Tipos De Dispositivos de Almacenamiento magnético Ensayo de Informática

Los dispositivos de almacenamiento magnético se utilizan para almacenar datos en un medio magnético.

En este documento de término discutiremos sobre sus tipos y principio de funcionamiento.

La lógica principal es que los datos se protegerán en estos dispositivos de almacenamiento y los datos se almacenarán rápidamente en estos dispositivos. En este documento también discutiremos el futuro de estos dispositivos.

DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO MAGNÉTICO

Almacenamiento magnético y grabación magnética son términos de ingeniería que se refieren al almacenamiento de datos en un medio magnetizado. El almacenamiento magnético utiliza diferentes patrones de magnetización en un material magnetizable para almacenar datos y es una forma de memoria no volátil. Se accede a la información utilizando uno o más cabezales de lectura/escritura. A partir de 2009, los medios de almacenamiento magnéticos, principalmente los discos duros, se utilizan ampliamente para almacenar datos informáticos, así como señales de audio y video.

HISTORIA

Antes de que existiera el almacenamiento magnético para computadoras, el medio de almacenamiento principal eran las tarjetas perforadas (tarjetas de papel con agujeros perforados para indicar datos de caracteres o binarios) inventadas originalmente en 1890. Aunque hace mucho tiempo obsoletas en el uso de computadoras, las tarjetas perforadas en varias formas todavía se usan en equipos de votación más antiguos.

TARJETA PERFORADA

La historia del almacenamiento magnético se remonta a junio de 1949, cuando un grupo de ingenieros y científicos de IBM comenzaron a trabajar en un nuevo dispositivo de almacenamiento. En lo que estaban trabajando era en el primer dispositivo de almacenamiento magnético para computadoras, y revolucionó la industria. El 21 de mayo de 1952, IBM anunció la Unidad de Cinta IBM 726 con la Calculadora de Defensa IBM701, marcando la transición de las calculadoras de tarjetas perforadas a las computadoras electrónicas.

Cuatro años más tarde, el 13 de septiembre de 1956, un pequeño equipo de ingenieros de IBM en San José, California, introdujo el primer sistema de almacenamiento en disco como parte de los 305 ordenadores RAMAC (Método de Acceso Aleatorio de Contabilidad y Control).

IBM 305 RAMAC

La unidad 305 RAMAC solo podía almacenar 5 MB de datos en 50 discos cada uno de 24 pulgadas de diámetro. A diferencia de las unidades de cinta, los cabezales de grabación de RAMAC podían ir directamente a cualquier ubicación en una superficie de disco sin leer toda la información intermedia. Esta accesibilidad aleatoria tuvo un profundo efecto en el rendimiento de la computadora en ese momento, lo que permitió que los datos se almacenaran y recuperaran significativamente más rápido que si estuvieran en cinta.

Desde estos inicios, la industria del almacenamiento magnético ha progresado de tal manera que hoy en día puede almacenar 500 GB o más en pequeñas unidades de 3 1/2″ que caben en un solo compartimiento de unidades de computadora.

Las contribuciones de IBM a la historia y el desarrollo del almacenamiento magnético son increíbles. IBM no solo inventó el almacenamiento en cinta magnética para computadora, así como la unidad de disco duro, sino que también inventó la unidad de disquete. La primera unidad de disquete se creó en 1971.

EJEMPLOS DE DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO MAGNÉTICO

DISCO DURO

DISQUETE

CINTA Mini DV

COPIA DE SEGURIDAD DE CINTA DE DATOS

RAYA EN LA PARTE POSTERIOR DEL DÉBITO.TARJETA DE CRÉDITO

GRABACIÓN MAGNÉTICA

La grabación magnética es el método de escritura de datos en disco.

GRABACIÓN ANALÓGICA

La grabación analógica se basa en el hecho de que la magnetización remanente de un material dado depende de la magnitud del campo aplicado. El material magnético está normalmente en forma de cinta, con la cinta en su forma en blanco siendo desmagnetizada inicialmente. Al grabar, la cinta se ejecuta a una velocidad constante. El cabezal de escritura magnetiza la cinta con corriente proporcional a la señal. Se logra una distribución de magnetización a lo largo de la cinta magnética. Finalmente, la distribución de la magnetización se puede leer reproduciendo la señal original. La cinta magnética se fabrica típicamente incrustando partículas magnéticas en un aglutinante de plástico en una cinta de película de poliéster. Las partículas magnéticas comúnmente utilizadas son partículas de óxido de hierro o partículas de óxido de cromo y metal con un tamaño de 0,5 micrómetros. La grabación analógica era muy popular en la grabación de audio y video. En los últimos 20 años, sin embargo, la grabación en cinta ha sido reemplazada gradualmente por la grabación digital.

GRABACIÓN DIGITAL

En lugar de crear una distribución de magnetización en la grabación analógica, la grabación digital solo necesita dos estados magnéticos estables, que son +Ms y-Ms en el bucle de histéresis. Ejemplos de grabación digital son disquetes y discos duros. La grabación digital es el proceso principal hoy en día y probablemente en el futuro.

UNIDAD DE DISCO DURO

Una unidad de disco duro es un dispositivo de almacenamiento no volátil que almacena datos codificados digitalmente en discos rígidos (es decir, duros) de rotación rápida con superficies magnéticas.

TRABAJANDO

Un disco duro utiliza discos giratorios rígidos. Cada plato tiene una superficie magnética plana en la que se pueden almacenar datos digitales. La información se escribe en el disco transmitiendo un flujo electromagnético a través de un cabezal de lectura y escritura que está muy cerca de un material magnético, que a su vez cambia su polarización debido al flujo. Un diseño típico de unidad de disco duro consiste en un eje central o husillo sobre el cual los discos giran a una velocidad de rotación constante. La electrónica asociada controla el movimiento de la armadura de lectura y escritura y la rotación del disco y realiza lecturas y escrituras bajo demanda desde el controlador de disco. La carcasa sellada protege los componentes internos de la unidad del polvo, la condensación y otras fuentes de contaminación. Contrariamente a la creencia popular, una unidad de disco duro no contiene un vacío. En su lugar, el sistema depende de la presión de aire dentro de la unidad para soportar los cabezales a su altura de vuelo adecuada mientras el disco está en movimiento.

UNIDAD DE disquete

Un disquete es un medio de almacenamiento de datos que se compone de un disco de medio de almacenamiento magnético delgado y flexible encerrado en una carcasa de plástico cuadrada/rectangular.

TRABAJANDO

La siguiente es una descripción general de cómo una unidad de disquete escribe datos en un disquete. Los datos de lectura son muy similares.

El programa de computadora pasa una instrucción al hardware de la computadora para escribir un archivo de datos en un disquete, que es muy similar a un solo disco en una unidad de disco duro, excepto que está girando mucho más lento, con mucha menos capacidad y un tiempo de acceso más lento.

El hardware de la computadora y el controlador de la unidad de disquete encienden el motor en la unidad de disquete para girar el disquete. El disco tiene muchas pistas concéntricas a cada lado. Cada pista se divide en segmentos más pequeños llamados sectores, como rebanadas de un pastel.

Un segundo motor, llamado motor paso a paso, gira un eje de engranaje helicoidal (una versión en miniatura del engranaje helicoidal en un tornillo de banco) en incrementos de minutos que coinciden con el espaciado entre pistas.

El tiempo que se tarda en llegar a la pista correcta se denomina «tiempo de acceso».»Esta acción escalonada (revoluciones parciales) del motor paso a paso mueve los cabezales de lectura/escritura como las mandíbulas de un tornillo de banco. La electrónica de la unidad de disco flexible sabe cuántos pasos tiene que girar el motor para mover los cabezales de lectura / escritura a la pista correcta. Los cabezales de lectura / escritura se detienen en la pista. El cabezal de lectura comprueba la dirección preescrita en el disquete formateado para asegurarse de que está utilizando el lado correcto del disquete y está en la pista adecuada. Esta operación es muy similar a la forma en que un tocadiscos va automáticamente a un determinado surco en un disco de vinilo.

Antes de que los datos del programa se escriban en el disquete, se activa una bobina de borrado (en el mismo conjunto de cabezal de lectura/escritura) para «borrar» un amplio sector de «pizarra limpia» antes de escribir los datos del sector con el cabezal de escritura. El sector borrado es más ancho que el sector escrito, de esta manera, ninguna señal de sectores en pistas adyacentes interferirá con el sector en la pista que se está escribiendo.

El cabezal de escritura energizado coloca datos en el disquete magnetizando partículas minúsculas, de hierro y de barra magnética incrustadas en la superficie del disquete, muy similares a la tecnología utilizada en la banda magnética en la parte posterior de una tarjeta de crédito.Las partículas magnetizadas tienen sus polos norte y sur orientados de tal manera que su patrón puede ser detectado y leído en una operación de lectura posterior.

El disquete deja de girar. La unidad de disquete espera el siguiente comando.

Memoria Magnetorresistiva de Acceso Aleatorio

Se está produciendo un nuevo tipo de almacenamiento magnético, llamado Memoria Magnetorresistiva de Acceso Aleatorio o MRAM, que almacena datos en bits magnéticos basados en el efecto TMR (Resistencia de Magneto de túnel). Su ventaja es la no volatilidad, el bajo consumo de energía y la buena resistencia a los golpes.

TRABAJANDO

A diferencia de las tecnologías convencionales de chip RAM en MRAM, los datos no se almacenan como carga eléctrica o flujos de corriente, sino mediante elementos de almacenamiento magnético. Los elementos están formados por dos placas ferromagnéticas, cada una de las cuales puede contener un campo magnético separado por una fina capa aislante. Una de las dos placas es un imán permanente ajustado a una polaridad particular, el campo del otro se puede cambiar para que coincida con el de un campo externo para almacenar memoria. Esta configuración se conoce como válvula de giro y es la estructura más simple para una broca de MRAM. Un dispositivo de memoria se construye a partir de una cuadrícula de tales «celdas».

El método más simple de lectura se logra midiendo la resistencia eléctrica de la célula. Una celda en particular se selecciona (típicamente) alimentando un transistor asociado que cambia la corriente de una línea de suministro a través de la celda a tierra. Debido al efecto túnel magnético, la resistencia eléctrica de la célula cambia debido a la orientación de los campos en las dos placas. Al medir la corriente resultante, se puede determinar la resistencia dentro de cualquier celda en particular y, a partir de esto, la polaridad de la placa grabable. Por lo general, si las dos placas tienen la misma polaridad, se considera que significa «1», mientras que si las dos placas son de polaridad opuesta, la resistencia será mayor y esto significa «0».