JP2616444B2 - 磁気ディスク装置 - Google Patents

磁気ディスク装置

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JP2616444B2
JP2616444B2 JP6133195A JP13319594A JP2616444B2 JP 2616444 B2 JP2616444 B2 JP 2616444B2 JP 6133195 A JP6133195 A JP 6133195A JP 13319594 A JP13319594 A JP 13319594A JP 2616444 B2 JP2616444 B2 JP 2616444B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は磁気ディスク装置に係
り、特にマルチヘッドである磁気ディスク装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の磁気ディスク装置(ハードディス
ク装置)の場合は、図7に示すように、磁気ディスク5
1を記憶媒体とし、この磁気ディスク51に対してデー
タの記憶・再生を行う単一の磁気ヘッド52が備えられ
ていた。
【0003】図8はMS−DOS(米マイクロソフト社
の登録商標)のディスク構造を示したものである。この
図のように、ディスクの先頭からIPL領域(システム
領域)、FAT領域、ディレクトリ領域となっている。
【0004】このような構造のもとで、実際にファイル
のアクセスがどのように行われているかを、図9を参照
して説明する。まず磁気ディスク装置上では図9(a)
のようにFILE Aが格納されているとする。従来の
磁気ディスク装置がファイルを読み込む場合、単一のヘ
ッドがまずディレクトリ領域を検索する。
【0005】ディレクトリ領域は図9(b)及び(c)
で示すように、先頭クラスタ番号が格納されており、こ
こでFILE Aの先頭クラスタ番号は「1」であるこ
とが、またFILE Bの先頭クラスタ番号は「3」で
あることが判明する。
【0006】そして次に、FAT領域上に記憶されてい
るデータの連結状態を調べ、実際アクセスを行うわけで
ある。
【0007】例えば、図9(d)で示すように、クラス
タ番号1のFAT領域には次に読み込むべきクラスタ番
号2が格納されている。つまりこのFILE Aはクラ
スタ番号1→2→8→9の順でデータが連結されている
ことがわかる。
【0008】ここで実際にアクセスを行うとき、単一の
磁気ヘッドという構成上、データが複数のクラスタにま
たがっているような場合でも、現在アクセスしているク
ラスタの読み込みが終了しなければ、当然次のクラスタ
に移動し読み込みを開始できないようになってる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来のハードディスク
がファイルを読み込む場合、1つのヘッドがまずディレ
クトリ部を検索し、そのファイルの存在を検索する。も
し該当ファイルが存在していれば、FAT上に記憶され
ているクラスタの連結状態を調べ実際のデータのアクセ
スを行う。
【0010】しかし、この時FATの遠くに記憶されて
いるデータ(磁気ディスクの中心付近に記憶されている
データ)は、磁気ヘッドの移動時間が掛かり、またクラ
スタが不連続で散らばってしまったデータの場合、従来
単一の磁気ヘッドという構成のために、該当クラスタの
読み込みが終了してからでないと、磁気ヘッドが移動で
きずアクセスタイムが極度に低下してしまうという不都
合があった。
【0011】
【発明の目的】本発明は、係る従来例の有する不都合を
改善し、特に、アクセスタイムを短縮することのできる
磁気ディスクを提供することを、その目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明では、磁気ディス
クと、この磁気ディスクに記録されたデータを読み出す
複数の磁気ヘッドと、これら磁気ヘッドが装着されると
共に別々のヘッド位置決め機構に独立して駆動される複
数のキャリッジと、これらのキャリッジをそれぞれ駆動
制御することで磁気ヘッドを位置付けると共に当該各磁
気ヘッドの位置情報をヘッド駆動制御部に出力する位置
決め制御部と、この位置決め制御部から出力された位置
情報等の制御情報に基づいて各磁気ヘッドの動作を制御
するヘッド駆動制御部とを備えた、という構成を採って
いる。
【0013】(削除)
【0014】(削除)
【0015】しかも、磁気ディスクが、ファイルを構成
するデータの記録位置が記載されたアドレステーブルを
有し、ヘッド駆動制御部が、当該ファイルを構成するデ
ータの開始位置をアドレステーブルから一方の磁気ヘッ
ドが読み取ったときに他方の磁気ヘッドを当該データの
開始位置に位置決め制御するシーク制御手段を備えてい
る。
【0016】(削除)
【0017】
【作用】本発明では、本装置の動作中、上位装置からフ
ァイルの読取命令を受信すると、ヘッド駆動制御部は、
位置決め制御部から出力された位置情報等の制御情報に
基づいて各磁気ヘッドを個別に制御する。この制御は、
各位置決め制御部へのシーク位置信号の送信及び当該各
位置決め制御部からのヘッド位置信号の受信によって行
っている。位置決め制御部では、複数のキャリッジをそ
れぞれ駆動制御することで磁気ヘッドを位置付けると共
に当該各磁気ヘッドの位置情報を制御部に出力する。こ
れらのキャリッジには磁気ヘッドが装着されていて、磁
気ヘッドは、磁気ディスクに記録されたデータを読み出
す。
【0018】(削除)
【0019】(削除)
【0020】そして、上位装置からファイルの読取命令
を受信すると、ヘッド駆動制御部は、まず、一方の磁気
ヘッドをアドレステーブルが記録されたシリンダに位置
決めする。続いて、当該アドレステーブルから読取命令
に係るファイルを構成するデータの記録開始位置を読み
取ったとき、全てのデータのアドレスの読み込み終了を
待たずに他方の磁気ヘッドを当該データの開始位置に位
置決め制御する。
【0021】(削除)
【0022】
【実施例】次に、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図1は本実施例の構成を示すブロック図
であり、磁気ディスク装置は、磁気ディスク1と、この
磁気ディスク1に記録されたデータを読み出す複数の磁
気ヘッド2A,2Bと、これら磁気ヘッド2A,2Bが
装着されると共に別々のヘッド位置決め機構6A,6B
に独立して駆動される複数のキャリッジ3A,3Aと、
これらのキャリッジ3A,3Aをそれぞれ駆動制御する
ことで磁気ヘッド2A,2Bを位置付けると共に当該各
磁気ヘッド2A,2Bの位置情報をヘッド駆動制御部5
に出力する位置決め制御部4A,4Bと、これら位置決
め制御部4A,4Bから出力された位置情報等の制御情
報に基づいて各磁気ヘッド2A,2Bの動作を個別に制
御するヘッド駆動制御部5とを備えている。
【0023】また、キャリッジ3A,3Bは、磁気ヘッ
ド2A,2Bが磁気ディスク1の同一直径上の近傍を移
動するように設置されている。
【0024】これを詳細に説明する。磁気ディスク1
は、上位装置で作成されたデータ(情報)を記録してお
く円盤状の記憶媒体であり、磁性体でコーティングされ
磁性の反転によって2進数化されたデータを記録するよ
うになっている。これに対応して、磁気ヘッド2A,2
Bは、コイルを巻いたヘッドコアと、ヘッドコアを磁気
ディスク1から極めて狭い隙間(スペーシング)を保っ
て浮上させるスライダとを備えていて、ヘッド位置決め
機構6A,6Bに回動されるキャリッジ3A,3Bに支
持されている。磁気ディスク1からのデータの読み込み
は、まず、磁気ヘッド2A,2Bを目的のブロックを含
むトラック位置にヘッドを移動する。続いて、磁気ディ
スク1の回転によって磁気ヘッド2A,2Bが目的のブ
ロック上を通過するとき、ヘッドコアは通過する磁区と
同じ磁性に磁化される。さらに、この極性の変化に応じ
てヘッドコアに巻かれたコイルによって電気信号が発生
する。この電気信号を2進数のデータに変換すること
で、磁気ディスク1に磁性として記録されていたデータ
を再生している。
【0025】ヘッド位置決め機構6A,6Bには、直動
形と回転型とがある。直動形では、磁気ヘッド2Aはキ
ャリッジ3Aにくし状に取り付けられており、キャリッ
ジ用のローラがレールに荷重を加えられた状態で結合さ
れている。回転型の場合、キャリッジ3Aを回転軸を中
心に回転させて位置決めを行うものであり、キャリッジ
3Aの後方でアクチュエータで駆動するようになってい
る。本実施例では回転型を採用しており、ボイスコイル
モータで駆動しトラックサーボで位置決めしている。
【0026】磁気ディスク装置6は、図2に示すよう
に、必要な記憶容量を得るために、磁気ディスク1を数
枚重ねてそれぞれに磁気ヘッド2A,2Bを備えてい
る。そして、この磁気ディスク1ごとのキャリッジ3A
は一体として同一のヘッド位置決め機構6Aに取り付け
られている。一方、磁気ディスク1ごとのキャリッジ3
Bも一体として同一のヘッド位置決め機構6Bに取り付
けられている。本実施例では、複数枚ある磁気ディスク
1のうちの一面に位置信号(ポジション信号)を書き込
みこれをサーボディスクとし、当該位置信号をサーボヘ
ッドで検出することで位置決めしている。
【0027】位置決め制御部4A,4Bは、ヘッド位置
決め機構6A,6Bをそれぞれ駆動制御することで磁気
ヘッド2A,2Bの位置決めを行うと共にサーボヘッド
が読み取った位置信号を受信して目的位置との比較を行
うことでデータのシークを行う。位置決めの目的位置は
ヘッド駆動制御部5に与えられ、また、受信した位置信
号やシーク完了信号をヘッド駆動制御部5に出力する。
【0028】本実施例ではこのような構成を採ったた
め、ヘッド駆動制御部5は、データの読取動作を高速に
するために様々な制御を行うことができる。現状の技術
では、磁気ディスク装置から上位装置へデータ転送する
際の速度よりも、磁気ヘッド2A,2Bの位置決めの速
度の方が低速であり、ヘッド駆動制御部5は、このスル
ープットを解消するため、独立して駆動制御可能な磁気
ヘッドを以下に詳述するように最大限活用している。
【0029】磁気ヘッド2A,2Bの位置決めに必要な
時間は、キャリッジ3A,3Bを移動させて磁気ヘッド
2A,2Bを目的のシリンダに位置決めするまでに必要
なシーク時間と、目的のシリンダに位置決めされた後目
的のレコードが磁気ヘッド2A,2Bに達するまでの回
転待ち時間とに分類される。本実施例では、前者のシー
ク時間の短縮を主要な課題としている。
【0030】本実施例では、ヘッド駆動制御部5は、上
位装置からファイルの読取命令を受信すると、まず、ヘ
ッドの位置決め制御を開始する。これを受けて各位置決
め制御部4A,4Bでは、磁気ヘッド2A,2Bを当該
目的位置へ移動させるようキャリッジ3A,3Bのヘッ
ド位置決め機構6A,6Bの動作を制御する。各位置決
め制御部4A,4Bは、各サーボヘッドの磁気ディスク
1上の位置信号を受信し、この受信している位置信号と
位置決め命令に係る位置信号とを比較して、一致した場
合にシーク完了信号をヘッド駆動制御部5に出力する。
続いて、ヘッド駆動制御部5は、当該目的位置の位置信
号を先に出力した磁気ヘッド2Aで読取りを開始するよ
うに制御する。
【0031】ここでは、各磁気ヘッド2A,2Bが読み
取った波形は再生系でコードデータに変換される。即
ち、再生系は、まず当該波形を増幅すると共に波形補償
した後にパルス波形に変換し、続いて、このパルス波形
を2進数のデジタル値に変更して当該デジタル値をコー
ドデータに復調するようにしている。この再生系への入
力元の切替はヘッド駆動制御部5から送信される入力切
替信号に基づいて行われる。そのため、ヘッド駆動制御
部5は、目的位置の位置信号を先に出力した磁気ヘッド
2Aからの信号で再生を行うように再生系に入力切替信
号を出力する。このとき、ヘッド駆動制御部5は、他の
磁気ヘッド2Bは次の動作待ちのため待機をするように
制御している。
【0032】このように動作するため、磁気ヘッド2A
と磁気ヘッド2Bが別々の位置からシークを開始すると
き、どちらか早く目的のシリンダに到達した磁気ヘッド
で読取を開始することができる。従って、例えば磁気ヘ
ッド2A,2Bのホームポジションを磁気ディスク1の
内周側と外周側とにしておいた場合、シーク時間はこの
ような制御をしない従来例と比較して1/2以下にな
る。また、同時又はほぼ同時に2つの磁気ヘッド2A,
2Bが目的のシリンダに位置付けられたときには、上位
装置からの読み出し信号に係るデータの記録されたレジ
スタに先に到達した磁気ヘッドで読取を開始するように
すると、回転待ち時間を1/2以下にすることができ
る。
【0033】請求項1に対応する実施例では、磁気ディ
スク1が、ファイルを構成するデータの記録位置が記載
されたアドレステーブルを備えている。しかも、ヘッド
駆動制御部5は、読み取ろうとするファイルを構成する
データの開始位置(クラスタ番号)をアドレステーブル
から一方の磁気ヘッド2Aが読み取ったときに、他方の
磁気ヘッド2Bを当該読み取った開始位置に位置決め制
御するシーク制御手段を備えている。
【0034】ここでは、最初のクラスタがFAT領域か
ら離れている場合(磁気ディスクの中心に近い場合)の
シーク時間を短縮することを課題としている。図3は、
クラスタがFAT領域から離れている場合を示す図であ
る。また図4は磁気ヘッド移動の手段を示す流れ図であ
る。この実施例の動作を図3及び図4を参照して詳細に
説明する。
【0035】ここでは、外周側に位置付けられた磁気ヘ
ッドを磁気ヘッドAとし、内周側に位置付けられた磁気
ヘッドを磁気ヘッドBとする。磁気ヘッドAがまずディ
レクトリ領域を検索し(ステップS1)、そのファイル
の存在を検索する。それと同時に磁気ヘッドBは先頭ク
ラスタがFAT領域から離れている場合を想定して、円
心方向に移動を開始する(ステップS4)。
【0036】磁気ヘッドAが読み込んだディレクトリ領
域には、図9(b)及び(c)で示したように先頭クラ
スタ番号が格納されている。そのため、磁気ヘッドAか
ら一方の位置決め制御部4Aを介して当該先頭クラスタ
番号を受信したヘッド駆動制御部5は、当該クラスタ番
号を目的位置として他方の位置決め制御部4Bに出力す
る。磁気ヘッドBは磁気ヘッドAのFAT領域検索終了
を待たずにそのクラスタに移動を開始する(ステップS
5)。ここでは、たとえ、円心方向の移動が完了してい
なくても先頭クラスタに移動を開始する。
【0037】磁気ヘッドAはディレクトリ領域を検索終
了後、次にFAT領域の検索を開始しクラスタの連結状
態を調べる(ステップS2)。これが終了後、磁気ヘッ
ドAも先頭クラスタへ移動を開始する(ステップS
3)。このように、先に移動を開始した磁気ヘッドBが
円心に比較的近い位置から、磁気ヘッドAが円周に比較
的近い位置から、それぞれ独立して先頭クラスタを検索
する。
【0038】そして、磁気ヘッドAまたは磁気ヘッドB
のいずれか該当クラスタを発見した方が、そのクラスタ
の読み込みを開始する(ステップS6)。その後は、図
6に示した処理を行なうようにしてもよい。
【0039】この請求項1に対応する実施例では、最初
のセクタがFAT領域から離れている場合でも、磁気ヘ
ッドAまたは磁気ヘッドBが、最初のクラスタを発見す
るために移動する距離は減少し、アクセスタイムを有効
に短縮することができる。
【0040】さらに、本実施例では、一つのファイルが
不連続な場所に記録された場合に生じるシーク時間の増
大の解消を課題としている。
【0041】図5は、クラスタが不連続で散らばってし
まったデータを示す図である。また図6は磁気ヘッド移
動の動作を示す流れ図である。ここで、図6中、磁気ヘ
ッドXは読み取り動作を行なっている磁気ヘッドをい
い、磁気ヘッドYは磁気ヘッドXの読み取り動作中に位
置決め制御される磁気ヘッドをいう。従って、同一の磁
気ヘッド2Aは、読み取り動作中は磁気ヘッドXとな
り、位置決め動作中は磁気ヘッドYとなる。
【0042】FAT領域上のクラスタが読み込まれたと
き、それに対応するシリンダ番号、ヘッド番号、セクタ
番号が割り出される。図6に示す制御では、読み取り命
令に係るファイルの各クラスタ番号はすでに読み取った
ものとして説明する。磁気ヘッドXがデータを読み取っ
ているとき(ステップS11〜S12)、ヘッド駆動制
御部5は、当該読み込んでいるクラスタと次に読み取ろ
うとするクラスタが同一シリンダ上に存在するか否かの
比較を行う(ステップS14)。ここでは、同一シリン
ダ上で両磁気ヘッドの相互干渉を避け、効率の良いアク
セスを実現するため、同一シリンダ上で磁気ヘッド2
A,2Bは同時に読み取りを行なわないように制御して
いる。
【0043】ステップS14での比較の結果、次に読み
取ろうとするクラスタが同一シリンダ上に存在するので
あれば、磁気ヘッドXは読み取りを継続する(ステップ
S11〜S12)。一つのクラスタの読み取りの終了毎
に、当該読み取ったクラスタが読み取り命令に係るファ
イルを構成する最後のクラスタであるかどうかを判定し
(ステップS13)、最後のクラスタである場合には、
ヘッド駆動制御部5は読み取り動作の制御を終了する。
一方、ステップS14での比較の結果、次に読み取ろう
とするクラスタが同一シリンダ上に存在しないのであれ
ば、ヘッド駆動制御部5は、磁気ヘッドYの位置付け制
御に移行する(ステップS15〜S18)。ここでは、
クラスタ番号はすでに読み取っているため、読み込みを
行っていない方の磁気ヘッドYをそのクラスタに位置決
め制御する(ステップS16)、磁気ヘッドYは、今読
み込んでいる磁気ヘッドXの読み込み終了を待機する
(ステップS18)。
【0044】磁気ヘッドYが読み込み待機している場合
に、磁気ヘッドXが読み込みを終了したとき(ステップ
S12)、今読み込みが終了した次のクラスタが、同一
シリンダかどうか比較を行う(ステップS17)。
【0045】その結果、同一ならばヘッドの移動を行わ
ず、磁気ヘッドXは、続いて同一シリンダ上のクラスタ
の読み込みを継続する(ステップS11〜S12)。ま
た、同一でなければ、更に次のシリンダの検索を行い、
それと同時に待機していた磁気ヘッドでの読み込みを開
始する(ステップS18,S11)。以後、待機してい
た磁気ヘッドYを読み取り動作中の磁気ヘッドXとして
処理を行なう。
【0046】これを図9の場合を例に再度説明する。図
9(a)のようにFILE Aが存在し、更に、クラス
タ番号1、2が同一のシリンダに存在し、クラスタ番号
8、9がこれとは異なるシリンダに存在すると仮定す
る。最初のクラスタを磁気ヘッド2Aが発見したとす
る、磁気ヘッド2Bはこの時、次はどのクラスタに移動
すべきかを以下に示す。磁気ヘッド2Aがクラスタ番号
1を読み込んでいるときに、まず磁気ヘッド2Bはクラ
スタ番号8の存在するシリンダに移動する。これはクラ
スタ番号2がクラスタ番号1と同一シリンダのためであ
る。
【0047】その後磁気ヘッド2Aがクラスタ番号1、
2の読み込みを終了した時点で、磁気ヘッド2Bはクラ
スタ番号8の読み込みを開始する。以後同様にクラスタ
番号9を磁気ヘッド2Bが読み込みアクセスが終了す
る。
【0048】上述したように実施例では、クラスタが
不連続で散らばってしまったファイルであっても、片方
の磁気ヘッドが読み込みを行っているときにもう一方の
磁気ヘッドが次のクラスタに移動することが可能とな
り、そのためアクセスタイムを飛躍的に向上することが
できる。
【0049】
【発明の効果】本発明は以上のように構成され機能する
ので、これによると、上位装置からファイルの読取命令
を受信すると、ヘッド駆動制御部は、位置決め制御部か
ら出力された位置情報等の制御情報に基づいて各磁気ヘ
ッドを個別に制御する。このため、シークタイムを短縮
するための種々のシーク制御を行なうことができる。し
かも、この制御が、各位置決め制御部へのシーク位置信
号の送信及び当該各位置決め制御部からのヘッド位置信
号の受信によって行っているため、ヘッド駆動制御部は
各ヘッドの位置信号を参照しながらシークタイム短縮の
ための制御を行なうことができる。このように、シーク
タイムを短縮することでアクセスタイムを短縮すること
ができる。
【0050】(削除)
【0051】(削除)
【0052】さらに、本発明では、上位装置からファイ
ルの読取命令を受信すると、ヘッド駆動制御部は、一方
の磁気ヘッドをアドレステーブルが記録されたシリンダ
に位置決めする。続いて、当該アドレステーブルから読
取命令に係るファイルを構成するデータの記録開始位置
を読み取ったとき、全てのデータのアドレスの読み込み
終了を待たずに他方の磁気ヘッドを当該データの開始位
置に位置決め制御するため、アドレステーブルと目的の
データの開始位置が離れている場合であっても、データ
の読み取り開始を大幅に早めることができ、従って、ア
クセスタイムを飛躍的に向上することのできる従来にな
い優れた磁気ディスク装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
【図2】複数の磁気ヘッド及びキャリッジの関係を示す
正面図である。
【図3】データがFAT領域から離れた場合の磁気ディ
スクを示す説明図である。
【図4】第二のシーク手段の処理工程を示すフローチャ
ートである。
【図5】クラスタが不連続で散らばってしまった場合の
磁気ディスクを示す説明図である。
【図6】第三のシーク手段の処理工程を示すフローチャ
ートである。
【図7】従来の磁気ディスク装置の構成を示す正面図で
ある。
【図8】磁気ディスクの論理的なディスク構造を示す説
明図である。
【図9】ディレクトリ領域とFAT領域を説明する図で
ある。図9(a)は磁気ディスク上に記憶されたファイ
ルの様子を説明した図であり、図9(b)はディレクト
リ領域説明する概要図であり、図9(c)はディレクト
リ領域説明する詳細図であり、図9(d)はFAT領域
説明する図である。
【符号の説明】
1 磁気ディスク 2A 一方の磁気ヘッド 2B 他方の磁気ヘッド 3A 一方のキャリッジ 3B 他方のキャリッジ 4A 一方の位置決め制御部 4B 他方の位置決め制御部 5 ヘッド駆動制御部 6A 一方のヘッド位置決め機構 6B 他方のヘッド位置決め機構

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁気ディスクと、この磁気ディスクに記
    録されたデータを読み出す複数の磁気ヘッドと、これら
    磁気ヘッドが装着されると共に別々のヘッド位置決め機
    構に独立して駆動される複数のキャリッジと、これらの
    キャリッジをそれぞれ駆動制御することで前記磁気ヘッ
    ドを位置付けると共に当該各磁気ヘッドの位置情報をヘ
    ッド駆動制御部に出力する位置決め制御部と、この位置
    決め制御部から出力された位置情報等の制御情報に基づ
    いて前記各磁気ヘッドの動作を制御するヘッド駆動制御
    部とを備えた磁気ディスク装置において、 前記磁気ディスクが、ファイルを構成するデータの記録
    位置が記載されたアドレステーブルを有し、 前記ヘッド駆動制御部が、当該ファイルを構成するデー
    タの開始位置を前記アドレステーブルから一方の磁気ヘ
    ッドが読み取ったときに他方の磁気ヘッドを当該データ
    の開始位置に位置決め制御するシーク制御手段を備えた
    ことを特徴とする磁気ディスク装置。
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