El primer instrumento creado para el registro magnético de datos fue el telegráfono, inventado en 1898 por el ingeniero danés Valdemar Poulsen. Los datos se registraban en un alambre o cable de acero mediante un pequeño electroimán que tenía forma de herradura. Un circuito eléctrico, similar al usado en el teletrófono de Meucci (primer teléfono, 1854), lograba convertir las señales sonoras en impulsos eléctricos.

Los impulsos magnetizaban el cable mientras este ─ gracias a un pequeño motor ─ se deslizaba sobre los polos del electroimán. El sonido se podía reproducir al pasar el cable sobre otro electroimán. Este hacía las veces de lector o reproductor y se hacía audible en una bocina al amplificar la señal mediante un circuito eléctrico.

Sin embargo, el sistema de Poulsen tenía un grave inconveniente, a menudo el cable metálico se torcía y la grabación se dañaba. El sistema era poco confiable.

Grabación en cintas magnéticas

En 1934 dos empresas alemanas colaboraron para crear la primera cinta magnética plástica. Estaba hecha de acetato de celulosa con polvo de óxido férrico incrustado. Proporcionaba mejor calidad de sonido que el cable de acero; además, era más fácil de manipular, almacenar, cortar y empalmar. Para ‘borrar’ la cinta se hacía pasar una corriente alterna por el electroimán, lo que aún se hace. El nuevo sistema se presentó al público en la exposición de Radio de Berlín de noviembre de 1935.

Al terminar la segunda guerra mundial los estadounidenses se apropiaron de los resultados alemanes y más tarde crearon cintas magnéticas mejoradas. Las más recientes se construyen de algún material magnético pulverizado, incrustado en plásticos con mejores propiedades mecánicas que el acetato.

Las grabadoras convencionales poseen cabezales separados de grabación y de reproducción.

Para grabar, un pequeño electroimán, ubicado en la cabeza de grabación, se dedica a ordenar los dominios magnéticos en la cinta, mediante los impulsos eléctricos que recibe de un micrófono común.

Para reproducir el contenido de la cinta, los dominios ordenados del polvo magnético incrustado, al estar en movimiento en contacto con el ‘gap’ de un núcleo ferromagnético, genera pequeños voltajes (ley de Faraday-Lenz). Estos voltajes se recogen en una bobina, se amplifican y se envían a la bocina, o a los audífonos, que no es más que una bocina pequeña.

En la actualidad los casetes de cinta de audio y video han sido desplazados por los sistemas que utilizan discos duros o memorias flash del tipo USB. Estas no son magnéticas, sino que funcionan con chips electrónicos. No obstante, sistemas de grabación y lectura similares a los de cinta magnética aún se usan. Por ejemplo, en las tarjetas de crédito para cajeros automáticos, en las puertas de acceso a hoteles y otras locaciones, y en los boletos de uso múltiple del trasporte urbano en algunos países.

Grabadoras de video

Tras las grabadoras de audio aparecieron las de video. En la figura, uno de los primeros equipos experimentales de grabación de video en cinta magnética, desarrollado en 1955 en los EE.UU. por la Ampex Corporation. Solo se podían grabar unos pocos minutos de video de pobre calidad. La razón es que el equipo necesitaba pasar la cinta a gran velocidad por el cabezal, y se requerían grandes bobinas de cinta para grabar unos pocos datos.

Grabación en discos

El siguiente avance para almacenar datos por medios magnéticos tuvo lugar cuando se introdujeron los discos duros. El primer disco duro fue desarrollado por la IBM en 1956. Tenía el tamaño de dos refrigeradores, pesaba una tonelada, su capacidad era de 5 megabytes, y consistía en 50 platos de 24 pulgadas de diámetro, a los que se accedía mediante un brazo electromecánico. Caro y voluminoso, sentó las bases para la creación de los discos duros modernos.

Los discos duros actuales tienen una capacidad de hasta 5 terabytes (unos cinco millones de megabytes) y una longitud de solo 3,5 pulgadas (figura al inicio). La figura más abajo muestra el primer disco duro y a la derecha, con mayor detalle, los mecanismos accesorios de grabación y lectura.

El sistema es similar al que usaban las antiguas victrolas (juke box), muy de moda en todo el mundo en los años 50. En ellas un brazo localizaba y extraía el disco para colocarlo en un tocadiscos y escucharlo de forma automática. Al terminar volvía a ponerlo en su lugar.

La diferencia esencial con los sistemas anteriores era que las cinta magnética sólo permitía el acceso a los datos en sucesión; había que recorrer todos los datos almacenados antes para llegar al dato deseado, lo que consumía mucho tiempo. En el disco duro, el brazo mecánico iba directamente al disco específico que contenía el dato de interés: era mucho más rápido. Tanto los datos almacenados en cinta como los de los novedosos discos duros se almacenaban en bytes de lenguaje binario.

La unidad básica del manejo digital de datos es el byte, compuesto por 8 bits. Cada bit de lenguaje binario puede tomar solo dos valores: 0 y 1. Todas las combinaciones de orden posibles de esos 8 bits proporcionan 256 posibles valores diferentes para cada byte, comenzando por cero. Por ejemplo, la letra A en lenguaje binario ASCII (uno de los varios posibles) se escribe como 01000001. Este es el tipo de lenguaje que pueden manejar los procesadores de las computadoras. Por ejemplo, un número entre 0 y 255 ocupa un solo byte; una palabra de 6 letras necesita 6 bytes, y cualquier programa o imagen puede necesitar millones de bytes.

Los discos duros actuales son muy pequeños en comparación con el primer disco duro. En 3.5 pulgadas de longitud se albergan el brazo y todos los demás mecanismos junto a motores y circuitos de control. La grabación se lleva a cabo sobre una película metálica muy delgada de algún metal ferromagnético; para grabar y leer se usa una cabeza de lectura y escritura que contiene un electroimán muy pequeño, que se mueve a micras de la superficie para leer/escribir la información. El disco rota mediante un pequeño motor mientras el brazo móvil desplaza el cabezal hasta el lugar requerido.

Un disco duro es una pieza vital en cualquier computadora. A veces se compara el disco duro es como un "tocadiscos de alta precisión", que utiliza las propiedades magnéticas de los materiales para guardar datos en platos giratorios. Aunque reemplazados poco a poco por las memorias USB, que funcionan con chips bajo principios eléctricos, aun son indispensables en muchas aplicaciones por su buena relación capacidad/precio. Los diskettes o discos floppy, basados en un principio similar a los discos duros, usados en los inicios de la computación para trasladar datos e información entre computadoras, como discos de arranque, o para almacenar y resguardar archivos, fueron sustituidos con rapidez por las USB.

Bibliografía

Las TIC en el aula Encuentro 1, https://www.slideserve.com/demi/las-tic-en-el-aula-encuentro-1

TEMA: Partes internas de la computadora portátil, https://centrodecomputadorasrd.wordpress.com/2016/05/14/tema-partes-internas-de-la-computadora-portatil/

How Reel-to-Reel Tape Recorders Work, https://www.retroreels.shop/how-reel-to-reel-tape-recorders-work/?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=es&_x_tr_hl=es&_x_tr_pto=tc

1898: Poulsen graba la voz en un cable magnético, https://www-computerhistory-org.translate.goog/storageengine/poulsen-records-voice-on-magnetic-wire/?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=es&_x_tr_hl=es&_x_tr_pto=tc

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Beverley Gooch y la evolución de la cinta magnética, https://tnmuseum-org.translate.goog/Stories/posts/beverley-gooch-and-the-evolution-of-magnetic-tape?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=es&_x_tr_hl=es&_x_tr_pto=tc Memoria USB, https://es.wikipedia.org/wiki/Memoria_USB