Memoria con partes móviles:"Drives"

Las primeras formas de almacenamiento de datos digitales que involucran piezas móviles fueron las tarjetas de papel perforadas.

Joseph Marie Jacquard inventó un telar en 1780 que seguía automáticamente las instrucciones de tejido establecidas mediante agujeros cuidadosamente colocados en tarjetas de papel.

Esta misma tecnología se adaptó a las computadoras electrónicas en la década de 1950, donde las tarjetas se leían mecánicamente (contacto de metal con metal a través de los orificios), neumáticamente (aire soplado a través de los orificios, presencia de un orificio detectado por la contrapresión de la boquilla de aire), u ópticamente (luz que brilla a través de los orificios).

Una mejora con respecto a las tarjetas de papel es la cinta de papel, que todavía se utiliza en algunos entornos industriales (especialmente en la industria de máquinas herramienta CNC), donde el almacenamiento de datos y las demandas de velocidad son bajas y la robustez se valora mucho.

En lugar de papel de fibra de madera, a menudo se usa material mylar, siendo la lectura óptica de la cinta el método más popular.

La cinta magnética (muy similar a la cinta de audio o video) fue la siguiente mejora lógica en los medios de almacenamiento.

Todavía se usa ampliamente en la actualidad, como un medio para almacenar datos de "respaldo" para archivarlos y restaurarlos de emergencia para otros métodos más rápidos de almacenamiento de datos.

Al igual que la cinta de papel, la cinta magnética es un acceso secuencial, en lugar de un acceso aleatorio. En los primeros sistemas informáticos domésticos, se utilizaba una cinta de casete de audio normal para almacenar datos en forma modulada, los 1 y 0 binarios representados por diferentes frecuencias (similar a la comunicación de datos FSK).

La velocidad de acceso era terriblemente lenta (si estaba leyendo el texto ASCII de la cinta, ¡casi podría seguir el ritmo de las letras que aparecen en la pantalla de la computadora!), Pero era barata y bastante confiable.

La cinta sufrió la desventaja de ser de acceso secuencial. Para abordar este punto débil, se construyeron "unidades" de almacenamiento magnético con medios en forma de disco o tambor.

Un motor eléctrico proporcionó un movimiento de velocidad constante. Se proporcionó una bobina móvil de lectura / escritura (también conocida como "cabezal") que podría colocarse a través de servomotores en varias ubicaciones a la altura del tambor o el radio del disco, dando acceso que es casi aleatorio (es posible que todavía tiene que esperar a que el tambor o el disco gire a la posición correcta una vez que la bobina de lectura / escritura haya alcanzado la ubicación correcta).

La forma del disco se prestaba mejor a los medios portátiles y, por lo tanto, al disquete nació.

Los disquetes (llamados así porque el medio magnético es delgado y flexible) se hicieron originalmente en formatos de 8 pulgadas de diámetro.

Más tarde, se introdujo la variedad de 5-1 / 4 pulgadas, que se hizo práctica gracias a los avances en la densidad de partículas de los medios. En igualdad de condiciones, un disco más grande tiene más espacio para escribir datos.

Sin embargo, la densidad de almacenamiento se puede mejorar haciendo que los pequeños granos de material de óxido de hierro en el sustrato del disco sean más pequeños.

Hoy en día, el disquete de 3-1 / 2 pulgadas es el formato preeminente, con una capacidad de 1,44 Mbytes (2,88 Mbytes en unidades SCSI).

Otros formatos de unidades portátiles se están volviendo populares, con los discos "ZIP" de 100 Mbytes y "JAZ" de 1 Gbyte de IoMega que aparecen como equipo original en algunas computadoras personales.

Aún así, las unidades de disquete tienen la desventaja de estar expuestas a entornos hostiles, ya que se eliminan constantemente del mecanismo de la unidad que lee, escribe y gira los medios.

Los primeros discos eran unidades cerradas, selladas contra todo polvo y otras partículas, y definitivamente no portátil.

Mantener los medios en un entorno cerrado permitió a los ingenieros evitar el polvo por completo, así como los campos magnéticos espurios.

Esto, a su vez, permitió un espacio mucho más estrecho entre la cabeza y el material magnético, lo que resultó en un campo magnético mucho más enfocado para escribir datos en el material magnético.

La siguiente fotografía muestra un “plato” de disco duro de aproximadamente 30 Mbytes de capacidad de almacenamiento. Se ha colocado un bolígrafo cerca de la parte inferior del plato como referencia de tamaño:

Las unidades de disco modernas utilizan varios platos hechos de material duro (de ahí el nombre, "disco duro") con varios cabezales de lectura / escritura para cada plato.

El espacio entre la cabeza y el plato es mucho más pequeño que el diámetro de un cabello humano. Si el entorno herméticamente sellado dentro de una unidad de disco duro está contaminado con aire exterior, la unidad de disco duro quedará inutilizada. El polvo se depositará entre los cabezales y los platos, lo que dañará la superficie del medio.

Aquí hay un disco duro con cuatro platos, aunque el ángulo de disparo solo permite ver el plato superior.

Esta unidad se completa con motor de accionamiento, cabezales de lectura / escritura y componentes electrónicos asociados. Tiene una capacidad de almacenamiento de 340 Mbytes y tiene aproximadamente la misma longitud que el bolígrafo que se muestra en la fotografía anterior:

Si bien es inevitable que la tecnología de partes no móviles reemplace a las unidades mecánicas en el futuro, las unidades electromecánicas de última generación continúan compitiendo con los dispositivos de memoria no volátil de “estado sólido” en densidad de almacenamiento ya un costo menor. En 1998, se anunció un disco duro de 250 Mbyte que era aproximadamente del tamaño de un cuarto (más pequeño que el cubo de la bandeja de metal en el centro de la última fotografía del disco duro). En cualquier caso, la densidad y la confiabilidad del almacenamiento, sin duda, continuarán mejorando.

Un incentivo para el avance de la tecnología de almacenamiento de datos digitales fue el advenimiento de la música codificada digitalmente.

Una empresa conjunta entre Sony y Phillips resultó en el lanzamiento al público del "disco compacto de audio" (CD) a fines de la década de 1980.

Esta tecnología es de solo lectura, el medio es un disco de plástico transparente respaldado por una película delgada de aluminio.

Los bits binarios se codifican como hoyos en el plástico que varían la longitud de la trayectoria de un rayo láser de baja potencia. Los datos son leídos por el láser de baja potencia (cuyo rayo se puede enfocar con más precisión que la luz normal) que se refleja en el aluminio hacia un receptor de fotocélula.

Las ventajas de los CD sobre la cinta magnética son innumerables. Al ser digital, la información es muy resistente a la corrupción.

Al estar en funcionamiento sin contacto, no se produce ningún desgaste al tocar. Al ser ópticos, son inmunes a los campos magnéticos (que pueden dañar fácilmente los datos en cintas o discos magnéticos).

Es posible comprar unidades de "grabadora" de CD que contienen el láser de alta potencia necesario para escribir en un disco en blanco.

Siguiendo los pasos de la industria de la música, la industria del entretenimiento por video ha aprovechado la tecnología del almacenamiento óptico con la introducción del Disco de video digital o DVD.

Al utilizar un disco de plástico de tamaño similar al del CD de música, un DVD emplea un espacio más estrecho de huecos para lograr una densidad de almacenamiento mucho mayor.

Esta mayor densidad permite que las películas de largometraje se codifiquen en un soporte DVD, con información de trivia sobre la película, notas del director, etc.

Se están dedicando muchos esfuerzos al desarrollo de un disco óptico de lectura / escritura (CD-W) práctico. Se ha obtenido éxito en el uso de sustancias químicas cuyo color puede cambiarse mediante la exposición a una luz láser brillante y luego "leerse" con una luz de menor intensidad. Estos discos ópticos se identifican inmediatamente por sus superficies de colores característicos, a diferencia de la parte inferior plateada de un CD estándar.

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