Способ защиты потоков цифровой информации от дефектов носителей

Предложен способ защиты потоков цифровой информации от дефектов. До записи на носитель входной поток данных распределяется по блокам (Б) и группам блоков (ГБ) с применением внутриблочного помехозащитного кодирования данных, дефектозащитного кодирования и дополнения ГБ служебными кодами. Сформированные ГБ записываются на носитель и воспроизводятся сразу после записи. Далее производится сравнение задержанных исходных и считанных ГБ и обнаружение дефектных ГБ и дефектных Б. Далее производится дополнительное дефектозащитное кодирование помеченных групп задержанных исходных ГБ с учетом значений соответствующих дефектных Б дефектной ГБ. Техническими результатами являются: существенное повышение эффективности защиты потоков цифровой информации от всех и любого размера первичных дефектов носителя и всех его вторичных и третичных дефектов вплоть до заданных максимальных размеров как в отдельности, так и в различных их сочетаниях; повышение надежности записи и хранения информации; продление сроков хранения записанной информации без потери качества и точности ее воспроизведения и сроков службы носителей. 2 ил.

 

Изобретение относится к области защиты потоков цифровой информации от искажений, вызванных дефектами носителей, и может быть использовано в измерительных, компьютерных и мультимедийных системах записи и хранения данных.

Известен способ защиты потоков цифровой информации от дефектов носителей, включающий распределение данных до их записи на носитель по блокам, внутриблочное помехозащитное кодирование данных и обнаружение дефектов в процессе записи данных на носитель и в процессе их воспроизведения с носителя (заявка РФ 2001117205, кл. G11В 20/18, 2003).

Известный способ обладает рядом существенных недостатков. Во-первых, при его использовании нарушается непрерывность записи и последовательное расположение потока данных на носителе. Во-вторых, в нем отсутствует дефектозащитное кодирование групп блоков данных, и защиту потоков данных от первичных и вторичных дефектов в способе осуществляют с помощью сложной системы управления дефектами, включающей операции выделения на носителе специальной области контроля дефектов, предназначенной для замены дефектных участков на заменяющие участки, специальной области общего назначения для хранения прикладных драйверов, с помощью которых осуществляют контроль дефектов, и основной и/или вторичной таблицы дефектов с адресами дефектных и соответствующих им заменяющих участков, а также компьютер, выполненный с возможностью реализации операций контроля дефектов с использованием таблиц дефектов. В-третьих, способ не обеспечивает защиту записанных на носитель как потоков основных данных, так и замещающих данных и данных системы управления дефектами от третичных дефектов, неизбежно возникающих при последующих воспроизведениях записанной информации.

Известен также способ защиты потоков цифровой информации от дефектов носителей, включающий распределение данных до их записи на носитель по блокам и группам блоков с установленными с учетом размерных характеристик дефектов носителя размерами, внутриблочное помехозащитное кодирование данных, дефектозащитное кодирование и дополнение служебными кодами групп блоков данных, запись исходных кодированных и дополненных групп блоков данных на носитель и их контрольное воспроизведение непосредственно после записи с временным сохранением считанных и соответствующих им исходных групп блоков данных, обнаружение в процессе воспроизведения данных с носителя в задержанных считанных группах блоков данных дефектных блоков и восстановление значений дефектного блока данных в дефектной группе блоков данных с помощью остальных ее блоков данных (Пат. РФ 2351025, кл. G11B 20/18, 2009).

Однако и этот способ имеет ряд недостатков, существенно снижающих эффективность защиты цифровой информации от дефектов носителя. Так, в известном способе для защиты записываемых данных от первичных и вторичных дефектов, обнаруживаемых непосредственно после записи данных, используют операцию замещения оригиналом обнаруженного дефектного блока двух блоков на обусловленных позициях в очередной подготовленной к записи группе блоков данных, то есть вслепую, без знания о возможном наличии, расположении и размерах дефекта на участках предстоящей записи. По этой причине не все следующие подряд первичные и вторичные дефекты можно скорректировать с помощью используемых в известном способе цепочечных замещений дефектных блоков. Во-вторых, замещение в способе осуществляют, если в дефектной группе больше двух дефектных блоков, в результате чего группа блоков данных с двумя корректируемыми дефектными блоками оказывается незащищенной от третичных дефектов при последующих воспроизведениях потоков данных. В-третьих, замещение двух блоков даже в бездефектной очередной подготовленной к записи группе блоков данных эквивалентно появлению в ней двух дефектных блоков, что также означает полную незащищенность такой группы от третичных дефектов.

Из известных способов защиты потоков цифровой информации от дефектов носителей наиболее близким по сущности к предлагаемому способу является способ защиты потоков цифровой информации от дефектов носителей, включающий распределение потока до записи на носитель по блокам данных и группам блоков данных с установленными с учетом размерных характеристик дефектов носителя размерами, внутриблочное помехозащитное кодирование, дефектозащитное кодирование и дополнение служебными кодами групп блоков данных, запись кодированных и дополненных групп блоков данных на носитель и их контрольное воспроизведение непосредственно после записи с временным сохранением считанных и исходных групп блоков данных и обнаружением дефектных считанных групп блоков данных, дополнительное дефектозащитное кодирование путем установления для каждого дефектного блока группы из заданного числа вспомогательных задержанных исходных групп блоков данных, переопределения значений их дефектозащитных блоков с учетом исходного значения дефектного блока и формирования в их служебных кодах признаковых и адресных данных о дефекте (Пат. РФ 2428753, кл. G11B 27/10, 2011).

Однако и этот известный способ имеет ряд недостатков, существенно снижающих эффективность защиты потоков цифровой информации от дефектов носителей.

Так, во-первых, в способе точные знания о первичных дефектах получают лишь на коротких рабочих интервалах, предшествующих повторной записи, текущих фрагментов потока групп блоков данных на те же участки носителя, без знания о наличии, местоположении и размерах последующих первичных дефектов, а так как размер рабочего интервала устанавливают фиксированным и с учетом заданного усредненного для всех носителей определенного типа максимального размера корректируемых первичных дефектов, возможно обнаружение в процессе последующей записи первичного дефекта или группы близко расположенных друг к другу первичных дефектов с превышающим заданное максимальное значение размером, что влечет некорректируемое искажение информации. Во-вторых, в известном способе отсутствует контроль вторичных дефектов после рабочей записи, вследствие чего часть вторичных дефектов, не обнаруженных в процессе первичной записи, переходит в разряд третичных, обнаруживаемых при воспроизведении, но имеющих размер, превышающий заданный максимальный размер корректируемых третичных дефектов, и поэтому не поддающихся коррекции при воспроизведении. В-третьих, попадание любой вспомогательной группы блоков данных из числа групп блоков, подвергнутых для защиты от первичного дефекта дополнительному дефектозащитному кодированию, на не обнаруживаемый при записи вторичный дефект приводит также к некорректируемым искажениям информации при ее воспроизведении.

Задачей изобретения является обеспечение защиты потоков цифровой информации при их непрерывной записи на носитель, хранении и непрерывном воспроизведении от всех первичных дефектов независимо от их фактических размеров и расположения на носителе, а также от всех вторичных и третичных дефектов вплоть до заданных максимальных их размеров как в отдельности, так и в различных их сочетаниях, - за счет предварительного получения точных и полных знаний о наличии, размерах и расположении первичных дефектов по всему конкретному носителю и использования этих знаний для определения индивидуального размера интервала задержки записи потока цифровой информации на носитель, достаточного для упреждающего дополнительного. дефектозащитного кодирования исходных групп блоков данных с защитой от наихудшего сочетания разнотипных дефектов: выявленного первичного дефекта с наибольшим размером, возможных одного или нескольких вторичных дефектов с заданным максимальным размером и третичных дефектов заданного максимального размера, например, по одному в каждой группе вспомогательных групп блоков, с использованием совокупного корректирующего потенциала бездефектных исходных групп блоков данных на интервале задержки.

Техническим результатом изобретения является существенное повышение эффективности защиты потоков цифровых данных при их непрерывной записи, хранении и воспроизведении от первичных, вторичных и третичных дефектов носителей как в отдельности, так и в различных их сочетаниях, чем обеспечивается повышение надежности записи и хранения цифровой информации, продление сроков хранения записанной информации без потери качества и точности ее воспроизведения и сроков службы носителей.

Технический результат достигается тем, что в способе защиты потоков цифровой информации от дефектов носителя, включающем распределение потока до записи на носитель по блокам данных и группам блоков данных с установленными с учетом размерных характеристик дефектов носителя размерами, внутриблочное помехозащитное кодирование, дефектозащитное кодирование и дополнение служебными кодами групп блоков данных, запись кодированных и дополненных групп блоков данных на носитель и их контрольное воспроизведение непосредственно после записи с временным сохранением считанных и исходных групп блоков данных и обнаружением дефектных считанных групп блоков данных, дополнительное дефектозащитное кодирование дефектной считанной группы блоков данных путем установления для каждого ее дефектного блока группы из заданного числа вспомогательных задержанных исходных групп блоков данных, переопределения значений их дефектозащитных блоков с учетом исходного значения дефектного блока и формирования в их служебных кодах признаковых и адресных данных о дефекте, согласно изобретению, осуществляют запись на носитель последовательности групп блоков тестовых данных со структурой, аналогичной структуре кодированных и дополненных групп блоков цифровых данных, контрольное воспроизведение групп блоков тестовых данных с обнаружением первичных дефектов и формирование управляющей последовательности служебных признаковых и адресных кодов дефектных групп блоков и дефектных блоков в них, определяют для каждого первичного дефекта с учетом числа искаженных им блоков и заданного числа вспомогательных групп блоков на один дефектный блок размер соответствующего дефектозащитного интервала, устанавливают для каждого первичного дефекта или группы близко расположенных друг к другу первичных дефектов с учетом размера соответственно одного или группы их дефектозащитных интервалов, заданного максимального размера корректируемых вторичных дефектов, числа и расположения бездефектных групп блоков до и после дефекта или группы дефектов начальный и конечный адреса интервала упреждающего дополнительного дефектозащитного кодирования, формируют коды с признаковыми и адресными данными интервала упреждающего дополнительного дефектозащитного кодирования и входящих в него дефектозащитных интервалов и дополняют ими управляющую последовательность служебных кодов, устанавливают величину задержки записи потока цифровой информации на носитель с учетом значения наибольшего из интервалов упреждающего дополнительного дефектозащитного кодирования и записывают управляющую последовательность служебных кодов и код задержки записи на носитель, перед записью потока цифровой информации воспроизводят с носителя коды управляющей последовательности и задержки записи, задерживают в соответствии со значением кода задержки запись последовательности сформированных групп блоков данных на носитель и осуществляют на интервале задержки упреждающее дополнительное дефектозащитное кодирование в соответствии с текущими значениями служебных кодов управляющей последовательности.

На фиг.1 представлена структурная схема варианта устройства для осуществления способа, на фиг.2 представлены временные диаграммы, поясняющие сущность способа.

Устройство для реализации способа содержит (фиг.1) блок 1 управления, формирователь 2 тестовой последовательности, блок 3 распределения тестовой последовательности и входного потока цифровой информации по блокам данных (Б) и блоков по группам блоков данных (ГБ), блок 4 внутриблочного помехозащитного кодирования, дефектозащитного кодирования (ДЗК) и дополнения каждой ГБ кодовыми группами под служебные данные, блок 5 записи, блок 6 воспроизведения, блок 7 обнаружения дефектных ГБ и дефектных Б в них и формирования значений признаковых и адресных служебных кодов, формирователь 8 управляющей последовательности служебных кодов (УПСК), формирователь 9 значений признаковых и адресных кодов дефектозащитных интервалов (ДЗИ) и интервалов упрежденного дополнительного ДЗК, формирователь 10 кода задержки записи, блок 11 задержки записи, дополнительного ДЗК и упреждающего дополнительного ДЗК, блок 12 обнаружения дефектных и вспомогательных ГБ, выделения и коррекции значений служебных кодов, блок 13 задержки воспроизведенной последовательности ГБ и коррекции их искажений, формирователь 14 выходного потока цифровой информации.

Блок 1 управления подключен первым (1уп), вторым (2уп) и третьим (3уп) управляющими входами соответственно к шинам «Тестирование», «Запись» и «Воспроизведение» устройства, первым (1ус), вторым (2ус), третьим (3ус), четвертым (4ус) и пятым (5ус) установочными входами соответственно к шинам «m_КГ», «m_Б», «m_КБ», «D2 _МАКС» и «m_ГБ» устройства, первым выходом (1) к первым управляющим входам (1уп) блоков 3, 4, 5, 6, 7 и формирователей 2, 8, 9 и 10, вторым выходом (2) к вторым управляющим входам (2уп) блоков 3, 4, 5, 6, 7 и к управляющему входу (1уп) блока 11, третьим выходом (3) к третьему управляющему входу (3уп) блока 6 и к управляющим входам (1уп) блоков 12, 13 и 14.

Формирователь 2 выходом (1) подключен к первому информационному входу (1и) блока 3, подключенного вторым информационным входом (2и) к шине «Вход» устройства, первым (1ус) и вторыи (2ус) установочными входами к шинам «m_КГ» и «m_Б» соответственно, а выходом (1) к информационному входу (1и) блока 4, подключенного первым (1ус), вторым (2ус) и третьим (3ус) установочными входами к шинам «m_КГ», «m_Б», «m_КБ» соответственно, а выходом (1) к первым информационным входам (1и) блока 5, подключенного вторым информационным входом (2и) к выходу (1) формирователя 8, третьим информационным входом (3и) к выходу (1) формирователя 10 и четвертым информационным входом (4и) к выходу (1) блока 11, а выходом (1) к шине «На носитель» устройства. Выход (1) блока 4 подключен также к первому информационному входу (1и) блока 11, второй (2и) и третий (3и) информационные входы которого подключены соответственно к первому выходу (1) блока 6 и выходу (1) блока 7.

Блок 6 воспроизведения подключен информационным входом (1и) к шине «С носителя» устройства, вторым выходом (2) к информационному входу (1и) блока 7, выходом (1) подключенного к первым информационным входам (1и) формирователей 8 и 9, и третьим выходом (3) к информационным входам (1и) блоков 12, и 13. Выход (1) формирователя 9 подключен ко второму информационному входу (2и) формирователя 8 и к первому информационному входй, (1и) формирователя 10. Выход (1) блока 12 подключен ко второму информационному входу (2и) блока 13, подключенного выходом (1) к информационному входу 9! и 0 блока 14, выходом (1) подключенного к шине «Выход» устройства.

На фиг.2 показано; а) - пример распределения входного потока цифровой информации (в виде последовательности информационных кодовых групп (КГ) с установленным числом двоичных кодов, например байтов, условно изображенных вертикальными линиями), распределенного по блокам (Б) из m_КГ кодовых групп (в примере m_КГ=5 и каждый Б включает 4 информационных КГ и 1 контрольную ККГ) и группам блоков (ГБ) из m_Б информационных Б и m_ДЗБ дефектозащитных блоков (ДЗБ) (в примере представлена одна ГБ1, состоящая из m_Б=4 информационных и m_ДЗБ=1 одного ДЗБ) и дополнения каждой ГБ служебными кодами (СК); на рисунке КГ выделены фигурными скобками и соответствующими надписями снизу, а Б, ДЗБ, ГБ и СК отмечены линиями со стрелками и соответствующими надписями; б) - пример записанного на форматированный носитель фрагмента нумерованной последовательности кодированных и дополненных групп блоков тестовых или входных цифровых данных ГБ1-ГБ65 (на рисунке каждая ГБ условно представлена служебной частью в виде вертикального отрезка прямой большего размера и группой информационных, например, первых четырех Б, и одного ДЗБ в виде вертикальных отрезков прямой меньшего размера); номера ГБ здесь и далее условно считаются адресами ГБ; вертикальными прямоугольниками в ГБ2 и ГБ42 и надписями над ними условно обозначены соответственно признак П(n_{УПР.ДЗК}1)_НАЧ. и адрес А(ГБ2) начала и признак П(n_{УПР.ДЗК}1)_КОН. и адрес А(ГБ42) конца первого интервала n_{УПР.ДЗК}1 упрежденного дополнительного ДЗК для защиты от группы близко расположенных друг к другу первичных дефектов D1₁-D1₃, отмеченных обводкой и штриховкой; n_ДЗИ(D1₁), n_ДЗИ(D1₂) и n_ДЗИ(D1₃) - дефектозащитные интервалы (ДЗИ) с защитой соответственно от обнаруженных первичных дефектов D1₁, D1₂, и D1₃; n_ДЗИ(D2_МАХ) - дефектозащитный интервал с защитой,от возможных вторичных дефектов D2_МАХ на предшествующих ДЗИ; n_{ДЗИ РЕЗ}·(D2_МАХ) - резервный ДЗИ для защиты от возможного второго D2 на предшествующих ДЗИ; n_ДЗИ(D1₄) - дефектозащитный интервал с защитой от первичного дефекта D1₄, отмеченного обводкой и штриховкой; П(n_{УПР.ДЗК}1)_Н и А(ГБ43)_Н - признак и адрес начала и П(_{УПР.ДЗК}1)_К и А(ГБ65)_К - признак и адрес конца второго интервала n_{УПР.ДЗК}2 упрежденного дополнительного ДЗК; в) -развернутый пример осуществления в процессе записи последовательности ГБ цифровых данных вида рис.2,б упреждающего фактическое обнаружение D1₁ дополнительного ДЗК на ДЗИ(D1₁) с защитой от D1₁ (на рис.2, в выделен обводкой и штриховкой) с адресом А(ГБ30); операции занесения признаковых и адресных данных о дефекте в служебные КГ соответствующих пар вспомогательных ГБ условно показаны на рис.2, в линиями со стрелками от дефектных блоков ДБ1-ДБ4 дефектной ГБ30 к соответствующим служебным КГ, условно изображенным затемненными большими прямоугольниками и соответствующими надписями, а операции переопределения значений ДЗБ соответствующих пар вспомогательных ГБ условно отмечены затемнением представляющих их коротких отрезков прямой; D2₁ - вторичный дефект (отмечен обводкой и штриховкой), обнаруженный в режиме записи в результате контрольного воспроизведения сразу после записи подпоследовательности пар вспомогательных ГБ на n_ДЗИ(D1₁); крестиками условно отмечены блоки, искаженные третичными дефектами, появление которых возможно в режиме воспроизведения последовательности ГБ; г) - пример осуществления в режиме записи дополнительного ДЗК(D2₁) для защиты от D2₁ (показанного на рис.2, в) на предусмотренном ДЗИ n_ДЗИ (D2_МАХ) в составе интервала n_{УПР.ДЗК}1; все операции ДЗК(D2₁) на рис.2, г аналогичны операциям представленного на рис.2, в ДЗК(D1₁); искаженные в режиме воспроизведения третичными дефектами блоки так же условно отмечены крестиками.

Способ защиты потоков цифровой информации от дефектов носителей включает комплекс операций, реализующих специальные режимы тестирования носителя, записи потоков цифровых данных на носитель и их воспроизведения с носителя, и осуществляется, следующим образом.

В режиме тестирования носителя по сигналу «Тестирование», подаваемому на первый управляющий вход блока 1 управления, и по соответствующим управляющим импульсам с его первого выхода в формирователе 2 формируют подобную входной последовательности тестовую последовательность кодов, поступающую с выхода формирователя 2 на первый информационный вход блока 3, в котором в соответствии с установленными значениями m_КГ и m_Б тестовую последовательность разбивают на Б с m_КГ КГ и ГБ с m_Б Б, осуществляют внутриблочное помехозащитное кодирование, например, путем формирования контрольных КГ в Б (на рис.2, а - по одной ККГ в каждом Б), и с выхода которого тестовую последовательность ГБ подают на информационный вход блока 4, в котором осуществляют дефектозащитное кодирование (ДЗК) ГБ путем формирования и дополнения каждой ГБ установленным числом m_ДЗБ дефектозащитных блоков (ДЗБ) (в примере на рис.2, а, одним ДЗБ) и дополняют ГБ служебными кодами. Структура сформированной тестовой ГБ в условном виде представлена на рис.2, а и является подобной структуре ГБ входных цифровых данных.

Выбор значений параметров m_КГ и m_Б с учетом размерных характеристик потоков первичных D1, вторичных D2 и третичных дефектов D3 в предложенном способе существенно упрощается и уточняется по сравнению с известными способами, в частности, со способом-прототипом. Так, вместо задания заведомо неточного усредненного для всех носителей определенного типа максимального размера D1_МАХ корректируемых первичных дефектов в предложенном способе получают точные данные о размерах и адресах всех первичных дефектов каждого носителя и обеспечивают упреждающую защиту от них. Полученные одновременно данные о размерах и расположении бездефектных интервалов между первичными дефектами позволяют существенно повысить установленный максимальный размер D2_МАХ корректируемых вторичных дефектов вплоть до наибольшего размера первичных дефектов на носителе. Установление максимального размера D3_МАХ корректируемых третичных дефектов накладывает, как и в известных способах, ограничение только на минимальный размер блока данных.

С выхода блока 4 последовательность тестовых ГБ вида рис.2, б (адреса ГБ условно представлены их номерами от 1 до 65) подают на первый информационный вход блока 5, с помощью которого ее записывают на размеченный носитель. Непосредственно после записи ГБ с помощью блока 6 их воспроизводят, дешифруют и приводят к исходному, до записи, виду рис.2, б. С первого выхода блока 6 последовательность ГБ подают на информационный вход блока 7, в котором путем сравнения считанных ГБ с временно задержанными исходными тестовыми ГБ последовательно обнаруживают дефектные ГБ (на рис.2, б - ГБ30, ГБ32, ГБ34 и ГБ49) и дефектные Б в них (на рис.2, б - отмечены обводкой и штриховкой) и формируют соответствующие значения признаковых П(D1₁), П(D1₂), П(D1₃), П(D1₄) и адресных А(ГБ30: Б1-Б4), А(ГБ32: Б2-Б4), А(ГБ34: Б2-Б4) служебных кодов, в соответствующие моменты, поступающие с выхода блока 7 на первый информационный вход формирователя, 8, в котором формируют управляющую последовательность служебных признаковых и адресных кодов дефектных ГБ и дефектных Б в них, пополняемую при каждом обнаружении нового первичного дефекта, в следующем виде: П(D1₁), А(ГБ30: Б1-Б4); П(D1₂), А(ГБ32: Б2-Б4); П(D1₃), А(ГБ34: Б2-Б4); П(D1₄), А(ГБ49: Б2-Б4); и т.д. Одновременно указанные признаковые и адресные данные с выхода блока 7 поступают на информационный вход формирователя 9, в котором, во-первых, определяют для каждого первичного дефекта с учетом числа искаженных им Б и заданного числа m_ГБ (в примере m_ГБ=2) вспомогательных ГБ на один дефектный Б размер соответствующего дефектозащитного интервала, то есть n_ДЗИ(D1₁)=4×2=8Б, n_ДЗИ(D1₂)=3×2=6Б, n_ДЗИ(D1₃)=3×2=6Б и n_ДЗИ(D1₄)=3×2=6Б; во-вторых, по известным адресам дефектов определяют степень их близости друг к другу и, если расстояние между некоторыми из них не превышает заданное значение (например, не более одной ГБ), далее рассматривают группу таких дефектов (в примере, группа из D1₁, D1₂ и D1₃) как целое; в-третьих, для защиты от возможного вторичного, дефекта D2_МАХ в режиме последующей рабочей записи интервал упреждающего ДЗК предусмотрительно дополняют запасным дефектозащитным интервалом П_ДЗИ(D2_МАХ); в-четвертых, при наличии достаточного числа бездефектных ГБ в окрестности дефекта (группы дефектов) можно предусмотреть в составе интервала упреждающего ДЗК один или несколько резервных ДЗИ n_{ДЗИ,РЕЗ}.(D2_МАХ) для защиты от маловероятного, но возможного второго вторичного дефекта (все указанные ДЗИ на рис.2,б отмечены стрелками и соответствующими надписями); в-пятых, для каждого одиночного первичного дефекта (в примере D1₄) или группы первичных дефектов (в примере D1₁, D1₂ и D1₃) формируют значения признаковых и адресных кодов начала и конца интервалов упрежденного дополнительного ДЗК соответственно либо для отдельного первичного дефекта (на рис.2,б - П(n_{УПР.ДЗК}2)_НАЧ. и А(ГБ43), П(n_{УПР.ДЗК}2)_КОН. и А(ГБ65)), либо для группы близко расположенных друг к другу первичных дефектов (на рис.2,б - П(n_{УПР.ДЗК}1)_НАЧ и А(ГБ2), П(n_{УПР.ДЗК}1)_КОН. и А(ГБ42)).

С выхода формирователя 9 признаковые и адресные коды поступают в блок, 8 для, дополнения уже имеющихся в управляющей последовательности признаковых и адресных кодов соответствующих первичных дефектов. В результате выполнения тестового режима в блоке 8 получают следующую (в рамках рассматриваемого примера) дополненную управляющую последовательность признаковых и адресных кодов:

П₁(D1₁,D1₂ и D1₃): А,₁(ГБ30: Б1, Б2, Б3, Б4),

А2(ГБ32: Б2, Б3, Б4),

А3(ГБ34: Б2, Б3, Б4);

П(n_{УПР, ДЗК}1)_НАЧ: А(ГБ2);

П(n_ДЗИ(D1₁)): A(ГБ2, ГБ6, ГБ3, ГБ7, ГБ4, ГБ8, ГБ5, ГБ9);

П(n_ДЗИ(D1₂)): А(ГБ10, ГБ13, ГБ11, ГБ14, ГБ12, ГБ15);

П(n_ДЗИ(D1₃)): А(ГБ16, ГБ19, ГБ17, ГБ20, ГБ18, ГБ21);

П(n_ДЗИ(D2_МАХ)): А(ГБ22, ГБ26, ГБ23, ГБ27, ГБ24, ГБ28, ГБ25, ГБ29);

П(n_{ДЗИ.РЕЗ.}(D2_МАХ)):А(ГБ35, ГБ39, ГБ36, ГБ40, ГБ37, ГБ41, ГБ38, ГБ42);

П(n_{УПР.ДЗК}1)_КОН.: А(ГБ42).

П₂(D1₄): А(ГБ49: Б2, Б3, Б4);

П(n_{УПР.ДЗК}2)_НАЧ.: А(ГБ43);

П(n_ДЗИ(D1₄)): А(ГБ43, ГБ46, ГБ44, ГБ47, ГБ45, ГБ48);

П(n_ДЗИ(D2_МАХ)): А(ГБ50, ГБ54, ГБ51, ГБ55, ГБ52, ГБ56, ГБ53, ГБ57);

П(n_{ДЗИ,РЕЗ.}(D2_МАХ)):А(ГБ58, ГБ62, ГБ59, ГБ63, ГБ60, ГБ64, ГБ61, ГБ65);

П(n_{УПР.ДЗК}2)_КОН.: А(ГБ65).

С выхода формирователя 9 признаковые и адресные коды поступают также в формирователь 10, в котором по признакам и адресам начала и конца всех интервалов, упреждающего ДЗК определяют их размеры в единицах ГБ, устанавливают с учетом значения наибольшего из размеров (в примере наибольший размер в 41ГБ у интервала n_{УПР.ДЗК}1) величину n_{ЗАД.ЗАП.} задержки записи, превышающей на установленное значение, например, на n_ДЗИ(D2_МАХ), наибольший размер, и формируют двоичный код соответствующего числа ГБ.

С выходов формирователей 8 и 10 управляющую последовательность и код задержки записи подают соответственно на второй и третий информационные входы блока 5, с помощью которого их записывают для надежности несколько раз на заранее установленные места носителя.

В режиме записи потока цифровой информации, поступающего на шину «Вход» устройства, по сигналу «Запись» и соответствующим управляющим импульсам, со второго выхода блока 1 с помощью блока 6 воспроизводят управляющую последовательность и код задержки записи с установленного места носителя, поступающие с его первого выхода на второй информационный вход блока 11, в котором их сохраняют в течение всего режима записи. С помощью блоков 3 и 4 преобразовывают цифровой поток, как и в режиме «Тестирование», в соответствии с установленными значениями m_КГ, m_Б и m_ДЗБ в последовательность ГБ вида рис.2,а, подаваемую на первый информационный вход блока 11, в котором сравнивают текущие адреса поступающих ГБ с адресом первой дефектной группы ГБ30 в управляющей последовательности, соответствующей первому признаку дефекта П₁(D1₁, D1₂ и D1₃), и как только происходит совпадение указанных адресов, становятся доступными значения ее блоков Б1-Б4, которые будут искажены дефектом D1₁ при их последующей записи на носитель. После этого начинается последовательное выполнение команд приведенной выше управляющей (Последовательности служебных кодов: в служебные КГ ГБ2 заносят значения признака П(n_{УПР.ДЗК}1)_НАЧ. и признака П(n_ДЗИ(D1₁)), по которым выполняется стандартная процедура дополнительного ДЗК(D1₁), представленная в развернутом виде на рис.2,в и включающая операции записи значений признаковых и адресных данных, например, П(D1₁) и А(ГБ30: Б1), в служебные коды вспомогательных ГБ2 и ГБ6, а также переопределение их ДЗБ путем погруппового подсуммирования по установленному модулю значения Б1 к значениям обоих ДЗБ, и т., д.; по признакам П(n_ДЗИ(D1₂)) и П(n_ДЗИ(D1₃)) проводят аналогичные стандартные процедуры дополнительного ДЗК(D1₂) и ДЗК(D1₃); по признакам П(n_ДЗИ(D2_МАХ)) и П(n_{ДЗИ,РЕЗ.}(D2_МАХ)) осуществляют либо пропуск предусмотренных пар вспомогательных ГБ и запись в последнюю ГБ42 интервала. n_{УПР.ДЗК}1 признака П(n_{УПР.ДЗК}1)_КОН. его конца - при отсутствии на уже записанных и подвергнутых контрольному воспроизведению предшествующих ДЗИ вторичных дефектов, либо, как это показано в примере на рис.2,г, осуществляют стандартную процедуру дополнительного ДЗК(D2₁) с занесением признаковых и адресных значений в служебные КГ вспомогательных ГБ24-ГБ29 и соответствующих переопределений значений их ДЗБ.

При совпадении адреса текущей ГБ49 на входе блока 11 с признаком П(D1₄) и адресом ГБ49 следующего дефекта, как и в предыдущем случае, заносят в служебные КГ ГБ43 признак П(n_{УПР.ДЗК}2)_НАЧ. начала второго интервала упреждающего ДЗК, осуществляют процедуру дополнительного ДЗК на интервале П_ДЗИ(D1₄) и, ввиду отсутствия вторичных дефектов, пропускают интервалы П(n_ДЗИ(D2_МАХ)) и П(n_{ДЗИ,РЕЗ.}(D2_МАХ)) и заносят в ГБ65 интервала n_{УПР.ДЗК}2 (значение признака П(n_{упр.дзк}2)_КОН. его конца.

Таким; образом, в результате выполнения режима записи последовательности ГБ входных цифровых данных на носитель данные управляющей последовательности служебных кодов, обеспечивающей защиту ГБ. от всех, первичных и от выявленной ранее при тестовой записи части вторичных дефектов, оказываются встроенными в помеченные бездефектные ГБ записанной на носитель последовательности ГБ входных цифровых данных.

B режиме воспроизведения потока данных с носителя по сигналу «Воспроизведение», подаваемому на третий управляющий вход блока 1 управления, и по соответствующим управляющим сигналам с его третьего выхода. с.помощью блока 6 воспроизводят сначала управляющую.последовательность служебных кодов и код задержки записи, поступающие с третьего выхода блока 6 на информационные входы блоков 12 и 13 для сохранения на все время воспроизведения данных, после чего воспроизводят поток ГБ. В блоке 12 выделяют значения признаковых и адресных служебных кодов в воспроизводимых ГБ, осуществляют контроль их достоверности путем сопоставления с, значениями соответствующих служебных кодов управляющей последовательности и в случаях искажений значений считанных служебных кодов корректируют их значения, а также обнаруживают дефектные ГБ и дефектные Б в них, искаженные первичными, вторичными и третичными дефектами, и формируют необходимые для их восстановления значения признаковых и адресных служебных кодов.

В блоке 13 последовательность воспроизведенных ГБ, поступающую на его первый информационный вход, задерживают на заданное значением кода задержки число ГБ и по признаковым и адресным сигналам, поступающим с выхода блока 12 на его второй информационный вход, осуществляют восстановление значений дефектных Б в искаженных первичными, вторичными или третичными дефектами ГБ. При этом восстановление дефектного Б в искаженной вторичным или третичным дефектом воспроизведенной ГБ, расположенной вне интервала упреждающего дополнительного ДЗК, осуществляют, как и в способе-прототипе, либо с помощью операции погруппового суммирования по установленному модулю значений всех остальных Б дефектной ГБ (например, ГБ1 на рис.2,в и ГБ21, ГБ22 и ГБ23 на рис.2,г) - в случае третичного дефекта, либо с помощью операции, погруппового суммирования по установленному модулю значений всех Б, включая ДЗБ с переопределенным значением, вспомогательной ГБ с признаком вторичного дефекта и адресами дефектной ГБ и ее дефектного Б в служебных кодах соответствующего ДЗИ (например, ГБ24, ГБ26 и ГБ28 интервала ДЗИ(D2₁) на рис.2,г) - в случае вторичного дефекта.

В пределах воспроизведенных интервалов упреждающего дополнительного ДЗК, отмеченных признаками и адресами начала и конца (в примере на рис 2,б интервал n_{УПР.ДЗК}1 отмечен признаками П(n_{УПР.ДЗК}1)_НАЧ. и П(n_{УПР.ДЗК}1)_КОН. и адресами А(ГБ2) и А(ГБ42) соответственно, интервал n_{УПР.ДЗК}2 - признаками П(n_{УПР.ДЗК}2)_НАЧ. и П(n_{УПР.ДЗК}1)_КОН. и адресами А(ГБ43) и А(ГБ65)), восстановление значений дефектных Б осуществляют по-разному в, зависимости от типов дефектов и сочетаний разнотипных дефектов. При наличии одного, первичного дефекта (например, D1₄ на n_{УПР.ДЗК}2) или группы первичных дефектов (например, D₁, D1₂ и D1₃ на n_{УПР.ДЗК}1 восстановление искаженных ГБ осуществляют, например, в порядке следования соответствующих им ДЗИ, отмеченных признаками начала и адресами вспомогательных ГБ (например, как показано на рис.2,в для интервала n_ДЗИ(D1₁)), и в порядке следования групп вспомогательных ГБ на каждом ДЗИ. Путем погруппового суммирования по установленному модулю значений всех Б каждой ГБ группы вспомогательных ГБ определяют исходное значение соответствующего дефектного Б, адресные данные которого содержатся в служебных кодах ГБ, и размещают полученное исходное значение в соответствии, с адресными данными (например, как показано на рис.2,в, определенное в ГБ2 исходное значение дефектного блока с адресом А(ГБ30, Б1) заносится в блок Б1 группы ГБ30).

При наличии на интервале упреждающего ДЗК (например, на n_{УПР.ДЗК}1) помимо группы первичных дефектов вторичного дефекта (например, как показано на рис.2,в, вторичного дефекта D2₁ на дефектозащитном интервале n_ДЗИ(D1₁)), защита от которого была осуществлена в режиме «Запись» путем формирования специального дефектозащитного интервала (в примере на рис.2,г n_ДЗИ(D2₁) в пределах предусмотренного в интервале упреждающего ДЗК (в примере n_{УПР.ДЗК}1) запасного интервала n_ДЗИ(D2_МАХ)), в первую очередь восстанавливают дефектные Б в ГБ, искаженной вторичным дефектом (в примере на рис.2,в блоки Б1, Б2 и Б3 в ГБ6), после чего восстанавливают дефектные. Б в ГБ, искаженной первичным дефектом (в примере на рис.2,в блоки Б1, Б2, Б3 и Б4 в ГБ30). Восстановление каждого дефектного Б осуществляют путем погруппового суммирования по установленному модулю значений всех Б каждой ГБ соответствующей группы вспомогательных ГБ и размещения полученного исходного значения дефектного Б в соответствии с адресными данными, содержащимися в служебных кодах вспомогательных ГБ.(например, как, показано на рис.2,в и рис.2,г, определенное по значениям Б вспомогательных ГБ24 и ГБ27 исходное значение дефектного блока с адресом А(ГБ6, Б1) заносится в блок Б1 группы ГБ6). Рассмотренное сочетание первичных и вторичного дефектов скорректировать с помощью известных способов не удается.

При наличии на дефектозащитных интервалах n_ДЗИ(D1₁) и n_ДЗИ(D2₁) того же интервала n_{УПР.ДЗК}1 упреждающего ДЗК вместе с соответственно первичным D1₁ и вторичным D2₁ дефектами третичного дефекта, например, в каждой группе вспомогательных ГБ (на рис.2,в и рис.2,г третичные дефекты условно отмечены двойным зачеркиванием), сначала выполняют вышеописанным образом восстановление значений Б, искаженных вторичным D2₁ и первичным D1₁ и дефектами, в результате которого становятся известными значения Б, участвовавших в переопределении ДЗБ искаженных третичными дефектами вспомогательных ГБ, после чего осуществляют восстановление значения дефектного Б в каждой такой группе вспомогательных ГБ путем погруппового сложения по установленному модулю соответствующего ставшего известным значения Б, участвовавшего в переопределении ДЗБ дефектной вспомогательной ГБ, и значений всех Б этой ГБ кроме ее дефектного Б.

Таким образом, применение способа защиты потоков цифровой информации от дефектов носителей обеспечивает существенное повышение эффективности защиты потоков цифровых данных от всех и любого размера первичных дефектов, вторичных и третичных дефектов вплоть до заданного их максимального размера как в отдельности, так и в различных их сочетаниях и, как, следствие, повышение надежности записи и хранения информации, продление сроков хранения записанной информации без потери качества ее воспроизведения и сроков службы носителей.

Способ защиты потоков цифровой информации от дефектов носителя, включающий распределение потока до записи на носитель по блокам данных и группам блоков данных с установленными с учетом размерных характеристик дефектов носителя размерами, внутриблочное помехозащитное кодирование, дефектозащитное кодирование и дополнение служебными кодами групп блоков данных, запись кодированных и дополненных групп блоков данных на носитель и их контрольное воспроизведение непосредственно после записи с временным сохранением считанных и исходных групп блоков данных и обнаружением дефектных считанных групп блоков данных, дополнительное дефектозащитное кодирование путем установления для каждого дефектного блока группы из заданного числа вспомогательных задержанных исходных групп блоков данных, переопределения значений их дефектозащитных блоков с учетом исходного значения дефектного блока и формирования в их служебных кодах признаковых и адресных данных о дефекте, отличающийся тем, что осуществляют запись на носитель последовательности групп блоков тестовых данных со структурой, аналогичной структуре кодированных и дополненных групп, блоков цифровых данных, контрольное воспроизведение групп блоков тестовых данных с обнаружением первичных дефектов и формирование управляющей последовательности служебных признаковых и адресных кодов дефектных групп блоков и дефектных блоков в них, определяют для каждого первичного дефекта с учетом числа искаженных им блоков и заданного числа вспомогательных групп блоков на один дефектный блок размер соответствующего дефектозащитного интервала, устанавливают для каждого первичного дефекта или группы близко расположенных друг к другу первичных дефектов с учетом размера соответственно одного или группы их дефектозащитных интервалов, заданного максимального размера корректируемых вторичных дефектов, числа и расположения бездефектных групп блоков до и после дефекта или группы дефектов начальный и конечный адреса интервала упреждающего дополнительного дефектозащитного кодирования, формируют коды с признаковыми и адресными данными интервала упреждающего дополнительного дефектозащитного кодирования и входящих в него дефектозащитных интервалов и дополняют ими управляющую последовательность служебных кодов, устанавливают величину задержки записи потока цифровой информации на носитель с учетом значения наибольшего из интервалов упреждающего дополнительного дефектозащитного кодирования и записывают управляющую последовательность служебных кодов и код задержки записи на носитель, перед записью потока цифровой информации воспроизводят с носителя коды управляющей последовательности и задержки записи, задерживают в соответствии со значением кода задержки запись последовательности сформированных групп блоков данных на носитель и осуществляют на интервале задержки упреждающее дополнительное дефектозащитное кодирование в соответствии с текущими значениями служебных кодов управляющей последовательности.