明，场1内的数据检索信息和数据是用静止成帧方法反复读取的，直至传送单元和电子单元能使与损伤有关的误差降低到一个可接受的水平，因而检索出尽可能多的数据。为该端提供适合的电路。一俟与第一场的数据有关的误差降低到一个可接受的水平，该磁带逐渐前进移动，以使在场2、场3等等，反复上述过程。在此点上，与数据本身写在磁迹上的冗余码(作为数据检索信息一部分)十分有助于尽量减小误差。
最后，注意图12，它表明本发明的再一个特点。如前所述，US-4，009，211和US-4，916，555教导了图象慢动技术。这与所说的当磁带移动得比它的写/读速度慢时记录器可精确读取扫描磁迹相同。现有数据记录器占有这些特性的优点。具体地说，这种特点允许现有记录器当磁带从它的静止状态加速到其写/读速度时，检索出数据检索信息。如图12图解所示，当磁带不动时，适当的读出头或多个读出头或反复读取场F1，而当磁带开始移动时，仍可继续那样运作。当磁带加速时，磁头可受控横向反复读取下一场，场F2，以此类推，直至磁带达到其写/读速度。注意，当磁带速度增加时，读出头可反复读取一给定场的次数就减少。因而，或许只能读场F3三次读场F4两次，等等。按此种方式，在加速模式期间，仍然能检索信息，所以只需要较少的磁带用于检出数据信息。
为了解释图4读出周期间的信息流，传送单元18送出在连续的四磁迹各群中，在连续的四扫描的各组中的扫描，用传送单元18对扫描，使LE脉冲示踪扫描与一个电子单元20提供的场基准对准，如图13中的表格形式下方所示，用数字标号是指一个螺线磁迹扫描的序数。它来自一组连贯的已被编号的从“0”到“15”的磁迹(表示每四个磁迹的群，有四群磁迹)该序列如图13所示。
上述的图13与图12有部分联系。水平部分把划分为与正常运作速度相关标以“1X”的最高段，即图12曲线1X水平线部分。下一段，标以“＜1X”，与图12线的仟斜坡部分相关。相应地，“OX”对应于图12的停止位置OX。为讨论起见，把基准排列一线，为左边列编号，即(1)～(14)。
由传送单元18放出的扫描组程序流从图13中的底部流到顶部，该传送单元18对准扫描，以使LE示跟踪扫描与电子单元提供一场基准对准。换言之，首先放出示于(14)～(11)列的扫描群，然后，接着按递减到的次序编号。因为一个扫描群由四个扫描的组构成，考虑中的一个群经常由第一扫描组H0-H3，第二扫描组H4-H7，第三个扫描组H8-H11发及第四个扫描组H12-H15组成。在静止成帧当中扫描的数据上提供传送误差检验和校准(ECC)期间，由电子单元进行这种误差的校验，包括查验C1/C2码误差率。在ECC之后，数据流到部分区用于扫描序数编码，以便给电子单元提供关于当即审核下的扫描组的信息。
复用器(MUX)是根据一定判别准则，在软件控制下来决定四条通道(每个通道一个扫描组)中的哪条通道指向(从MUX引出的箭头)正移缓冲器22内的数据。被图13中长方形围起的最左列是第一扫描组，下一列是第二扫描组，以此类推，对指示器的判别准则如下1)若第一扫描组的误差校验超过误差限度，就调整磁头的偏移量，并再次扫描(若需要就反复进行);2)若第一扫描组的误差率在限度之内，转向下一组，若四个连续的扫描组的完全群的继续扫描包括校正扫描序数，再转向下一群。
根据本发明，将静止成帧用于一个单扫描或场上，直至AST的弯曲部分，并确定位移值以补偿图6所讨论的条件之一(这使磁头进行偏移调整)。传送平衡器也被调整，直至电子单元20提供一可接受的误差率，然后用它将扫描锁存在正移缓冲器22的第一扫描。然后，下一个扫描被读入下一个正移缓冲器22的通道，一个位置，并同时扫描。在静止启动的初期和到正常播放速度(1X)的上升阶段，正移缓冲器22有选择地填以具有连续扫描序数的数据，并具有加速期间执行的误差校准和磁头偏移调整。事实上，在静止成帧期间，或从静止启动上升阶段，误差率信息提供，用来判别数据是否是好的并补偿信息，直至它可接受的。
应予以理解，虽然在此说明和描述了本发明的一些优选实施例，但各种改进、变型及其等同物对于本领域的技术人员来说是显而易见的，因此，本发明的范围应只受所附的权利要求书及其等同物的限定。
权利要求
1.一种用一个自动扫描寻迹数据记录器检索数据和数据检索信息的方法，按此法，当记录磁带与扫描器组合件协同接合按一给定的速度运动时，用旋转扫描器组合件，将数据与数据检索信息一道写在该磁记录上，及当记录带以相同的给定速度纵向运动时，用所说的旋转扫描器组合件，将数据与所说的数据检索信息一道从所说的记录带正常检索出，其改进包括，当记录带不动时，有时导致所说的旋转扫描器组合件从所说的记录带的一段检索出的数据检索信息的步骤。
2.根据权利要求1的改进，其中当磁带不动时，检索所说的数据检索信息的所说的那段记录带是没有记录数据的一段，因而，由于检索过程结果，所说的那段磁带是损伤的，也不会丢失预先记录的数据。
3.根据权利要求1的改进，其中的数据与数据检索信息一道被写在纵向连续的螺线扫描磁迹上，以及所说的数据检索信息，是当所说的磁带不动时从所说的段检索出的，致使所说的扫描器组合件反复扫描所说的段内的扫描磁迹。
4.根据权利要求3的改进，其中当扫描组合件检索数据检索信息时，所说的扫描器组合件引起从磁带所说段内的扫描磁迹，检索出数据。
5.一种用一个自动扫描寻迹数据记录器检索数据和数据检索信息的方法，按此法，当记录磁带与扫描器组合件协同接合按一给定的速度运动时，用旋转扫描器组合件，将数据与数据检索信息一道写在该磁记录带上，及当记录带以相同的给定速度运动时，用所说的旋转扫描器组合件，将数据与所说的数据检索信息一道从所说的记录带正常检索出，其改进包括，当从静止状态加速到它的给定记录速度时，有时导致所说的旋转扫描器组合件从所说的记录带的一段检索出数据检索信息的步骤。
6.一种使一个自动扫描寻迹型的数据存储和检索设备的动作方法，其中的数据和数据检索信息是在磁头和磁带以给定的磁头装置和磁带的写/读速度同时各自旋转和运动期间，使磁头装置发生对磁带扫描时，用写和读出磁头装置，被写在磁记录带上和由磁记录带上读出，其改进包括，使所说的读出磁头装置检索出特定的预先写在所说的磁带纵向段上的数据检索信息的步骤，以便当磁带相对于所说的写/读出关头装置的运动慢于它的写/读速度时，以一预定方式，用扫描所说的磁带能更精确地检索出预先记录的数据，从而所说的特定数据检索信息，可从磁带的一个短于假如以等于它给定的写/读速度的磁带速度检索特定数据处理信息，应被要求的磁带纵向段检索出。
7.根据权利要求6的改进，其中，当所说的磁带保持静止时，使所说的读出磁头发生检索所说的特定数据检索信息。
8.根据权利要求7的改进，其中，数据是与不变长度的数据块中的数据检索信息一道记录在所说的磁带上的，所说的数据是沿间隔开的，在块内的螺线扫描磁迹上记录的，而同时某些数据检索信息也被记录在间隔开的螺线扫描磁迹上，所说的数据块在所说的磁带上被包括数据检索信息的分配块隔开，某些数据检索信息也被记录在分配块内的纵向间隔开的螺线扫描磁迹上。
9.根据权利要求8的改进，包括从同一数据块检索数据起见，并在此之前，当磁带维持静止时，完全从一特定的所说的数据块之一内检索出数据检索信息的步骤，
10.根据权利要求8的改进，包括为从紧随所说的特定分配块的特定数据块检索出数据起见，并在此之前，完全从一特定分配器块内，检索出数据检索信息的步骤。
11.根据权利要求10的改进，其中，在记录所说的特定数据块之前，且当所说的磁带保持在相同的数据存储和检索设备中时，所说分配器被记录在所说的磁带上。
12.根据权利要求11的改进，其中所说的特定分配块作为缓行块，优先于预先记录的作为一个紧靠其前的数据块的记录结束块的数据检索信息块，被记录在所说的磁带上。
13.根据权利要求8的改进，包括当所说的磁带保持静止时，从θ所说的包含一预定数目的扫描磁迹的磁带纵向段检索出数据信息的步骤。
14.根据权利要求13的改进，其中所说的预定数目的扫描磁迹，相当于一个由八条扫描磁迹组成的场。
15.根据权利要求13的改进，其中当所说的磁带保持静止时，借助对预定数目扫描磁迹作连续多次扫描，从所说的磁带的所说纵向段检索出所说的数据信息。
16.根据权利要求8的改进，包括，当所说的磁带保持静止时，借助对所说的磁带作多次扫描，完全从所说的含有预定数目扫描磁迹的劣质记录和/或受损伤的磁带纵向段，检索出数据和数据检索信息的步骤。
17.根据权利要不该16的改进，包括，对所说的磁带连续劣质记录的和/或受损伤的纵向段，借助在这些步骤间前进地移动该带，反复所说的最后提及的步骤。
18.一种使一个螺线扫描型的数据存储和检索设备的动作方法，其中，数据和数据检索信息是在磁头和磁带以给定的磁头装置和磁带的写/读速度同时各自旋动和运动期间，用写入和读出磁头装置，被写在纵向记录带上和由纵向记录带读出，其改进包括a)使所说的磁头装置检索出特定的预先写在所说的磁带纵向段上的数据检索信息，以便当磁带从一静止状态加速到它的给定的写/读速度，以一预定方式，用扫描所说的磁带能更精确地检索出预先记录的数据，从而所说的特定数据检索信息可以从短于假若仅以等于它给定的写/读速度的磁带速度来检索特定数据处理信息而应要求的磁带纵向段检索出来。
19.根据权利要求18的改进，其中，数据和数据检索信息沿纵向间隔的螺线扫描磁迹记录在所说的磁带上;当磁带从一静止状态加速到的给定写/读速度期间，被扫描的磁带段包括许多连续的扫描磁迹群;在所说的磁带加速期间，借助在扫描下一群之前，多次基本上扫描每个所说的群扫描磁迹，从所说的最后提及的段检索出数据检索信息。
20.一种自动扫描寻迹数据记录器，其中，当记录带以一给定的记录的速度，与扫描组合件协同接合纵向移动时，用旋转扫描器组合件装置，把数据与数据检索信息一道写在纵向记录带上;及当记录带以同一给定的记录速度纵向移动时，用所说的旋转扫描组合件装置，把数据与所说的数据检索信息一道从所说的记录带正常检索出，其改进包括，当磁带不运动时，使所说的旋转扫描器组合件，从所说的磁带的段检索出数据检索信息。
21.根据权利要求20的改进，其中，数据与数据检索信息一道写在纵向连续螺线扫描磁迹上，所说的使所说的扫描器组合件在所说的磁带不动时，检索所说的数据的机构，包括使所说的扫描器组合件反复扫描所说的段的扫描磁迹的装置。
22.根据权利要求20的改进，包括使所说的扫描器组合件，在扫描器组合件检索数据检索信息时，从所说的磁带段内的扫描磁迹检索出数据。
23.一种自动扫描寻迹数据记录器，其中，当记录带以一给定的记录速度，与扫描器组合件协同接合纵向移动时，用旋转扫描组合件机构，把数据与数据检索信息一道写在纵向记录带上;以及当记录带以同一给定的记录速度纵向移动时，用所说的旋转扫描器组合件装置，把数据与所说的数据检索信息一道从所说的记录带正常检索出，其改进包括，当磁带从一静止状态加速到它的给定记录速度时，使所说的旋转扫描器组合件，从所说的记录磁带的段检索出数据检索信息。
24.一种自动扫描寻迹型的数据存储和检索设备，其中，数据和数据检索信息是在磁头和磁带以给定的磁带装置和磁带的写/读速度同时各种旋动和纵向运动期间，使磁头装置发生对磁带扫描时，用写入和读出磁头装置，被写在磁带记录带上和由磁记录带上读出，其改进包括a)使所说的读出磁头装置检索出特定的预先写在所说的磁带纵向段上的数据检索信息的装置，以便当磁带相对于所说写入/读出磁头装置的运动慢于它的写/读速度时，以一预定的方式，通过扫描所说的磁带能更精确地检索出预先记录的数据，从而所说的特定数据检索信息可以从短于假若检索特定数据处理信息而应要求的磁带纵向段上检索出来。
25.根据权利要求24的改进，其中所说的刚刚提及的装置包括当所说的磁带保持静止时，使所说的读出磁头装置检索出所说的特定数据检索信息的装置。
26.一种自动扫描寻迹螺线扫描型的数据存储和检索设备，其中的数据和数据检索信息是在磁头和磁带以给定的磁头装置和磁带的写/读速度同时各自旋转运动和纵向运动期间，使磁头装置发生对磁带扫描时，用写入和读出头装置，被写在磁带记录带上和由磁记录带上读出，其改进包括a)使所说的读头装置检索出特定的预先写在所说的磁带纵向段上的数据检索信息的装置，以便当磁带从一静止状态加速到它的给定的写/读速度，以一预定方法，通过扫描所说的磁带，能更精确地检索出预先记录的数据，从而所说的特定数据检索信息可以从短于倘若仅以等于它给定的写/读速度的磁带速度，来检索特定数据处理信息而应要求的磁带的纵向段上检索出来。
27.一种在一自动扫描寻迹数据记录器上从一磁记录带检索数据和数据检索信息的方法，其中，用旋转扫描器组合件装置，将数据和数据检索信息一道写入，所说的方法包括当磁记录带不动时，使所说的旋转扫描器组合件从一段所说的记录磁带检索出数据检索信息;确定如此检索到的数据检索信息的误差率;将所说的误差率与一个预设的误差率限度作比较;以及若所说的误差率超过该预设的误差率限度，就调整所说的旋转扫描器组合件。
28.权利要求27的方法，其中，倘若在实施例所说的各步骤后，所说的误差率超过误差限度，就重复各步骤。
29.权利要求27的方法，其中，数据是与数据检索信息一道写在连续螺线扫描磁迹上的，而其中所说的数据检索信息是当所说的磁带不动时，使所说的扫描器组合件，在所说的段内反复扫描该螺线扫描磁迹，从所说的段检索出的。
30.一种在一自动扫描寻迹磁带存储和检索系统中，使读出头与相应的磁记录带上的磁迹对准的方法，该系统具有一个带有读出磁头的旋转扫描器组合件，在其中的磁迹上写有数据检索信息以及数据，所说的方法包括当磁记录带不动时，使所说的旋转扫描器组合件从一段所说的记录磁带检索出数据检索信息;确定如此检索到的数据检索信息的误差率;将所说的误差率与一个预设的误差率限度作比较;以及响应于比较的结果，而使读出头与相应的读出磁迹对准。
31.根据权利要求30的方法，其中，数据是与数据检索信息一道写在连续的螺线扫描磁迹上的，而其中所说的数据检索信息是当所说的磁带不动时，使所说的扫描器组合件，在所说的段内反复扫描该扫描磁迹，从所说的段检索出的。
32.根据权利要求31的方法，其中使所说的扫描器组合件，当扫描器组合件检索数据检索信息时，从所说磁带的段内的扫描磁迹检索出数据。
33.一种在一自动扫描寻迹磁带记录存储和检索系统中，使读出头与相应的磁记录带上的磁迹对准的方法，该系统具有一个带有读出磁头的旋转扫描器组合件，在其中的磁迹上写有数据检索信息以及数据，以及当记录磁带的一给定的读出速度运动时，用所说的旋转扫描器组合件装置，把数据与所说的数据检索信息一道，从所说的记录带正常地检索出，所说的方法包括当磁带从一停止位置运动到所说的给定速度时，使所说的旋转扫描器组合件从一段所说的记录磁带检索出数据信息;确定如此检索到的数据检索信息的误差率;将所说的误差率与一个预设的误差率限度作比较;以及响应于比较的结果，而使读出头与相应的读出磁迹对准。
34.根据权利要求33的方法，其中数据是与数据检索信息一道写在连续的螺线扫描磁迹上的，而其中所说的数据检索信息是当所说的磁带被加速时，使所说的扫描器组合件在所说的段内反复扫描一系列的扫描磁迹的群，从所说的段内检索出的。
35.权利要求33的方法，其中的数据是与数据检索信息一道写在连续螺线扫描磁迹各群内，而其中，在每群内磁迹之一上的数据检索信息认定它作为群内第一磁迹，以及其中所说的数据检索信息是参照如此认定的磁迹，从所说的段检索出的。
全文摘要
一种自动扫描寻迹的螺线磁带型数据记录器及其操作方法。当记录带以给定的与扫描器组合件协同接合以记录速度运动时，用一旋转扫描器组合件把数据与数据检索信息一道写在磁记录带上。当记录带以同一给定记录速度纵向运动时，用旋转扫描器组合件装置将数据与数据检索信息从记录带正常检出。在运作中当磁带不动时，记录器的旋转扫描器组合件从一段记录带检索出数据和数据检索信息，以根据从静止带读得的数据值调整磁头相对磁迹的位置。
文档编号G11B27/032GK1085341SQ9310579
公开日1994年4月13日 申请日期1993年4月10日 优先权日1992年4月10日
发明者K·A·卡姆比斯 申请人:安佩克斯系统公司