JPS60201727A - 2進デ−タの符号化方式 - Google Patents

2進デ−タの符号化方式

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JPS60201727A
JPS60201727A JP5800684A JP5800684A JPS60201727A JP S60201727 A JPS60201727 A JP S60201727A JP 5800684 A JP5800684 A JP 5800684A JP 5800684 A JP5800684 A JP 5800684A JP S60201727 A JPS60201727 A JP S60201727A
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JP5800684A
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Yoshihiro Tokuume
徳梅 喜啓
Shigeo Tsujii
重男 辻井
Kaoru Kurosawa
馨 黒澤
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、磁気ディスク、光ディスク等の電子機器にお
いて、2進データを記録媒体に記録し又は記録媒体から
再生するに際し、2進データ系列をデータ処理に適した
2連符号系列に変換する2進データの符号化方式及び/
又は該符号化方式を有する電子機器に関する。
従来から、磁気ディスク、光ディスク等の電子機器にお
いては、美大な情報を記録することが必要で記録媒体に
2進データを記録するに際し、記録密度を向上させるこ
とが不可欠であった。
一般的に符号化方式は、元のデータmビットるnビット
符号に変換し、この符号をNRZ工変換したものが記録
波形パターンとなる。つtb符号ビット−“を反転、符
号ビット″″0”を反転なしに対応させたものが記録波
形ノくターンとなる。符号化方式は一般に(m、n、l
、IC)という4りのパラメータで表現される。
次に上記パラメータを用いた用語について説明する。
T:データビット間隔 T’min == −(d+ 1 ) T :最小反転
間隔Tmax = −(k+1 )T :最大反転間隔
Tw=−T:検出窓幅(復調位相余裕)DBV(Dig
ital 8nm Variation、累積電荷変動
):符号をNRZI変換した記録波形パターンのHlg
hlevelを+I Low 1eve1を−1とし九
とき(F) 記録波形パターンにりいての積分値。
DBVが限夛なく大きくなる可能性があるときその符号
は直流成分を持っている。DBVの変動範囲が有限のと
きDO7リーである。
OD8(Oodeword Digital Rum)
 + 1 ツの符号の最初から最後までのDBV0 なお、以下には上記記号を用匹て説明する。
又、従来から符号化方式の代表的なものとして。
(1) A、M、Patθ11″’jcnaoaer 
and I)ecoaer for !L Byte−
Or 1entea (0+ 5 )e/900dJ 
” +よりM TechnicalJ)isalogu
rjs Bulletln、Vol、18.No、I 
June1975 (p248) (2) A、M、Patel、”Oharge−Oon
strained Byte −0rientea (
0,3)Code”、よりM TechnicalDi
sclosure Bulletin、Vol、19.
No、7.December19716(p2715) があげられる。(1)は(a、p、o、3)符号化方式
であシ=(2)#1(1)の(8,?、0.3)符号を
2個連結した後接続ビットを2ビツト付加する仁とによ
ってDCフリー符号としたものであシ、結果としてDC
フリー(a、1o、o、g)符号となってhる。
(1)の方式ではTm1n W −T = 0.139
 TTmax = −X4 T = 5.56 T(2
)の方式ではTm1n == −T = 0.8 T0 Tmaz = −X 4 T = 5.2 TD でかつDO7リーとなっている。しかし、この方式は符
号を2個連結し九後、っt〕18ビット後にしかもDO
アフリ−するための接続ビットが付加できないためDE
IVの変動範囲が有限ではあるが大きくなってしまう。
なお、符号化方式にり^て、重要なことを述べると、T
m1n 4Cついては、高周波成分を含まず、帯域制限
の影響を受けにくくするために、Tm1nは太きi方が
良い。又、・Twは、パルス間の区別がつきにくくなら
ないように大きい方が良匹。
又、 Tmaxはできるだけ小さく、Tm1nとrma
xの差を小さくして同期をとシやすく、又低周波成分を
少なくするため、 Tmaxは小さい方が良い。
以上説明したことから、本発明は、k=12と従来より
小さく、きわめて同期がと)やすく、低周波成分が少な
(Twin、Twがともに0.8Tと大きな値をもつ、
符号化方式及びこれを用いたDO7り一符号化方式を提
供し、又、更に上記符号化方式を有する磁気ディスク、
光ディスク等の電子機器を提供する仁とを目的としてい
る。
以下、本発明について図面を参照し、詳細に説明する。
第1図は磁気ディスク、光ディスク等のゲイジ、タル変
調方式を行なう電子機器の構成ブロック図である。、1
は情報源又はその入力部であシ、2は情報源1の情報の
冗長性を抑圧するための情報源符号化部である。なお、
帯域圧縮#′i、アナログ的に伝送周波数帯域を圧縮す
るもので、高能率符号化はディジタル的に、1画素(標
本値)当りの平均ビット数を低減しようとするもので、
その意味からは振幅圧縮に近い。s#i通信路、伝送路
チャネル符号化部で、誤如訂正、ディジタル変調等が含
まれる。4は上記磁気ディスク、光ディスク等の記録再
生系である。又5,6は上記符号化部2,5で符号化デ
ータを復号化するための復号化部である。7#:を以上
の処理によって得られた情報を出方する出力部である。
jI2図は、上記記録再生系4の1例を示す構成図でビ
デオディスクに応用した例である。
先ず信号記録系から述べる。入力データに基づき信号源
8からのドライブ信号にょシ光源9例えば半導体レーザ
は点滅発光をする。なお、信号源aVi第1図における
符号化部2,3を含んで込る。光源9によシ発光された
光束はコリメ−ターレンズ10によ)平行光束となシ、
グレーティング11、偏光板12透過反射率が偏光依存
性を有する光学索子13を通過する。対物レンズ14に
よシ、垂直磁気記録体15上に点像を作る。半導体レー
ザー光は、光学素子13に対して大略P偏光となってい
るが、偏光板12も偏光方向をP方向に設置されている
グレーティング11けトラッキング検出用のサブ・スポ
ットを対物レンズ14にて垂直磁気記録媒体15上に結
ばせる為の光束角度分離を行なう。
この時グレーティング110作用により記録体15上に
は5個の点像が出来る。この3つの点像のうち再生の際
のトラッキング信号検出に用いる2つの点像はグレーテ
ィング11の±1次回折光、残シの1つは非回折光(零
次光)である。グレーティング11による回折効率の設
定によシ、この2つの点像では信号記録を行なわず、非
回折光のみの点像で信号記録を行なうのは容易である。
円筒レンズ16と4分割デテクター17との組合せは、
点像を焦点正しく結ぶ為に対物レンズ14の位置を調整
する為のオートフォーカス信号を得る為のものである。
4分割デテクター17からの信号は、信号分配器18で
2系統に分割し、一方はオートフォーカス信号、一方#
−を記録信号の出力、モニター用とする。なお、この出
力if m 1図で説明した復号化部5,6.情報出力
部7を含めている。
また記録時はトラッキング信号検出用デテクター19.
20からの差動信号はOFF状態とする。
次に、信号再生系について述べる。
信号源8から一定レベルの信号を与え、光源9を一定光
量発光状態とする。また、この時の光量は先に述べた如
く記録された磁区パターンが反転しない程度の光量に調
整される。コリメーター10、グレーティング11、偏
光板12、光学素子13を透過した光束は対物レンズ1
4によシ記録体上に3ケの点像を結ぶ。記録体15から
の光束はカー効果によル偏光面の変調を受けておシ、光
分割光学素子13と検光子21との系でデテクター17
.19.20には明暗の変調状態となシ入射する。デテ
クター17からの信号は2系緋に分配し、一系統はオー
トフォーカス信号、他方は再生用信号とする。
またデテクター19.20の信号を差動AMP 22で
差分し、その信号を持って対物レンズを左右に揺動させ
トラッキングを行なう。
なお、光学素子15の作用によシ再生系では高いコント
ラストの明暗パターンが検出され得る。
尚、記録時と再生時の間での光量調整手段として、光学
素子13と記録媒体15との間に772デイ一回転素子
を入れることができる。
7アラデイ一回転零子は、例えばY工G(イツトリウム
・鉄・ガーネット)結晶や希十類がドープされたガラス
等で作られているもので、磁場を印加するととKよ)光
束の偏光面を回転することができる。この7アラデイ一
回転素子を用いる理由は以下の如きである。
記録時の記録体15からの反射光の偏光方向と、再生時
のカー回転を受けた反射光の偏光方向とは異なる。従っ
て、反射光束が光分割光学素子151Cよシ入射光束と
分離され、検光子21を透過する光量が異なる。
まえ、再生時には、記録された磁区パターンが反転しな
いように、光源の発光光量を記録時よシ下げなければな
らないので、この要因によっても検光子21を透過する
光量は記録時と再生時とで異なる。
円筒レンズ16を通して、配縁信号並びにオートフォー
カス信号を検出するための4分割デテクタ17に導びか
れる光束の光量が大幅に異なると、記録時と再生時でデ
テクタ17の感度切シ換えを行なう必要性が生じる。
7アラデイ一回転素子は記録時に適当に磁場をかけ、記
録光束の偏光面を回転させることによ)、光学素子13
と検光子21との組合せでデテクタ17に入る光量を調
整し、上記問題の解決を行なうものである。
なお、本例では、ビデイオディスクについて述べ九が、
これに限る必要は全くなく、ワークスチー 7 wン、
プリンタ、ホストコンピュータ、次に、本発明である符
号化方式(第1図における1、2.3に相当)について
説明を行う。
D、T、Tang and L、R,Bahl、@Bl
ock 0otlea for aolass of 
0onstrainecl No1seless Ch
annelg”。
工nformation aM 0ontro1.Vo
l、17,1970.p456によると長さnビットの
に制限符号つまJa=0でkが有限値の符号の個数は次
のNk (n)でまることが証明されている。
Nk(n)= 2” (0<n≦k) この式を使って計算した結果を第1表に示す。
第 1 表 この第1表によJ)n=10でに=2(n=o )なる
符号の数は504個あることがわかる。しかしこれらの
符号を連結させていくときに第3図に示したように符号
間の接結部でに=2の制限が破れることがある。しかし
、第4図の様に10ビット符号を構成できると符号の連
結によってもにミ2の制限が破れることはない。
りtシ第4図(、)は最初のビットが必ず1である符号
であシ最後が1で中間の8ビツトはに=20に制限符号
である。これは第1表よシ149個存在する。第4図(
b)は最初のビットが必ず1である符号であり最後の2
ビツトが10で中間の7ビツトかに=20に制限符号で
ある。これは第1表よ981個存在する。第4図(c)
は最後のビットが必ず1である符号であシ、最後の3ビ
ツトが100で中間の6ピツトかに=20に制限符号で
ある。これは第1表よシ44個存在する。
以上よシ第4図の様に構成された連結しても1(=2の
制限の破れないに制限符号の個数は、274個存在する
データを8ビツト毎に分離し、これを10ビツトの符号
に変換することを考える。すると、8ビツトデータは2
@=256通シ存在し、第4図の10ビット符号の個数
274個よシ小となっている。よって27411mの符
号の中から適当に256個を選び出し、これを256個
の8ビツトデータと1対1に対応させることによって(
m+”+dyk) =(8,1o、o、z)符号が実現
できることがわかる。次に第4図(a)+(1))、(
0)の各符号の具体的作成の実施例を述べる。これは第
5図の状態遷移図に従うとよい。ここで81,82.8
5は3つの状態で81が初期状態である。≠のDFiデ
ータビットを示し、Oは符号ビットを示す。第6図に第
4図(Q)の6ビツトの1(=20に制限符号の作成方
法を示す。i4図(!L) (b)についても同様であ
る。第6図を具体的に説明する。まず6ビツトデータ(
D、・・・n6)を用意する。(D、・・・D、)Fi
(0・・・O)、(o・・・1)t(0・・・10)・
・・と1ずつ増加する順序で並べる。6ビツト符号を(
a、・・・a、 )で表す。まず(D、・・・D、 )
=(0・・・0)のときを述べる。第5図の状態遷移図
よJD、=QでC3=1を発生する。次にD2;0でC
7=1を発生し以下同様にしてD6=0で06=1を発
生し、第1番目の符号を作成し終わる。以下同様である
が(D、・・・D、 ) =(ooolll)のとき最
後のビット1で8topに行く。これは(000111
)からは符号が作成できないことを意味する。
以下同様に符号を作成してゆき、符号が44個作成でき
るまでこの操作をく9返す。そして(D、〜D6)=(
110110)で(a、・・・a、 )==(0010
01)を作成し、44個すべてが抽出される。第4図(
a)あるいけ(b)の場合はそれぞれデータを(D、・
・・D、 ) (D、・・・D8)にして符号(a、・
・・C,) (O,・・・a、 )を作成すればよい。
以上の様にして抽出した274個の連結によってもに制
限の破れない符号のうち256個を適当に選び、256
個の8ビツトデータと1対1に対応させることによって
(8,10,0,2)符号化方式が実現できる。なお前
述したように、Cm+ ”T d+ k) =(8H1
0T Ow 2 )である。選ばれた256個の符号は
ROMに書込み1ookup tab1e方式でデータ
と対応させればよい。
次に1つの符号毎、つまシ10ビット毎にDCフリーに
するための操作を行ない、DBV (Digita11
3um Variation)の変動範囲を小さくし、
直流変動の抑圧効果の大きいDO7!J−符号を作る説
明を行なう。第7図は、符号化の構成ブロック図で第1
図における1、2.3に和光する部分の構成ブロック図
である。まず以下に、上記ブロック図において行われる
符号化のアルゴリズムについて説明する。
s’rgp1 : D8V== o 、 p= oをセ
ット5TJliP2 :前述の符号化方式によって、8
ビツトデータを10ビツトの符号(Wと 名付けるまたWの先頭ビット(必ず 1である)をW、と名付ける)変換す る。
8TJ!tP3 : ODSを計算する。
5rJl!p4: (1)もしPeQか−1) Sig
n DBV ! 111gn0Da &らばW、を反転
サセD8V =DBV−ODBとセットする。
(11)もしp=Qかりslgn DBV Jy 81
gn0DI3ならばW、は無反転テDlff 、=D8
V+ODBとセットする。
Qii)もしP=iか’:) sign DSV = 
51gn0DEならばW、は無反転テD8V =D13
V−ODEとセットする。
QV)もしp=1かっsign DBV + 54gn
0DS すらばW、を反転サセD8V =DEIV +
 ODSとセットする。
5TEP4の操作終了後の符号WをTと名付ける。
なおPを1wの数が偶数なら0とし、奇数なら1となる
72グである。また符号WをHRZX変換した2値信号
のHlgh 1evel (1)を+1とし、Low 
1evel (0)を−1として、仁の総和をとった値
をODS (Oodewora Digital 8u
m )とする。ただしWをNRZ工変換し念2値信号は
Low 1evelから開始させるものとする。またs
ign ODSの極性を示す(+or−)ただし、OD
Sが0のとき51gnCD8は十とする。
s’rips : p=po(y)p )ただし■は排
他的論理和を示す。
W′を符号として出力する。
BTHP6 +次の符号化を行うためSTJ!!P2に
ジャンプする。
上記アルゴリズムの説明に基づき、第7図のに入力され
これよシ前述のルックアップテーブル方式によjl) 
ROM 51よシ対応する10ビット符号を読み出し3
2のシフトレジスタにパラレルに入力される(上記アル
ゴリズムの5TfliP5 )。
この10ビット符号は同時に35の77トレジスタにも
入力される。33にロードされている10ビット符号は
34のNRZ工変換器に通され。
NRZ工変換される。このNRZ X変換された符号の
@1”の数を35のOD8カウンタムにょシ、また@I
O″mの数を36のOD8カクンタBによ)カラントし
、それぞれの値は37及び5BのレジスタAルジスタB
に蓄積される(上記アルボ!J 、(A〕BTBPS 
)。5417) NRZI変換器は第8図で構成され、
第8図の@は入力端子59は排他的論理和回路40は1
ビツトの遅延素子■け出力端子を示す。又、0D13の
計算は第7図の減算器4によって37のレジスタAの内
容から38のレジスタBの内容を引くことによ請求まシ
、この結果は42のCD8レジスタに蓄えられる。
次ニ、上記アルゴリズムのE?Tj!iP4であるが(
1)〜動の場合分けは (1)仁≠ p (OqΦaq)=1 (+1) #−>P (OqΦaq)=1(iii) 
<==> P Cへ(f) A−q ) = 1Qψに
)=> P (Oq■dq)=1と同値であシ、この判
別け43の論理回路で行なう。ただしPは第7図44の
値であシ1か0である。Oqは42のODEレジスタの
MEiBであシ、(lqは45のDSVレジスタのME
IBである。レジスタの内容は2の補数表示であるので
MBBが1のとき負であシ、0のとき正なる数を示すた
めDSVとCD8の極性の比較はcqとaqの比較のみ
でよい。■は排他的論理和を示す。上記4つのフラッグ
信号をもと1c43の論理回路はもしく1)の72ツグ
がたっておれば46のW、のビットを反転サセD8V 
= DSV −ODS ノ演算を47の加減算器で行な
わせ、演算結果を45のD8Vレジスタに格納する。第
9図に上記4つのフラッグ信号の発生回路の具体例を示
す。なお詳細は省略する。以上の様にして8T]P4が
終了する。次に87ffP5であるが、符号W′をシフ
トレジスタ52よシ出力し■48の出力端子よシ出力す
るとともに48のP7リツプ70ツブAにてW′の中の
1の個数の偶奇を識別する。つまシ1の個数が個数のと
き48は0とな)、奇数のとき1となるようにする。こ
れは48の7リツプ70ツブの初期値を0としておき1
がくるたびに反転するようにすればよい。この内容は4
90バツフアに蓄えられる。セして50の排他的論理和
回路部によりバッファ49とP44の内容の排他的論理
和がとられその結果が44のPに格納される。以上で5
TAP5が終了し、再び8THP2に戻シ同様のことを
くシ返すわけである。
以上、詳述したように、本願発明の方式(8゜10.0
.2)符号によれば、 Tm1n =−= 0.8 T 、 Tmax =−(
2+1 )Tm2.4 T10 10 Tw = −T = 0.87であシ、従来方式で代表
的0 な(L?+0+3)では、 Tm1n =−Tm0.89 T 、 Tmax =−
(5+1 )=3.569 Tw=−Tm0.89 Tであシ、例えばこの方式と本
方式を比較すると本方式ではTm1n +Twの若干の
減少でTmaXが大幅に減少できておシ、同期がとシや
すく、低周波成分のよシ少ない方式となっている効果が
ある。なお他の方式と比較しても同様である。又、(8
e10eO+2)符号を使ってDCフリー符号を実現し
九ものである。また、第2図に示した274個の符号の
中から256個を選ぶに際し、Wg4図(a)の符号1
94個と第4図(1))の符号81個と第4図(c)の
符号の中から26個を選ぶことによシ符号の連結部分で
に制限の破れる場合の数が最小とでき効率的な符号化が
行なえる効果がある。
又、本方式は(8,10,0,2)符号を基にして作っ
ているため、10ビット符号の連結部分でのみに=2が
破れる可能性を有する。したがって従来方式よシも低周
波成分が少なく同期もとシやすいDO7り一符号が作れ
る効果がある。
本方式は1つの符号毎つまシ1θビット毎にDO7!J
−にするための操作(符号の先頭ビットW、の反転ある
いは無反転の操作)を行なうため、D8’V(Digi
tal Sum Variation)の変動範囲が小
さく、直流変動の抑圧効果の大きいDCクリ−符号が作
れる効果がある。なお本発明は、8ビツトから10ビツ
トの符号化に限らず、そのら5ビツトの符号化又、上記
以外の例えば3ビットから丙ビット等の符号化又は復号
化においても、それぞれ同様に適用できる。又、以上説
明したように1本発明によれば、効率の非常に高匹、又
高精度のデータの取扱いが可能な電子機器を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
#11図は電子機器の構成ブロック図、fg2図は記録
再生系の1例を示す構成図、第3図は符号間の接続部の
説明図、 第4図は10ビツト構成の符号の説明図、制限符号の作
成方法を示す図、 第7図は符号化の構成ブロック図、 第8図は排他的論理和回路の構成ブロック図、第9図は
フラグ信号の発生回路の具体例を示す図。 1・・・情報源 2・・・情報源符号化 3・・・チャネル符号化 31・・・ROMテーブル 54・・・NRZ工変換器 32、!+3・・・シフトレジスト 35.36・・・CD8カウンタ 出願人 キャノン株式会社 に=4 (α) !ロココ]]]]コf 14Qacb> F[
[[丁1]]Io 81イρI(C)10]]]]コ1
00 Δ4.$1c: Fr@ビウト oooooo xtttt ooooQIfずttt。 oootot xtot。 001000 11(Jfff ootoot xox。 ool oto t totot ootott xoto。 otoooo rotttt otooot totqt。 −1101010010fO f f Of 10 001001

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 2進データ系列の8ビツト毎のデータのパターンを10
    ビツトで構成される符号に変換するに際し、10ビツト
    の符号の最初のビットは必ず1で始まり、残る9ビツト
    においては、1と1の間の0の数が、多くとも2個しか
    存在しない符号に変換することを特徴とする2進データ
    の符号化方式。
JP5800684A 1984-03-26 1984-03-26 2進デ−タの符号化方式 Pending JPS60201727A (ja)

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