Cinta magnética

Cinta magnética Concepto: La cinta magnética es un tipo de medio o soporte de almacenamiento de datos que se graba en pistas sobre una banda plástica con un material magnetizado, generalmente óxido de hierro o algún cromato.

Una cinta magnética es un tipo de medio o soporte de almacenamiento de datos que se graba en pistas sobre una banda plástica con un material magnetizado, generalmente óxido de hierro o algún cromato (Cr, Fe-Co, Co-Ni). El tipo de información que se puede almacenar en las cintas magnéticas es variado, como vídeo, audio y datos.

Origen

Los principios de la grabación magnética fueron obra del británico Oberlin Smith en 1878. El primer dispositivo de grabación magnética fue el telegráfono (telegraphone), patentado por el inventor danés Valdemar Poulsen en 1898. Poulsen hizo una grabación magnética de su voz a lo largo de un alambre de piano, con el fin de dejar un mensaje grabado en la central telefónica cuando no se encontraban a los usuarios en casa para la compañía donde trabajaba como técnico.

Poulsen después de haber patentado la aplicación en 1898 en Dinamarca, sofisticó su invento, este se parecía al primer fonógrafo de Thomas Alva Edison, a partir de su descubrimiento se dedicó a desarrollar y a registrar a través de patentes la demostración del principio de la grabación magnética en diferentes países de Europa y en Estados Unidos. Presentó su invención en 38 naciones. Más adelante se hicieron diferentes modelos de grabadoras magnéticas con el mismo principio de grabación, en Alemania se creó el magnetófono. Estas máquinas utilizaban acero sólido en forma de cinta o alambre como medio de reproducción.

Hubo muchas adaptaciones y diferentes tipos de grabadoras magnéticas de voz, fueron comercializadas con diferentes usos en oficinas, la radio, la milicia y la telefonía, cuando se estaban acabando los derechos de patente de Poulsen, Curt Stille era el responsable de las investigaciones para mejorar el telegráfono, produjo el ecófono en 1930 y lo dio a conocer en el mercado en 1933 como dailygraph, Él implementó colocar en la grabadora de mensajes carretes con la cinta-cable magnética, los cuales empotró en una repisa especial para reemplazar este componente al dar mantenimiento a la máquina. Se puede considerar esta unidad como el antecedente del formato cassette, con la finalidad de dar una mejor manipulación de la cinta de alambre y reemplazar de forma práctica el material grabado.

Las primeras computadoras se crearon para descifrar los códigos de los mensajes militares de los alemanes durante la Segunda Guerra Mundial (en 1943 la computadora Mark I); para calcular trayectorias de proyectiles (Eniac, en 1946), mejorar los problemas encontrados en la computadora Eniac (Edvac, en 1949) y para predecir la elección presidencial (Univac I, en 1952). Los creadores de estas últimas computadoras fueron J. Presper Eckert, John William Mauchly, Herman H. Goldstine y John von Neumann.

En 1955 el tape-to-card converter primer fue el primer convertidor de cinta a tarjeta, usaba formato de cinta Uniservo fabricado por Remington Rand para computadora Univac. En 1949 Edvac fue la primera computadora que empleó la cinta magnética como medio de almacenamiento de datos, fue de las primeras computadoras que procesaba con sistema binario en lugar de decimal y un lector grabador de cinta magnética.

Univac en 1955 fue de las primeras computadoras que solucionó la necesidad de convertir grandes cantidades de información previamente almacenada en tarjetas, la mayoría de los equipos utilizados en ese tiempo sólo disponían de interfaz para la lectura de tarjetas perforadas, usaba un equipo auxiliar externo (out-line) para convertir el medio de almacenamiento de datos, de tarjeta perforada a cinta magnética y de cinta magnética a tarjetas perforadas. Leía, revisaba y convertía hasta 120 tarjetas por minuto y grababa en la cinta magnética conocida comercialmente como Uniservo para la Univac modelo 1103A.

Univac fue dirigida para solucionar necesidades para el gobierno, comercio, ciencia e industria. El giro comercial en dónde más se utilizó fue en el ramo de seguros e industria con más de 1000 empleados cuya información se almacenaba en las cintas magnéticas ingresandolo de 2 formas diferentes por el convertidor de tarjetas o con máquina de escribir eléctrica nombrada Unityper que convertía los caracteres (letras) a sistema binario, el equipo podía procesar 12,000 caracteres por segundo para hacer la declaración de impuestos, tendencias de análisis de mercado, registro de costos, cuentas por recibir o pagar, control de producción, declaración de comisiones, valuaciones, reportes estadísticos, pago de impuestos, deducciones por número de seguridad social, cuotas sindicales, análisis del trabajo a destajo, inventarios, tarifas por horario, tasas por hora extras, salarios y comisiones. En 4 horas se obtenían listados detallados impresos de 1500 empleados.

En 1987 entra al mercado la DAT (digital audio tape: ‘cinta digital de audio’) que fue un formato dirigido al sector profesional que requería en su momento un sistema de grabación digital con el cual poder efectuar masters para CD, ya que en el momento de la invención del disco compacto todos los másteres de dos pistas (estéreo) se realizaban en cinta abierta de 1/4 de pulgada.

Tipos de cintas

Hay diferentes tipos de cintas, tanto en sus medidas físicas, como en su constitución química, así como diferentes formatos de grabación, especializados en el tipo de información que se quiere grabar.

Los dispositivos informáticos de almacenamiento masivo de datos de cinta magnética son utilizados principalmente para respaldo de archivos y para el proceso de información de tipo secuencial, como en la elaboración de nóminas de las grandes organizaciones. Al almacén donde se guardan estos dispositivos se lo denomina cintoteca.

Su uso también se ha extendido para el almacenamiento analógico de música (como el casete de audio) y para vídeo, como las cintas de VHS (véase cinta de video).

Cada diferente sistema de almacenamiento en cinta, tiene sus propios requerimientos como por ejemplo su tamaño, el tipo de contenedor del sistema y las características magnéticas de la cinta. Los antiguos sistemas diseñados para redes usaban cintas de riel abierto (reel-to-reel). Los sistemas más nuevos usan cartuchos (cassettes). Algunos de éstos son aún más pequeños que un cassette de audio, pero guardan más información que los antiguos carretes de enorme tamaño. Aún si se les parecen, las características magnéticas de las cintas pueden variar. Es importante usar la cinta adecuada para cada sistema.

Almacenamiento de datos

Los datos se almacenan en forma de pequeñas marcas en el material magnetizable que cubre una cara de la cinta de plástico. La superficie recubierta de la cinta se divide en columnas verticales (o cuadros) e hileras horizontales llamadas canales o pistas. En muchos sistemas de cintas actuales se emplea el código BCD de 8 bits con un formato de cinta magnética de nueve pistas.

Hoy en día es común utilizar 9 pistas para grabar datos en carretes de cinta estándar de media pulgada de ancho. Sin embargo, hace poco se idearon sistemas de cinta más modernos que graban 18 pistas de datos en la misma superficie. La cinta de estos sistemas se almacena en cartuchos de 10X13 cm.

Dado que cualquier cinta magnética es un medio continuo, Como es posible identificar registros individuales en cada cinta? la respuesta es que pueden separarse los registro mediante espacios en blanco llamado separación entre registros. Esta separación se crea automáticamente al grabar los datos en la cinta. Cuando se leen los datos desde un registro de una cinta en movimiento al procesador, la cinta se detiene al llegar a una sedación. La cinta permanece inmóvil hasta que se termine de procesar el registro y a continuación se mueve otra vez para pasar el siguiente registro a la computadora. El procedimiento se repite hasta que se procesa todo el archivo, los archivos pueden ser de longitudes variables. Si la cinta contiene un gran número de registros muy cortos y si cada uno de los registros esta separado por medio de una separación entre registros es posible que mas de la mitad de la cinta este en blanco y que se interrumpa constantemente el movimiento de la cinta. Para evitar esta situación ineficiente, es posible unir varios registros cortos para formar un bloque de cinta.

Lectura y escritura

Si en el casete hay registros cortos y largos mezclados, la lectura y escritura en el mismo casete se vuelve desesperante. Si se almacena cada registro lógico en la cinta como un solo registro físico no puede escribirse registros con longitudes diferentes en el mismo espacio. El registro mas largo borrara parte del registro siguiente, mientras que el registro mas corto dejara parte del registro mas antiguo lo que producirá un error.

Esto se puede solucionar con dos alternativas, en la primera se necesitan hacer los siguientes pasos:

• Encontrar el registro lógico anterior al deseado.
• Encontrar el comienzo del registro lógico deseado.
• Avanzar el casete para encontrar el resto del registro lógico deseado.
• Rebobinar para encontrar el registro lógico siguiente.

En la segunda alternativa se desperdicia mucho espacio de casete, si los registros estaban ordenados alfabéticamente o de otra forma pronto estarán completamente desordenados porque, en el registro que se va a leer hay una merca o etiqueta que indica en que numero de registro lógico se encuentra la información. Se recomienda tener dos unidades de cinta, una para leer y otra para escribir.

Cabeza de lectura/escritura

Una unida de cinta de 9 pistas cuenta con 9 cabezas de L/E. Al leerse la pista los patrones magnetizados de la cinta inducen pulsos de corriente en las bobinas de lectura y estos pulsos constituyen los datos que se transmiten al procesador. Durante la operación de grabación fluyen pulsos eléctricos por las bobinas de grabación de las pistas apropiadas, y que hacen que el recubrimiento de oxido de la cinta quede magnetizado conforme el padrón apropiado.

Ventajas y limitaciones

Ventajas:

• Alta densidad de datos: Un carrete común de cinta de 10 pulgadas de diámetro y tiene una longitud de 2400 pies. Dependiendo de la unidad de cinta que utilice, puede grabar 800, 1600 o 6250 caracteres en cada pulgada. Por lo tanto, si se graban 6250 caracteres en una pulgada de cinta y si la cinta tiene una longitud de 28 800 pulgadas (732 metros) entonces la capacidad máxima de la cinta será de 180 millones de caracteres 180 Mb (megabits) o 22.5 MB (megabytes).

Además, como ya se vio, los cartuchos modernos de 18 pistas pueden lograr una densidad de datos 6 veces mayor.

• Bajo costo y facilidad de manejo: Un carrete de 10 pulgada cuesta menos de 20 dólares. y dado que el carrete es compacto y pesa menos de 1 kg y medio, ocupa muy poco espacio de almacenamiento y es fácil de manejar.

Limitaciones:

• Falta de acceso directo a los registros: La cinta es un medio de acceso secuencial que se utiliza para el procesamiento por lotes. Es necesario leer y procesar toda la cinta para actualizar todos los registros de un archivo organizados en forma secuencial. Si se requiere acceso frecuente a los registros del archivo en forma rápida y aleatoria, el archivo no deberá almacenarse en cinta magnética; se requeriría demasiado tiempo de operador para montar y desmontar cintas, se desperdiciaría mucho tiempo de maquina en la lectura de registros que no necesitan.
• Problemas ambientales: Las partículas de polvo y la falta de control de los niveles de la temperatura o humedad pueden causar errores en la lectura de cintas, las cintas y sus envases deben etiquetarse y controlarse cuidadosamente para no borrar por error un archivo importante.

Uso

Hoy en día, el uso de la cinta magnética se ha ampliado en múltiples áreas donde el almacenamiento masivo de datos es la prioridad sin ser tan necesaria una enorme velocidad de acceso a estos datos. Ejemplos de uso de estos cartuchos son encontrados en las grandes bibliotecas o las oficinas de registros públicos, donde el almacenamiento a largo plazo de los datos es el fundamento del negocio. En la actualidad incluso, se lo considera como un medio de almacenamiento “verde o ecológico” debido a los escasos recursos energéticos que consume para lograr un almacenamiento eficiente de datos.

La unidad de cinta es un dispositivo de acceso secuencial, esto quiere decir que no puede saltar sobre la superficie del cassette como los discos. La cinta magnética es frecuentemente usada para respaldar el contenido de las unidades de disco duro, además, es muchas veces el medio elegido para almacenar archivos grandes que se leen y procesan de manera secuencial. Si se desea acceder a algún registro se debe primero pasar por los primeros registros hasta llegar al deseado. Debido a que se debe acceder secuencialmente; es muy difícil leer y escribir en una misma cinta.

Construcción

Para la construcción de la cinta se utilizan los métodos clásicos basados en una película vinílica sobre la que se deposita un revestimiento de polvo magnético. El mérito del desarrollo se encuentra en lograr construir una película ultradelgada con partículas magnéticas que poseen tamaños inferiores a 10 nanómetros (recordemos que un nanómetro es igual a una mil millonésima parte de un metro). De este logro de la nanotecnología dependerá, en forma exclusiva, el tamaño que deberá tener cada sección magnética que sea capaz de ser orientada en un sentido u otro y así lograr el almacenamiento del dato digital: el uno o el cero. Sólo de este modo se puede aumentar la densidad de grabación e incrementar la capacidad de almacenamiento de un cartucho: reduciendo el tamaño del “grano orientable”

Para lograr este récord de almacenamiento, el Instituto de Tecnología de Tokio desarrolló un sistema de pulverización catódica del material ferroso hecho que permitió una reducción drástica del tamaño de cada “elemento” susceptible de ser magnetizado y orientado. A esto debemos agregarle la propiedad de la grabación magnética perpendicular que ha logrado reducir diez veces el tamaño de cada bit dentro de la cinta. Gracias a estas técnicas, se obtiene una cinta final de 4,5 micrones de espesor y con una capacidad de almacenamiento sorprendente.

Algunos formatos requieren que la cinta esté preformateada. Las densidades de grabación (número de bytes por unidad del medio de registro) se representan en bytes por pulgada de pista (BPI). Se pueden encontrar cintas con densidades de grabación de 800, 1600, 6250 BPI, etc.

Mantenimiento

Las cintas magnéticas y sus unidades se recomiendan guardarse bajo ciertas condiciones, con el propósito de garantizar una adecuada preservación de los datos o información almacenada.

• Deben mantenerse alejadas de los campos magnéticos, ya que estos pueden dañar la información que contienen
  
• La humedad y la temperatura ambiente del lugar donde estén almacenados deben estar en un rango adecuado:
  
• Humedad relativa: 20 a 80 %
  
• Temperatura: 4 a 32 °C
  
• El ambiente debe contar con aire acondicionado.

Ver también

Cabezal para casetes

Fuentes

• Cinta Magnética. Disponible en: Tutoriales de Sistema
• Hitachi Maxell and Tokyo Institute of Technology Announce the Development of Ultra High Capacity Tape Media of a World-Record*1 Areal Density of 45.0 Gb/in2 *2 by Facing Targets Sputtering Method. Disponible en: Maxell
• ¿Qué es una Cinta Magnetica?. Disponible en: Computer Audio Video System Integrator
• Revista Cubana de Informática