LA CINTA MAGNÉTICA
Tipo de
soporte de almacenamiento de información que permite grabar datos en
pistas sobre una banda de material magnético (como óxido de hierro o algún
cromato). Puede grabarse cualquier tipo de información de forma digital o
analógica. Los antiguos sistemas utilizaban cintas tipo riel abierto
(reel-to-reel), en cambio los nuevos usaban cartuchos tipo casetes.
Las cintas magnéticas son dispositivos de acceso secuencial, pues si se quiere tener acceso al enésimo (n) bloque de la cinta, se tiene que leer antes los n-1 bloques precedentes. Eran muy utilizadas para realizar backups de datos, especialmente en empresas. Algunos formatos de cintas son: DLT, DDS, SLR, AIT, Travan, VXA, etc.
La densidad en las cintas magnéticas es medida en BPI (bits por pulgada), que pueden ir desde los 800 bpi hasta los 6250 bpi. A mayor densidad en la cinta, más datos se guardan por pulgada.
Las cintas magnéticas se dividen en bloques lógicos; un archivo debe abarcar, como mínimo, un bloque completo (si los datos del archivo no lleguen a cubrir el bloque completo, el resto del espacio queda desperdiciado).
Las cintas magnéticas son dispositivos de acceso secuencial, pues si se quiere tener acceso al enésimo (n) bloque de la cinta, se tiene que leer antes los n-1 bloques precedentes. Eran muy utilizadas para realizar backups de datos, especialmente en empresas. Algunos formatos de cintas son: DLT, DDS, SLR, AIT, Travan, VXA, etc.
La densidad en las cintas magnéticas es medida en BPI (bits por pulgada), que pueden ir desde los 800 bpi hasta los 6250 bpi. A mayor densidad en la cinta, más datos se guardan por pulgada.
Las cintas magnéticas se dividen en bloques lógicos; un archivo debe abarcar, como mínimo, un bloque completo (si los datos del archivo no lleguen a cubrir el bloque completo, el resto del espacio queda desperdiciado).
Hay
dos características clave para clasificar las tecnologías de cintas magnéticas.
La primera es la anchura de la cinta. La anchura más común de una cinta de alta
capacidad ha sido como máximo media pulgada. Existen muchos otros tamaños y la
mayoría han sido desarrollados para tener menor encapsulado o mayor capacidad.
La
segunda clasificación es según el método de grabación. Más específicamente, la diferencia
radica en si los datos son escritos linealmente o por escaneo 'helical'. El
método lineal ordena en pistas paralelas a la longitud de la cinta. El escaneo
'helical' escribe pequeñas pistas curvada desde un borde de la cinta hasta el
otro. Originalmente, la grabación lineal significaba ocupar completamente la
anchura de la cinta y escribiendo o leyendo todas las pistas a la vez. Una
variación de esta tecnología, es la llamada grabación lineal 'serpentine' que
solo graba una fracción de las pistas en la cinta a la vez. Después de realizar
una pasada completa, la cabeza se desplaza ligeramente y hace otra pasada en la
dirección contraria. Este procedimiento es repetido hasta que todas las pistas
han sido leídas o escritas. Usando este método, la cinta puede tener más pistas
que las usadas con el método linear normal. En contraste a esto, el método de
escaneo 'helical' solo necesita una pasada para leer o escribir toda la cinta.
Inicialmente, las
cintas magnéticas para almacenamiento estaban enrolladas en grandes bobinas
(10.5 pulgadas). Éste fue el estándar por defecto en los grandes computadores
de finales de los 80. Las cintas en cartucho y los casetes estuvieron
disponibles tanto a principio como a mediados de los 70 y fueron frecuentemente
usados con pequeños sistemas. Con la introducción de los cartuchos IBM 3480 en
1984, los grandes sistemas computacionales empezaron a alejarse de las bobinas
abiertas sustituyéndolas por cartuchos.
UNIVAC
La cinta magnética fue el medio usado para la primera
grabación de un ordenador en 1951 en el Eckert-Mauchly UNIVAC I(el primer
ordenador personal). La unidad de cinta(dispositivo de grabación) fue una
delgada cinta de metal de media pulgada(12.7mm) de ancho, consistente en una
aleación de bronce y fósforo con niquel-plata(llamado Vicalloy). La densidad de
grabación era de 128 caracteres por pulgada(0.0198mm/carácter) en 8 pistas a
una velocidad lineal de 100 pulgadas por segundo(2.54 m/s), dando un
rendimiento de 12,800 caracteres por segundo. De las ocho pistas, seis eran
datos, una se usaba para los bits de paridad, y la otra era el reloj, o la
pista de tiempo. Dejando espacios en blanco entre los bloques de la cinta, la
tasa da transferencia estaba alrededor de 7.200 caracteres por segundo.
FORMATOS
DE IBM
Los
ordenadores IBM de los 50 usaban cinta cubierta de óxido-férrico similar a la
usada en la grabación de audio. La tecnología de IBM pronto se convirtió en el
estándar de la industria. Las dimensiones de una cinta magnética eran 0.5"
(12.7 mm) de ancho y enrolladas sobre bobinas intercambiables de 10.5 pulgadas
(267 mm) de diámetro. Diferentes longitudes de cinta estaban disponibles con
1200', 2400' con una milipulgada y media de grosor fueron algo estándar.
Después, en los 80 cintas más largas, como 3600' estuvieron disponibles, pero
solo con un muy delgado plástico Mylar(TM). La mayoría de los lectores podían
soportar bobinas de un tamaño máximo de 10.5".
Pronto
los lectores de IBM fueron sofisticados dispositivos mecánicos que usaban
columnas de vacío como memoria intermedia en largos bucles en forma de u en la
cinta. Entre el control activo de los potentes motores y el control del vacío
de estos bucles, extremadamente rápidos arranques y paradas de la cinta en la
interfaz cabezal-cinta podían llevarse a cabo. (1.5ms desde la cinta parada
hasta máxima velocidad, 112.5 pulgadas por segundo). Cuando estaba activo, las
dos bobinas de la cinta que recogían o suministraban la cinta a las columnas de
vacío, girando intermitentemente a gran velocidad, en forma de desincronizadas
ráfagas dando la sensación de una acción golpeante. Imágenes de estas columnas
de vacío con sus dispositivos de cintas funcionando fueron ampliamente
empleadas para representar "ordenadores" en cine y televisión.
Pronto
la cinta de media pulgada tuvo 7 pistas de datos paralelas a su longitud,
permitiendo que caracteres de seis bits más la paridad fuesen escritos a lo
largo de la misma. Ésta fue conocida como la cinta de 7 pistas. Con la
introducción del sistema IBM 360, las cintas de 9 pistas fueron comúnmente
usadas para soportar caracteres de 8 bits o de un byte.
FORMATO
DEC
'LINCtape', y su derivado 'DECtape', fueron variaciones de
esta "cinta redonda". Eran esencialmente medios de almacenamientos
personales. La cinta tenía una anchura de ¾ y ponía en relieve un formato fijo
de pista, a diferencia de la cinta estándar, haciendo factible leer y escribir
bloques repetidamente en una posición. LINCtapes y DECtapes tenían una
capacidad y una tasa de transmisión de datos similar al disquete que las
desplazó, pero sus tiempos de búsqueda eran del orden de 30 segundos a un
minuto.
CARTUCHOS Y
CASETES
En el
contexto de la cinta magnética, el término casete normalmente hace referencia
al recubrimiento que contiene las dos bobinas que contienen una única cinta
magnética. El término cartucho es más genérico, pero típicamente significa una
sola bobina de cinta en una envoltura plástica. Una unidad de cinta que use
cartuchos de una sola bobina tiene otra bobina en la unidad, mientras que las
de casetes tienen la bobina de arrastre en el casete. El tipo de empaquetado
determina en gran manera los tiempos de carga y descarga así como la longitud
de cinta que puede contener.
Una
unidad de cinta(o pletina) usa un motor de control preciso para rebobinar la
cinta de una bobina a la otra, pasando ésta por una cabeza de lectura/escritura
cuando lo hace. En los 80 los casetes de audio compactos fueron usados con los
ordenadores personales de esta época, y la cinta de audio digital se usó para
copias de seguridad de las estaciones de trabajo. La mayoría de los modernos
sistemas de cintas usan bobinas que están fijas dentro del cartucho para
proteger la cinta y facilitar su manejo. Los formatos de cartuchos modernos
incluyen DAT/DDS, DLT y LTO.
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Distribución
de los bloques
En un
formato típico, los datos son escritos a la cinta en bloques con huecos entre
ellos, y cada bloque es escrito en una sola operación con la cinta funcionando
durante la escritura. Sin embargo, la tasa a la cual los datos son leídos o
escritos a la unidad de cinta no es determinante, una unidad de cinta
normalmente tiene que lidiar con las diferentes tasas de entrada y salida y con
la tasa a la cual los datos son demandados por el anfitríón.
Varios
métodos han sido usados por separado y combinados para poder solventar esta
diferencia. Un gran buffer de memorias puede ser usado para poner los datos en
una cola. La unidad de cinta puede ser detenida, cambiada de sentido y
rearrancada. El anfitrión puede ayudar en este proceso eligiendo tamaños de
bloque adecuados y enviándolos a la unidad de cinta. Hay complejas dependencias
entre los tamaños de bloque, el tamaño del búffer de datos de la pletina de
grabación/reproducción, el porcentaje de cinta perdida en huecos intermedios, y
el rendimiento de lecturas/escrituras.
Tiempo de
acceso
La cinta tiene
una gran latencia entre accesos aleatorios porque debe rebobinar de media un
tercio de la longitud para acceder a un bloque de datos arbitrario. La mayoría
de los sistemas de cintas intentan aliviar estas largas latencias, ya sea
usando indexado (donde se mantiene una tabla de búsqueda aparte, teniendo en
cuentas las direcciones físicas en la cinta de un número de bloque) bien sea
marcando los bloques con una marca detectable durante el rebobinado de la
cinta.
Compresión
de los datos
La mayoría de
las unidades de cinta incluyen algún tipo de algoritmo de compresión de datos:
LZ(la mayoría), IDRC(Exabyte), ALDC (IBM, QIC) y DLZ1 (DLT), pero no son los
más efectivos conocidos a fecha de hoy, y se pueden obtener mejores resultados
deshabilitando la compresión incorporada en la unidad y usando un software en
su lugar. La compresión por software permite cifrar los datos después de la
compresión (aunque una vez que los datos han sido cifrados, los algoritmos de
compresión dejan de ser efectivos.) Sin embargo, la compresión por software
puede dar lugar a una alta carga del procesador. Las unidades futuras
probablemente incluyan cifrado por hardware después de la compresión.
EL TUBO SELECTRÓN
El selectrón es una válvula termoiónica capaz de actuar como memoria de acceso aleatorio (RAM), diseñada por RCA en 1946, pero que no estuvo disponible comercialmente hasta la primavera de 1948.
Se fabricó con capacidades de 4096 bits, para el ordenador IAS, pero debido a las dificultades de RCA para poner a punto el tubo, finalmente el IAS utilizó tubos Williams. Diseños posteriores del selectrón condujeron a modelos de 1024 y 256 bits, este último utilizado en el ordenador JOHNNIAC, de1953. El selectrón era de acceso directo y mucho más fiable que el tubo de Williams, pero también más caro. Finalmente fue sustituido por las memorias de toros.
El diseño original de 4096 bits se diferencia de los posteriores en que los eyelets se forman sobre un dieléctrico circular, dividido en cuatro cuadrantes. Los otros diseños utilizaban capas planas de mica donde se depositaba una matriz de pequeños eyelets metálicos, aislados entre ellos.
FUNCIONAMIENTO
El selectrón se basa en pequeñas celdas aisladas, llamadas eyelets, capaces de permanecer en dos estados estables: con carga eléctrica y descargadas. Una fuente termoiónica de electrones mantiene la carga de estos eyelets. Cuando está descargado, los electrones que inciden sobre ellos traen gran energía y producen la emisión de gran cantidad de electrones secundarios que impiden que el eyelet adquiera más carga; pero, si está cargado, los electrones provenientes del cátodo se encuentran con una barrera de potencial que los frena, de modo que al incidir sobre el eyelet ya no tienen energía para producir electrones secundarios.
Para grabar un bit se altera temporalmente el potencial del eyelet, haciendo que se cargue cuando se disminuye su potencial, o se descargue por emisión secundaria cuando éste se aumenta. Durante el proceso de grabación solo inciden electrones sobre el eyelet que se está manipulando.
La lectura se produce debido a que cuando el eyelet está cargado repele los electrones incidentes, mientras que si está descargado, algunos de ellos lo atraviesan. Midiendo esta corriente se sabe el estado del eyelet.
TARJETAS PERFORADAS
La tarjeta perforada o simplemente tarjeta es una lámina hecha de cartulina que contiene información en forma de perforaciones según un código binario. Estos fueron los primeros medios utilizados para ingresar información e instrucciones a un computador en los años 1960 y 1970. Las tarjetas perforadas fueron usadas con anterioridad por Joseph Marie Jacquard en los telares de su invención, de donde pasó a las primeras computadoras electrónicas. Con la misma lógica se utilizaron las cintas perforadas.
Tarjeta perforada − Tarjeta de tamaño y forma normalizada, destinada a ser perforada y manipulada mecánicamente. Era una ficha de papel manila de 80 columnas, de unos 7,5 cm (3 pulgadas) de ancho por 18cm (7 pulgadas) de largo, en la que podían introducirse 80 columnas de datos en forma de orificios practicados por una máquina perforadora. Estos orificios correspondían a números, letras y otros caracteres que podía leer una computadora equipada con lector de tarjetas perforadas. Los agujeros pueden ser detectados por medios eléctricos (apertura y cierre de contactos), fotoeléctricos o mecánicos. En la actualidad ha caído en desuso ante el auge de los disquetes y cassettes, que permiten almacenar información, procesarla y reutilizar el medio magnético.
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