GB T 19729-2005 电子成像 数字数据光盘存储数据验证用介质错误监测与报告技术.pdf
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1、ICS 37.080 A 14 gB 中华人民共和国国家标准GB/T 19729一2005/ISO12142:2001 电子成像数字数据光盘存储数据验证用介质错误监测与报告技术Electronic imaging-Media error monitoring and reporting techniques for verification of stored data on optical digital data disks CISO 12142: 2001, IDT) 2005皿04-19发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员必2005-10-01实施06060
2、9000541 GB/T 19729-2005/ISO 12142: 200 1 目次前言.皿引言NI 范围.2 规范性引用文件. 3 术语和定义. 4 要求25 约定6 介质错误监测技术能力.4 7 高端技术47.1 引言.4 7.2 功能命令48 SCSI-2级别技术8.1 引言-8. 2 格式化单元(FORMATUNIT)命令88. 3 日志选择(LOGSELECT)命令98.4 日志自检(LOGSENSE)命令108. 5 模式选择(MODESELECT)命令108. 6 模式自检(MODESENSE)命令108. 7 读缺陷数据(READDEFECT DATA)命令118. 8 读全
3、长(READLONG)命令 13 8.9 请求自检(REQUESTSENSE)命令138.四验证(VERIFY)命令158.11 写与验证(WRITEAND VERIFY)命令158. 12 光盘设备参数. 附录A(资料性附录)用于早期警告的验证介质错误水平和用于扇区弃用的介质错误水平的建议.27 A.1 引言A.2 遵循ISO/IEC10089: 1991的扇区弃用方针27A. 3 遵循ISO/IEC13403: 1995的扇区弃用方针附录B(资料性附录)数字数据光盘数据存储验证用介质错误监测和报告技术指南28且1引言. 28 B.2 本标准提供的介质错误监测工具B.3 决定测试内容 M B
4、.4 分析由遵从本标准的光盘子系统或设备提供的介质错误报告或类似介质错误报告 33 B. 5 使用错误分布和统计学模型来评估数据完整性 47 附录C(资料性附录)修改的吉尔伯特模型,附录D(资料性附录)均匀、随机错误分布D.1 综述D.2 错误字节的扇区分布53GB/T 19729-2005/ISO 12142: 200 1 D.3 每扇区每编码字最大错误字节数D.4 每扇区每编码字错误字节数的分布53参考文献E GB/T 19729一2005/ISO12142: 200 1 前本标准等同采用ISO12142 :2001(英文版)。本标准的附录A、附录B、附录C和附录D为资料性附录。本标准由全
5、国文献影像技术标准化技术委员会(SAC/TC86)提出并归口。本标准由全国文献影像技术标准化技术委员会第五分委员会起草。本标准主要起草人:程真、李铭。mm GB/T 19729一2005/ISO12142:2001 引士一同许多机构中的数据与记录的管理者们已经使用基于光盘的信息系统,存储并检索大数据集,存储有价值的信息。光盘设备作为这些系统的一部分都设计了强大的但却是有限的纠错能力。如果在一个数字数据光盘扇区中错误水平超过光盘驱动设备控制器使用的错误侦测和纠正机理,那个扇区将无法被改正(数据丢失就会发生)。系统管理者希望能够使用介质错误监测和报告技术来验证数字数据光盘中信息的存储,既能在数据最
6、初传输到那一介质时,也能在以后进行定期地监测数据的状态。光盘驱动控制器修改介质错误的水平表明了在这些数字数据光盘中保存的数据的状态。本标准提供了为验证数字数据光盘存储数据而使用介质错误监测与报告技术的两种方式:一一使用高端功能命令集方式;一-使用-组SCSI-2命令集。高端接口方式独立于主操作系统(如DOS、UNIX、OS/2等),也独立于介于光盘设备和主机之间的通讯接口(如SCSI-2、IPI、LAN等)。此外,这一高端接口与介质类别和型号无关,也就是说它能够用于使用一次写入多次读取(WORM)方式、可重复写入或部分只读介质的系统,也可以被用于使用从90 mm到356mm介质的不同型号光盘系
7、统。有关介质错误水平的标准化信息,使终端用户和系统集成者能检索到同样信息,即便他们的配置中包含不同类型的设备也能做到。这些信息可以用同样的软件检索到,并能被加入到监测介质错误信息实用程序或设备驱动程序中。通过使用经选择的SCSI-2命令集,SCSI接口可被用于代替高端接口。这一经选择的SCSI-2命令集使制造商可以在SCSI级别通过使用介质错误监测和报告技术,开发与驱动设备类别和型号无关的数据验证工具。使用组经选择的标准命令集和方法来进行介质错误监测和报告,允许任何应用者使用一组通用软件工具,而不需要从-种驱动程序转变到另一种驱动程序。可以通过使用高端或SCSI-2工具获得的介质错误信息包括:
8、一一一份再分配扇区的列表;对超过某些介质错误水平的部分进行的修改;一一一对超过某些验证介质错误水平的报警;一-错误的总字节数,每扇区错误的字节数,以及在任何扇区编码字中错误的最大字节数;一-未纠正或己纠正过的扇区的内容;一在读光盘头标区信息、,如:扇区地址、扇区标志和同步信号等时遇到的错误;一-邻接有缺陷字节的最大长度。通过获得遵循这一标准的光盘信息系统,系统管理员将能够在功能(较高)级别又能在接口级别获取执行ISO/IEC9316 :1995的光盘驱动设备的介质错误信息。这些工具为更好地了解存储在数字数据光盘上的信息状态提供了手段。这些工具,为设计更加有效的介质错误监测和报告技术,并将记录下
9、的数据传输到类似的或不同的介质时,所需要的数据验证和复制策略提供了及时、经济的手段。这些介质错误监测和报告技术也使系统管理员在准实时或离线运行状态下都能获得介质错误信息。这些技术提供不同复杂程度的数据恢复和介质错误监测工具。能够获得介质错误的信息,就可以标明被选出的特定光盘或整个数据集合的趋势。决定使用这些工具的频率和选择复杂程度不属于本标准的部分。N GB/T 19729-2005/ISO 12142: 200 1 电子成像数字数据光盘存储数据验证用介质错误监测与报告技术1 范围本标准规定了用于验证数字数据光盘存储数据的介质错误监测和报告的两种命令集:一一高端标准,使用一组功能命令集;-SC
10、SI-2标准,使用一组SCSI本标准还规定了两种介质系统级别,这一的修改单(不包究是否可使用ISO/ IEC 9 ISO 12651 3.1 3.2 3. 3 3.4 3. 5 带band字节错误率byte 给定的一个样本中的总常量角速度constant angular 一种记录方法,每转的时钟周期是一个与半径无关的常量。注:这一方法意味着每磁道数据的数量与径向位置无关。连续侍服介质continuous-servo media 相邻磁道上沿磁道记录的侍服信息可连续获得的介质。数据字段data field 用的一组SCSI-2命令集。文件,其随后所有记录扇区的用户数据、缺陷管理指示器、周期性冗余
11、检测和错误纠正编码等宇节。G/T 19729-2005/ISO 12142: 200 1 3.6 格式format 光盘数据的安排或规划。3. 7 初始设备initiator 请求另一个SCSI设备(目标设备)运行一个1/0过程的SCSI设备。3.8 交错interleaving 定位数据单元的物理序列,以使数据免受猝发错误影响的过程。3.9 本地格式native format 错误纠正码(ECC)数据和控制字节,以及脱离同步字节。3. 10 里德-索罗门码Reed-Solomon codes 专用于出现猝发错误或强相关错误的错误纠正码。3. 11 取样侍服介质sampled-servo me
12、dia 在该介质上,聚焦信息和沿磁道记录的侍服信息与时钟信息是通过对光盘信息进行定期取样获得的。3. 12 3. 13 目标设备target 根据初始设备请求执行一项操作的SCSI设备。数据验证verification of data 对数据完整性和状态的验证。4 要求本标准规定了如下两个级别的一致性:一一一基本级,使用一组最小功能和命令集;一一扩展级,在使用所有基础级功能和命令的基础上,加上介质错误日志(MEDIAERROR LOG) 和由用户设置的光盘设备可编程介质错误水平(MediaError Levels)以及验证介质错误水平(V erify Media Error Levels)。扩
13、展级也允许用户使用功能命令访问光盘系统,或者使用一组SCSI-2命令访问光盘设备,查询有关光盘设备当前的设置,设置介质错误水平和设置验证介质错误水平。本标准要求的一致性条款应说明在系统级接口和设备级上应用基本级或扩展级的一致性。当一个基于光盘的信息系统,符合所有第7章所确定的要求(基本级或扩展级-致性)时,就是符合本标准的。当一个遵循ISO/IEC9316的光盘设备,符合所有第8章所确定的要求(基本级或扩展级一致性)时,就是符合本标准的。表1总结了光盘系统级别(系统级)的基本级和扩展级的致性。表2总结了光盘设备级别(应用SCSI-2命令集的光盘设备)的基本级和扩展级的一致性。2 GB/T 19
14、729-2005/ISO 12142:2001 表1系统级一致性一致性程度光盘子系统功能级:功能描述基本级扩展级定义介质错误恢复过程(DMERP)有有读缺陷数据列表(RDDL)有有读介质错误数据(REMED)有有读日志数据(RLD)一介质错误日志和当前介质错误水平元有设置介质错误水平(SMEL)无有设置验证介质错误水平(SVMEL)无有表2光盘设备级-致性一致性程度应用光盘设备SCSI2命令集基本级扩展级格式化单元命令有有日志选择命令和下述各页:无有介质错误日志页无有一一清除介质错误日志页无有日志指示命令和F述各页:无有一介质错误日志页无有清除介质错误日志页无有模式选择命令和下述各页:无有一光
15、盘设备的读写错误恢复页无有一一光盘设备的验证恢复页无有模式指示命令和下述页:元有光盘设备的读写错误恢复页无有光盘设备的验证恢复页无有读缺陷数据命令和PDL、SDL及WDL有有读全长命令有有请求指示命令,指示键Olh或03h,和相关ASC或ASCQs有有验证命令有有写与验证命令有有5 约定本标准遵从ISO/IEC9316: 1995中4.2的约定。为了便于识别,本标准中使用的介质错误水平和验证介质错误水平的英文命令第一个字母大写。下述约定取自ISO/IEC9316: 1995: 一一后边没有紧跟一个小写b或h的数是十进制值;后边紧跟一个小写b的数是二进制的值;后边紧跟一个小写h的数是十六进制值。
16、3 GB/ T 19729-2005/ ISO 12142:2001 6 介质错误监测技术能力第7章中确定的高端接口功能和第8章中确定的应用SCSI-2命令集,提供了两种检索下述光盘信息的方式:一一一空扇区开销(当存在一个再分配表时,或者存在一个被替代的扇区和它的替代者的地址列表时,每一再分配扇区的物理地址和空扇区地址仍然可在再分配表中获得)一一超过介质错误水平的修正;一一达到验证介质错误水平的警报;错误总字节数,每扇区错误字节数,在任一编码字中错误字节数的最大值;一一未修正或修正过的扇区内容;读头标信息时遇到的错误(、数据同步信息和恢复同步标记信息); 一一邻接有缺陷字节的介质错误水平和验证
17、7 高端技术7.1号|言本章的目的是术。执行本标准可一一建立介一一获取介一一建立验预警信一一获取验一一一获取有一一在一个的接口(如:SCSI-2、以用于使用不同型号写或部分只读介质的系据状态的早期。也就是说,它可光盘错误标准格式,驱动程序中的同样的例7. 2 功能命令下述功能命令或高端(主机)命李7. 2. 1 通用命令描述本标准使用下述命令语法:命令名参数1J参数2J参数3J参数nJ命令名至少带有一个参数。一个具有开关性质的参数可以表示为:参数ONl L OFF J 7. 2. 2 介质错误恢复过程定义(DefineMedia Error Recovery Procedures,DMERP)
18、 DMERP命令应被用于定义光盘设备下述错误恢复过程:4 一一介质错误报告;一一将要被执行的介质错误数据传输。未特殊说明的参数默认值是OFF。DMERP r WR L ON 1 r RE OFF J L ON 1 r RRE ON 1 OFF J L OFF J GB/T 19729-2005 / ISO 12142:2001 WR:写错误的扇区再分配(SectorReallocation on Write Error) 一一ON:在写操作过程中,如果光盘驱动设备遇到一个超过介质错误水平集的错误时,使光盘设备错误恢复过程可以自动再分配一个或多个扇区到光盘上的一个空闲扇区区间。OFF:在写操作过
19、程中,如果光盘驱动设备遇到一个超过介质错误水平集的错误时,使光盘设备错误恢复过程不能自动再分=工/v/.卢RE:读错误的扇区再分配(一一ON:在读一个或多个4光盘设备错误恢一一OFF:在读一个盘设字节1 2 3 4 5 6 n-3 2 一1 RDDL(列表大小) 一个空闲扇区区间。误水平集的错误时,光列表大小以十六进制数值规定了要被传送的字节数。缺陷列表数据应以表3中的格式返回到主机。如果列表大小设为零,应没有数据被传输。字节应以十六进制值进行传输。7.2. 4 读介质错误数据(ReadMedia Error Data ,RDMED) RDMED命令应被用于请求光盘设备传输一个扇区的内容到主机
20、。传输到主机的数据应包括下述内容:一一用户数据宇节;一-ECC字机一一缺陷管理指针(DMP)字节;5 GB/T 19729一2005/ISO12142: 200 1 一一任何其他属于扇区数据宇段部分的字节和能够被ECC修正的字节。这些字节应根据任何现存的相关介质国际标准(如:在ISO/IEC10089中,格式A介质,字节的类别应为数据、DMP、CRC、和ECC。见ISO/IEC10089: 1991,附录G),按照他们在介质中出现的顺序送到主机。这些字节应以十六进制值表述。最新写进所访问扇区的数据应被从介质中读出并被送回。RD肌1EDr ADDR BXFER r CORR ON 11 L L
21、OFFJJ 其中zADDR是扇区的逻辑或物理地址,应表达为磁道数和扇区数(以十六进制值表示)进行传输;BXFER是应由光盘设备读出并传输到主机的字节数(以十六进制值表示); CORR是由ECC修正的数据。缺省值应为设置ECC改正为ON。一一ON:使数据在被传输到主机前由ECC进行修正;一一一OFF:使数据未经修正就传输到主机。7.2.5 读日志数据CReadLog Data ,RLD) RLD命令应被用于请求光盘设备向主机报告日志数据。命令包含的每一参数表示个不同的日志。日志应以日志参数传送到光盘设备的顺序返回到主机。RLD r MEL r CLRMEL ON 11 CMELL VCMELL
22、L L OFF J J MEL是介质错误日志CMediaError Log) ;它提供关于不同介质错误标识符的详细信息。MEL中的数据应按照第8章和表22所定义的顺序送到主机。其顺序为第1个被送出的数据是重读次数,然后是重写数等等。每一参数应为6字节长,与8.12. 3. 2和表21中所规定的参数长度一样。参数应以十六进制值传送。CLRMEL规定了在读操作时清理MEL。默认值应为OFF。一-ON:读时应清理MEL;二-OFF:读时应不清理MEL。CMELL是当前介质错误水平日志;它报告当前设定的介质错误水平值。这些值应被用于光盘设备再分配扇区。表4给出4个规定的介质错误水平参数。介质错误水平应
23、按表4所列顺序送到主机。每一参数应为6字节长。这一长度与8.12.2.1和表18中为相同参数定义给定的长度相同。这些参数应以十六进制值传送。表4介质错误水平每扇区每编码字中最大错误字节数每扇区中错误的字节数坏ID数丢失再同步数aa 如果介质不使用再同步,此水平是N/A且参数应为FFh。如果DMERP命令的WR或RE参数为ON,光盘设备应重新分配有一个错误恢复水平超过一个或一个以上介质错误水平值的扇区,如同表4中所规定的。VCMELL是验证当前介质错误水平日志;它报告当前的验证水平值。这些水平应被用于使光盘设备及时向主机提出警告:修正水平超过了表5中定义的相关水平值。导致提前报警的扇区可以通过M
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