ES2277035T3 - Procedimiento para generar una secuencia eficiente de numeros aleatorios de varios niveles para un medio de grabacion de informacion. - Google Patents

Procedimiento para generar una secuencia eficiente de numeros aleatorios de varios niveles para un medio de grabacion de informacion. Download PDF

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Abstract

Un procedimiento que hace que un ordenador genere una secuencia eficiente de "nm+m-1" números aleatorios de nivel n, teniendo cada subsecuencia de la misma de "m" números aleatorios sucesivos un patrón diferente, para ser registrada como datos en una zona de registro con forma de disco de un soporte de registro de información, que comprende las etapas de: generar una secuencia de números aleatorios de nivel n basada en un valor inicial, generándose los números de uno en uno; determinar si "se usa" un patrón de una subsecuencia de "m" números aleatorios sucesivos, incluyendo el número recién generado y los "m-1" números precedentes por orden de generación de los mismos; si " se usa" el citado patrón de la citada subsecuencia, establecer un valor diferente para el citado valor inicial; si el citado patrón de la citada subsecuencia no "se usa", aceptar el número recién generado y marcar el citado patrón como "usado"; y en el que todas las etapas se repiten hasta que todos los "nm" patrones delas citadas subsecuencias de "m" números aleatorios sucesivos se agoten.

Description

Procedimiento para generar una secuencia eficiente de números aleatorios de varios niveles para un medio de grabación de información.
Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención
La presente invención se refiere en general a un soporte de registro de información y, más concretamente, a un soporte de registro de información que almacena una secuencia eficiente de números aleatorios multinivel como datos de referencia, un procedimiento de generación de la secuencia eficiente de números aleatorios multinivel y un programa informático para generar la secuencia eficiente de números aleatorios multinivel.
2. Descripción de la técnica relacionada
Hay aparatos de registro en disco óptico desarrollados que pueden almacenar datos multinivel en discos ópticos. A veces, los datos de referencia se almacenan en uno de dichos discos ópticos para que el aparato de registro en disco óptico pueda calibrar la estrategia de escritura y reproducir con precisión los datos multinivel almacenados en el disco óptico.
Por ejemplo, en el caso en el que cada número aleatorio es un número de nivel 8 y tres números aleatorios sucesivos se consideran una subsecuencia, hay 512 (= 8^{3}) patrones diferentes. Al menos, se requieren 514 (=8^{3}+3-1) números aleatorios para agotar todos los 512 patrones.
Hay muchos procedimientos para generar una secuencia de números aleatorios multinivel. Por ejemplo, la solicitud de patente internacional abierta a consulta por el público WO01/57857 A1 describe un procedimiento para generar tales datos de referencia usando un circuito con registro de desplazamiento que genera secuencias de una longitud máxima de 9 bits para calibrar la estrategia de escritura de un aparato de registro en disco óptico. Este procedimiento puede generar una secuencia de números aleatorios de nivel 8 al convertir cada dato de 9 bits generado aleatoriamente por el circuito con registro de desplazamiento en tres números aleatorios de datos de 3 bits. La secuencia así generada puede agotar todos los 512 patrones, pero es redundante, tal como se describirá más
adelante.
Por otro lado, los datos de referencia también se utilizan para reproducir datos multinivel reales registrados en un disco óptico usando un procedimiento de reconocimiento de patrones. En este caso, el aparato de registro en disco óptico reproduce los datos de referencia y prepara una tabla de valores de señal reproducidos. Cuando se reproducen los datos multinivel reales almacenados en el disco óptico, un valor de señal reproducido de los datos multinivel reales se compara con aquel de los datos de referencia usando la tabla. El aparato de registro en disco óptico determina y produce el patrón de la tabla del cual el valor de señal reproducido coincide mejor con el de los datos reales repro-
ducidos.
Sin embargo, en el caso de la primera técnica convencional, la secuencia incluye 512 x 3 = 1.536 números aleatorios. 512 subsecuencias (cada una consistente en tres números aleatorios) pueden agotar todos los 512 patrones (de subsecuencias). No obstante, si también se tienen en cuenta tres números aleatorios consecutivos que empiecen por el segundo o tercer número aleatorio de cada subsecuencia, los patrones de los tres números aleatorios consecutivos aparecen más de una vez. Por lo tanto, la secuencia de 1.536 números aleatorios es redundante. Además, puesto que la técnica usa el circuito con registro de desplazamiento para generar secuencias de máxima longitud, el número de multiniveles está limitado a las potencias de 2, como 4, 8 y 16.
En el caso de la segunda técnica convencional, también importa la redundancia en los datos de referencia. Además, puesto que los datos de referencia no son suficientemente aleatorios, la señal reproducida puede incluir un determinado elemento de frecuencia que afecte al rendimiento del servomecanismo del aparato de registro en disco
óptico.
Resumen de la invención
Por consiguiente, es objeto general de la presente invención proporcionar un procedimiento novedoso y útil de generación de una secuencia eficiente (la más corta) de números aleatorios multinivel y, más concretamente, proporcionar un procedimiento de generación de una secuencia eficiente (la más corta) de números aleatorios multinivel en la que todos los patrones de subsecuencias aparezcan sólo una vez, pero el número de multiniveles no esté limitado a las potencias de 2.
Otro un objeto de la presente invención es proporcionar un soporte de registro de información en el que la secuencia eficiente (la más corta) de números aleatorios multinivel se almacene como datos de referencia.
Alcanzar uno de los objetos anteriores, un procedimiento de generación de una secuencia eficiente de "n^{m}+m-1" números aleatorios de nivel n, teniendo cada subsecuencia de la misma de "m" números aleatorios sucesivos un patrón diferente, según la presente invención, incluye las etapas de generar una secuencia de números aleatorios de nivel n basada en un valor inicial, generándose los números de uno en uno, determinar si "se usa" un patrón de la subsecuencia de "m" números aleatorios sucesivos, incluyendo el número recién generado y los "m-1" números precedentes por orden de generación de los mismos; si "se usa" el citado patrón de la citada subsecuencia, establecer un valor diferente para el citado valor inicial, si el citado patrón de la citada subsecuencia no "se usa", aceptar el número recién generado y marcar el citado patrón como "usado", y donde todas las etapas se repiten hasta que todos los "n^{m}" patrones de las citadas subsecuencias de "m" números aleatorios sucesivos se
agoten.
Puesto que el número recién generado es rechazado si el patrón de una subsecuencia de "m" números aleatorios sucesivos "se usa", la secuencia que se obtiene usando este procedimiento se convierte en la secuencia más corta que incluye "n^{m} +m-1" números aleatorios de nivel n de cuyas subsecuencias todos los "n^{m}" patrones se agotan.
Otros objetos, características y ventajas de la presente invención se harán más evidentes tras la siguiente descripción detallada, cuando sea leída en conjunción con los dibujos adjuntos.
Breve descripción de los dibujos
Fig. 1 es un diagrama de flujo que muestra un algoritmo de un procedimiento de generación de una secuencia eficiente de números aleatorios multinivel según una realización de la presente invención.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
Las realizaciones preferidas de la presente invención serán descritas en referencia al dibujo.
La Fig. 1 es un diagrama de flujo que muestra un algoritmo de un procedimiento de generación de una secuencia eficiente (la más corta) de números aleatorios multinivel según una realización de la presente invención. Este algoritmo es ejecutable en un ordenador.
En la siguiente descripción detallada, sólo será descrito un caso en el que n=8 y m=3. Sin embargo, "n" y "m" no están limitadas a estos valores y "n" y "m" pueden tomar el valor de cualquier número entero positivo.
Por ejemplo, una función de generación de números aleatorios (una biblioteca del compilador C) se utiliza para generar un número pseudoaleatorio entre 0 y 32767 (=2^{15}-1). Usando esta función de generación de números aleatorios, se pueden generar números aleatorios de nivel 8 (0 - 7).
Se le asigna un valor inicial predeterminado de la función de generación de números aleatorios a la CPU del ordenador, para que genere números aleatorios de nivel 8 (etapa S1).
Tres números aleatorios (0 - 7) son generados sucesivamente como primera subsecuencia de números aleatorios y los tres números aleatorios son aceptados inmediatamente como números de la secuencia eficiente (etapa S2).
Como se describe anteriormente, en caso de que tres números aleatorios de nivel 8 constituyan una subsecuencia y el orden de los números aleatorios se tenga en cuenta, hay 8^{3}=512 patrones en total. El patrón correspondiente a la subsecuencia es marcado como "usado" (etapa S3).
Otro número aleatorio (0 - 7) es generado como siguiente candidato para número de la secuencia eficiente (etapa S4).
El segundo y el tercer número aleatorio de la subsecuencia precedente y el número aleatorio generado en la etapa S4 forman una nueva subsecuencia. Se determina si un patrón correspondiente a la nueva subsecuencia está marcado como "usado" (etapa S5).
Si el patrón correspondiente a la nueva subsecuencia ya está marcado como "usado", se le asigna un valor diferente a la función de generación de números aleatorios (una biblioteca del compilador C) como valor inicial (etapa S10). El ordenador regresa a la etapa S2 y repite las etapas anteriores.
Si el patrón correspondiente a la nueva subsecuencia no está marcado como "usado" todavía, el número aleatorio generado en la etapa S4 es aceptado como nuevo número de la secuencia eficiente (etapa S6).
Se marca como "usado" el patrón correspondiente a la nueva subsecuencia (etapa S7).
Se determina si todos los 512 patrones están marcados como "usado" (etapa S8).
Si quedan patrones que no están marcados como "usado", el ordenador regresa a la etapa S4 y repite los pasos anteriores.
Si todos los 512 patrones ya están marcados como "usado", el ordenador cesa de generar un número aleatorio y produce la secuencia eficiente consistente en 514 (= 8^{3}+3-1) números aleatorios de nivel 8 (etapa S9). Entonces, el ordenador sale del proceso mostrado en la Fig. 1.
Según el algoritmo anterior, los números aleatorios de nivel 8 comprendidos entre 0 y 7 son generados de uno en uno y dispuestos por orden de generación. Se considera una subsecuencia de números aleatorios a un conjunto ordenado que incluya dos números aleatorios precedentes como números aleatorios primero y segundo por orden de generación de los mismos y un número aleatorio recién generado como tercer y último número.
Por ejemplo, la primera subsecuencia incluye el primer, segundo y tercer número aleatorio; la segunda subsecuencia incluye el segundo, tercer y cuarto número aleatorio; y la tercera subsecuencia incluye el tercer, cuarto y quinto número aleatorio.
El número aleatorio recién generado es aceptado como un nuevo número de la secuencia eficiente y el patrón correspondiente de la subsecuencia es marcado como "usado", a no ser que el patrón ya esté marcado como "usado". Hay 512 (= 8^{3}) patrones en total.
Una vez que aparece un patrón que ya está marcado como "usado", se abandona el número aleatorio recién generado y el valor inicial de la función de generación de números aleatorios se cambia a un valor diferente.
Usando el nuevo valor inicial, se repiten las etapas anteriores hasta que se agoten todos los 512 patrones y el número toral de números aleatorios aceptados como números de la secuencia eficiente alcance 514 (= 8^{3}+3-1). Los 514 números aleatorios son la secuencia más corta en la que cada patrón de una subsecuencia sólo aparece una vez.
En el caso en el que tres números aleatorios, por ejemplo, "7", "5" y "6", son generados en este orden, "756" se convierte en la primera subsecuencia. El patrón "756" se marca como "usado".
Entonces, el cuarto número aleatorio, por ejemplo, "2", es generado. "562" se convierte en la segunda subsecuencia. Como el patrón "562" no está todavía marcado como "usado", el cuarto número aleatorio "2" es aceptado como nuevo número de la secuencia eficiente (la más corta). El patrón "562" se marca como "usado".
De la misma manera, se genera otro número aleatorio y se forma una nueva subsecuencia que incluye los dos últimos números aleatorios aceptados y el número aleatorio recién generado. Se determina si el patrón correspondiente a la nueva subsecuencia ya está marcado como "usado". Si el patrón no está marcado como "usado" todavía, el número aleatorio recién generado es aceptado como nuevo número de la secuencia eficiente (la más corta). Entonces, el patrón correspondiente a la nueva subsecuencia es marcado como "usado".
Si el patrón correspondiente a la nueva subsecuencia ya está marcado como "usado", el número aleatorio recién generado y aquellos que serán generados por la función de generación de números aleatorios basada en el valor inicial son abandonados. Se cambia el valor inicial para que la función genere una nueva secuencia de números aleatorios y se repiten las etapas anteriores.
Se determina si todos los 512 patrones están marcados como "usado". Si todavía quedan patrones que no están marcados como "usado", el ordenador genera el siguiente número aleatorio (0-7) y se determina el siguiente número aleatorio que puede ser aceptado como número de la secuencia eficiente.
Si el mismo patrón no aparece dos o más veces y todos los 512 patrones están marcados como "usados", la secuencia generada por el ordenador se convierte en la secuencia eficiente (la más corta) que incluye 514 números aleatorios, en la que un patrón correspondiente a cada subsecuencia que incluye tres números aleatorios sucesivos comenzando por cada (primer) número aleatorio aparece sólo una vez.
Entonces, el ordenador produce la secuencia eficiente y sale del proceso.
Aquí hay algunos ejemplos de la secuencia eficiente (la más corta) generada mediante el procedimiento según la realización de la presente invención.
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Como se muestra en los ejemplos anteriores, cada patrón de subsecuencia (tres números aleatorios sucesivos) aparece sólo una vez. Por consiguiente, estas secuencias no son redundantes y son eficaces y las más cortas.
A continuación, se describirá un soporte de registro de información en el que es almacenada la secuencia eficiente anterior de números aleatorios multinivel. En el soporte de registro de información se almacena una secuencia de "n^{m}+m-1" números aleatorios de nivel n (un número entero, n\geq2) en la que, entre n^{m} patrones diferentes, cada patrón de "m" (un número entero, m\geq2) números aleatorios sucesivos sólo aparece una vez.
En la siguiente descripción detallada, se describe un disco óptico como realización del soporte de registro de información. Sin embargo, se indica que la presente invención puede aplicarse a cualquier soporte de registro de información aparte del disco óptico.
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La secuencia eficiente de números aleatorios multinivel almacenada en un disco óptico puede reproducirse como datos de referencia para proporcionar una tabla que se usa para el reconocimiento de patrones.
Se describirá la posición en la zona de registro del disco óptico en la que la secuencia eficiente de números aleatorios multinivel es almacenada como datos de referencia.
(1) Caso en el que la secuencia eficiente de números aleatorios multinivel esté almacenada en el radio interno de la zona de registro del disco óptico
En muchos casos, una unidad de disco óptico comienza a leer y escribir por el radio interno. Como el radio interno del disco óptico es menos vulnerable a la curvatura y distorsión del disco óptico, las operación de lectura y escritura en el radio interno es relativamente más estable que en el radio externo. Por consiguiente, si la secuencia eficiente es almacenada en el radio interno de la zona de registro del disco óptico, es posible proporcionar una tabla fiable. Debido a que esta tabla debe proporcionarse en la fase inicial de una operación de lectura, si la secuencia eficiente es almacenada en el radio interno, se puede reducir la distancia que la cabeza del lector óptico de la unidad de disco óptico debe desplazarse en la dirección radial. Por consiguiente, se puede reducir el tiempo necesario para comenzar la operación de lectura.
Como se describe anteriormente, debido a que la secuencia eficiente de números aleatorios multinivel es almacenada en el radio interno del disco óptico, los datos de referencia no se ven afectados por la curvatura y distorsión del disco óptico y, como resultado, la tabla se hace más fiable. Asimismo, como la distancia que la cabeza del lector óptico de la unidad de disco óptico debe desplazarse en la dirección radial se reduce, el tiempo necesario para iniciar la operación de lectura puede reducirse.
(2) Caso en el que la secuencia eficiente de números aleatorios multinivel es almacenada tanto en el radio interno como en el radio externo de zona de registro del disco óptico
La señal reproducida por la unidad de disco óptico depende de la posición por la que se accede al disco óptico, debido a la dispersión espacial del material de registro proporcionado en el disco óptico. La calidad de señal a veces varía del radio interno al radio externo. Por consiguiente, es beneficioso almacenar los datos de referencia tanto en el radio interno como en el radio externo y preparar la tabla calculando las medias de las señales obtenidas del radio interno y el radio externo.
Como se describe anteriormente, como la secuencia eficiente (datos de referencia) es almacenada tanto en el radio interno como en el radio externo, es posible proporcionar una tabla que refleje el cambio espacial en la señal de reproducción dependiendo de la posición en la zona de registro y mejorar la fiabilidad de los datos reales reproducidos.
(3) Caso en el que la secuencia eficiente es almacenada en el radio interno, el radio medio y el radio externo de la zona de registro del disco óptico
La tabla obtenida a partir de los datos de referencia almacenados en el radio medio se utiliza para reproducir los datos reales almacenados entre el radio interno y el radio medio. La tabla obtenida a partir de los datos de referencia almacenados en el radio interno y el radio externo se utiliza para reproducir los datos reales almacenados entre el radio medio y el radio externo. Para reflejar el cambio en la señal dependiendo de la posición en la zona de registro, es beneficioso proporcionar datos de referencia en el radio medio y generar la tabla calculando las medias de los valores de señal obtenidos a partir de los datos de referencia del radio medio y los datos de referencia del radio externo.
Como se describe anteriormente, si hay datos de referencia almacenados en el radio interno, en el radio medio y en el radio externo de la zona de registro del disco óptico, el cambio en la señal dependiendo de la posición en la zona de registro se refleja con mayor precisión.
(4) Caso en el que la secuencia eficiente es almacenada en el radio interno, en el radio externo y en varias posiciones entre el radio interno y el radio externo provistas en la zona de registro del disco óptico, estando las posiciones separadas entre sí por una distancia predeterminada
La tabla obtenida a partir de los datos de referencia del radio interno se usa para reproducir los datos actuales almacenados en la zona de registro del radio interno de camino al radio medio; la tabla obtenida a partir de los datos de referencia del radio medio se usa para reproducir los datos actuales almacenados en la zona de registro en la que está incluido el radio medio; y la tabla obtenida a partir de los datos de referencia del radio externo se usa para reproducir los datos actuales almacenados en la zona de registro más exterior que la zona de registro en la que se incluye el radio medio.
Es beneficioso dividir la zona de registro del disco óptico en varias regiones de registro con forma de aro y registrar la secuencia eficiente como datos de referencia en cada zona de registro con forma de anillo para que se pueda generar una tabla para cada zona de registro con forma de anillo para la reproducción fiel de los datos reales.
Si la secuencia eficiente es almacenada en el radio interno, en el radio externo y en varias posiciones entre el radio interno y el radio externo provistas en la zona de registro del disco óptico, separadas entre sí por una distancia predeterminada, el cambio en la señal reproducida dependiendo de la posición puede reflejarse en la tabla con mayor precisión.
(5) Caso en el que la secuencia eficiente es almacenada en todas las pistas, convirtiendo el disco óptico en un circuito
La secuencia eficiente (datos de referencia) puede ser registrada en todas las pistas, convirtiendo el disco óptico en un circuito, de manera que el cambio en la señal reproducida pueda reflejarse en la tabla con mayor precisión.
(6) Caso en el que la secuencia eficiente se adjunta a cada una de las cantidades predeterminadas de datos reales y se registra en la zona de registro del disco óptico
La secuencia eficiente puede adjuntarse a cada una de las cantidades predeterminadas de datos reales y registrarse en la zona de registro del disco óptico como datos de referencia. Por ejemplo, los datos de referencia pueden registrarse en cada sector con datos reales de 32 KB y códigos de detección de errores y/o de corrección de errores. En el caso en el que los datos reales son almacenados en un sector como el elemento de un disco óptico que usa varias unidades de disco óptico, los datos reales así registrados con los datos de referencia pueden ser reproducidos sin problema por cualquier unidad de disco óptico.
En resumen, como se describe anteriormente, el procedimiento según una realización de la presente invención puede generar una secuencia eficiente de números aleatorios multinivel que incluye los mínimos números aleatorios cuyas subsecuencias agotan todos los patrones y el valor de cada número aleatorio no está limitado a las potencias de 2.
Las realizaciones preferidas de la presente invención se describen anteriormente. La presente invención no se limita a estas realizaciones, sino que se pueden realizar varias variaciones y modificaciones sin desviarse del alcance de la presente invención.

Claims (10)

1. Un procedimiento que hace que un ordenador genere una secuencia eficiente de "n^{m}+m-1" números aleatorios de nivel n, teniendo cada subsecuencia de la misma de "m" números aleatorios sucesivos un patrón diferente, para ser registrada como datos en una zona de registro con forma de disco de un soporte de registro de información, que comprende las etapas de:
generar una secuencia de números aleatorios de nivel n basada en un valor inicial, generándose los números de uno en uno;
determinar si "se usa" un patrón de una subsecuencia de "m" números aleatorios sucesivos, incluyendo el número recién generado y los "m-1" números precedentes por orden de generación de los mismos;
si "se usa" el citado patrón de la citada subsecuencia, establecer un valor diferente para el citado valor inicial;
si el citado patrón de la citada subsecuencia no "se usa", aceptar el número recién generado y marcar el citado patrón como "usado"; y
en el que todas las etapas se repiten hasta que todos los "n^{m}" patrones de las citadas subsecuencias de "m" números aleatorios sucesivos se agoten.
2. Un programa informático que hace que un ordenador realice las etapas del procedimiento tal como se reivindica en le reivindicación 1.
3. Un soporte de registro legible por ordenador en el que se almacena el programa informático tal como se reivindica en la reivindicación 2.
4. Un soporte de registro de información, en el que la secuencia eficiente de "n^{m}+m-1" números aleatorios de nivel n, teniendo cada subsecuencia de la misma de "m" números aleatorios sucesivos un patrón diferente como se reivindica en la reivindicación 1, se registra como datos en una zona de registro con forma de disco de un soporte de registro de información.
5. El soporte de registro de información tal como se reivindica en la reivindicación 4, en el que la secuencia eficiente se registra en el radio interno de la citada zona de registro con forma de disco.
6. El soporte de registro de información tal como se reivindica en la reivindicación 4, en el que la secuencia eficiente se registra en un radio interno y un radio externo de la citada zona de registro con forma de disco.
7. El soporte de registro de información tal como se reivindica en la reivindicación 4, en el que la secuencia eficiente se registra en un radio interno, un radio medio y un radio externo de la citada zona de registro con forma de disco.
8. El soporte de registro de información tal como se reivindica en la reivindicación 4, en el que la secuencia eficiente se registra en un radio interno, un radio externo y varias posiciones entre el citado radio interno y el citado radio externo, siendo todas las posiciones equidistantes entre sí, de la citada zona de registro con forma de disco.
9. El soporte de registro de información tal como se reivindica en la reivindicación 4, en el que la secuencia eficiente se registra en todas las pistas convirtiendo la citada zona de registro con forma de disco en un circuito.
10. El soporte de registro de información tal como se reivindica en la reivindicación 4, en el que la secuencia eficiente se adjunta a cada una de las cantidades predeterminadas de datos reales y registrada en la citada zona de registro con forma de disco del citado aparato de registro de información.
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