带记录中的自适应压缩高速缓冲制造技术

本发明专利技术所涉及的带记录中的自适应压缩高速缓冲改善了计算机系统中主机与诸如数字线性带驱动器的存储装置之间的数据转移效率，它提供了一种采用了数据压缩器的更为有效的存储系统，主要特点在于控制电路通过响应于高速缓冲存储器的数据记录水平而使能或旁路数据压缩器，以将高速缓冲存储器中的记录水平保持在所希望的值上，从而优化主计算机至带驱动器的转移速率以及带的启动－停止操作的次数。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种带有数据压缩器和缓存器的带驱动器，其中缓存器暂时存储驱动器与主计算机之间所传送的记录。更具体地，本专利技术涉及自适应压缩输入的数据记录以优化主机带驱动器的数据传送速率的方法。本专利技术涉及共同转让给Bitner的美国专利第5210829号-标题为“用于缓存器管理的可调阈值”，其公开的内容在此被引用作为参考。带驱动器是计算系统中大规模外设装置的一种。带驱动器完成与数据存储和恢复有关的若干重要功能。带存储的一个主要功能是为诸如硬盘驱动器的其他存储资源提供归档和备份。另一个功能是例如经过一个可拆下的带盒而从一个计算系统或环境至另一个系统或环境的数据转移。第三个功能涉及大量的物理顺序数据文件的批处理—其间不需要对数据的随机存取。第四个功能是提供大量的在线信息，例如在图书馆系统中。在这后一种功能中，带驱动器可以与带盒装载器共同运行以增大可以由相连的中央处理单元(CPU)或其他用户所直接存取的记录信息量。具有几乎即时启动-停止能力的大型带驱动器系统，在现有技术中是已知的。然而，更近一些时间，较小的线性带驱动器(被称为“流水式(streaming)”带驱动器)、数字线性带驱动器(DLTTM)、以及螺旋扫描带驱动器(被称为“数字声频带”或DAT)，在很多计算环境中已经变得很常见。这些较小的驱动器不适合于即时的启动和停止操作。因此，送到或从这些较小带驱动器恢复的用户数据通常被与驱动器相连的一个主计算系统格式化或封装成多个块或记录。当要写一个块时，带驱动器将带速度逐渐增大至一个额定的写入速度，把一或多个块或记录写入带，并随后把带速度逐渐降至零。为了给下一个写入操作预定位带位置，也为了使带上的可用记录空间达到最大，在装置停止了带的运动之后，它把带在刚写入的区域上方卷回一段距离，以为下一个写入操作期间在下一个可用的带区之前提供一个速度逐渐增大的空间。通过适当的同步，当带驱动器到达其上将要写入新的块的带的空白部分时，带将已经达到其额定写入速度，且能够安全地开始新数据的写入操作，而相邻的记录存储区间的分隔空隙达到了最小。所希望的是尽量地减小带驱动器的启动-停止活动的量，以延长带的寿命、减小读写头的磨损并减小功率消耗。现有技术中已知的一种解决方案，是在带驱动器中提供一个电子高速缓冲存储器。对缓存器大小的一个实际限制，是与带介质相比半导体存储器的费用较高。对于能够保持至少几个压缩的用户数据记录的大型高速缓冲存储器，这种记录能够得到累积并随后在一个单个的事务中“流入(streamed)”到带上，从而减小了带驱动器装置的启动-停止操作的次数。上述的美国专利第5210829号描述了用于在带驱动器缓存器中调节一个水位标志以尽量减小主机带数据转移的停顿并尽量增大数据转移的串长度以尽量减少带的启动-停止操作的方法。另外，对数据记录进行压缩以存储到带上是已知的。在Severtson等人的美国专利第5194995号—标题为“用于在DAT介质上记录压缩数据的方法和设备”—中，给出了采用选择数据压缩的DAT驱动器的一个例子；该公开的内容在此被引用作为参考。这种现有技术方法采用了一种算法来判定数据压缩是否满足了预定的效率标准。如果压缩没有达到效率标准，则以未压缩的形式记录数据。Severtson等人描述的方法假定数据压缩器的运行速率远高于主计算机与DAT装置之间的有效数据传送速率。数据压缩器通常采用一种模式识别算法，以识别用户数据串中的重复图案。以一种已知的方式用短的码字来取代检测到的图案。压缩器在数据串中向回看的越远，数据压缩处理就越有效，但向回看得越远就需要更快的压缩器。在理论上，如果数据压缩器能够以相对于数据交换速率来说非常高的速度运行，就可以实现全交换速率的数据存储装置。然而，实际的数据压缩器不能以无限高的速度运行。当主机与带驱动器之间的数据记录转移速率很高时，实际而有效的数据压缩变得非常困难。数据压缩器的速度是有限的，且在高的转移速率下，数据压缩器可能不能跟上主机，特别是当它是基于一个查询表压缩算法时。当主机与带驱动器之间的数据转移速率超过了数据压缩器的最大处理速度时，转移被停止，且主机变为“停顿”，直到数据压缩器能够处理完其等侯压缩的用户数据排队并从而赶上记录转移。一种可能的解决方案，是把若干个数据压缩器并联，以处理输入的数据。这种并联压缩器处理方法倾向是不方便而昂贵的。另外，由于并联的每一个数据压缩器不与其他的数据压缩器检验同一用户数据串，并联数据压缩器方法不如单个数据压缩器处理有效。另一种可能是把转移速率限制在数据压缩器能压缩数据的某一最大数据速率。如果进入压缩器的转移速率被限制在例如五兆字节/每秒(MBS)，且压缩器达到了二比一的压缩比，则出来的数据速率将为两个半MBS，这将大大低于至带驱动器带的转移速率。如果当输入数据速率被限制在5MBS的情况下实现了三比一的压缩比，至带的转移速率将为1.67MBS，这大大低于带转移速率。典型的数据压缩比为2或2.5，且对于用户数据记录中经常遇到的图案通常会达到三或四比一的数据压缩比。类似地，如果数据记录以例如5MBS进入带驱动器，且数据压缩器以2或3比1的压缩比对数据进行压缩，带输送机将以最大数据速率的一半或三分之一有效地接收压缩的数据，从而迫使带装置以不希望的启动-停止模式运行，而不是进行连续的串流水式操作。因此，采用数据压缩器的带驱动器仍然有一个至今未解决的需要—即在主机不停顿的情况下在主机与带之间实现更为优化的数据记录转移速率，并以比以前更少的带驱动器启动-停止中断来实现至带的更为连续的串流水式操作。本专利技术的总目的是改善计算系统中主机与诸如数字线性带驱动器的存储装置之间的数据转移效率。本专利技术的另一个目的是提供一种它采用了数据压缩器的更为有效的带存储系统，其中主机至带驱动器的数据转移速率达到甚至超过了数据压缩器的有效数据转移速率。根据本专利技术的原理，一个带驱动器被连接到一个主计算机以存储和读取用户数据记录。该带驱动器包括用于记录用户数据记录的带。该带每当把至少一个用户数据记录写入其上时和每当至少一个用户数据记录被从其读取时都进行机械运动。一个电子接口经过一个适当的接口路径结构而将带驱动器连接到主计算机。提供了一个机电式带传动机构，最好但不是在必须地以流水式带工作模式将带传送过一个读/写头结构。在接口与带之间的路径中的一个数据压缩器分别在写入和读取操作期间有选择地压缩和去压缩用户数据记录。一个电子高速缓冲存储器也位于接口与带之间的路径中，并提供暂时存储以暂时存储用户数据记录。一个电子控制电路响应于高速缓冲存储器的数据记录水平并有选择地使能和例如通过激活一个数据旁路通路而禁止所述数据压缩器，以保持高速缓冲存储器中的所希望的数据记录水平，从而优化至少一个主计算机至带驱动器的转移速率以及带传送装置的流水式操作的带的启动-停止操作之间的时间。根据本专利技术的一个方面，提供了用于有选择地地压缩进入诸如数字线性带驱动器的数据存储装置的数据的一种方法，该装置包括一个数据压缩器、在数据压缩器周围有选择地地得到启动的一个旁路通路、一个高速缓冲存储器、以及一个所连接的用以在流水式操作中从高速缓冲存储器接收数据的存储介质(诸如磁存储带)。该方法包括以下步骤从与该装置相连的主计算机接收具有预定大小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种与主计算机相连的带驱动器，用于存储和读取用户数据记录，所述带驱动器包括：用于记录所述用户数据记录的带，所述带每当至少一个用户数据记录被写入到所述带上时且每当至少一个用户数据记录被从所述带上读出时进行机械运动，一个电子接口，用于经 过一个接口路径结构而与所述主计算机相连接，一个机电带传送装置，用于将所述带传送过一个读取／写入头结构，在所述接口与所述带之间的路径中的电子高速缓冲存储器，用于暂时存储所述用户数据记录，以及响应于所述高速缓冲存储器的数据记录水平的 电子控制装置，用于有选择地使能和禁止所述数据压缩器以保持所述高速缓冲存储器中所希望的数据记录水平。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：乔治A萨里巴，
申请(专利权)人：昆腾公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]