La cinta de 9 pistas es un formato de almacenamiento de datos en cinta magnética , introducido con el IBM System/360 en 1964. Los medios y carretes de cinta magnética de 1 ⁄ 2 pulgada (12,7 mm) de ancho tienen el mismo tamaño que el formato IBM de 7 pistas anterior al que reemplazó, pero el nuevo formato tiene ocho pistas de datos y una pista de paridad para un total de nueve pistas paralelas. Los datos se almacenan como caracteres de 8 bits , que abarcan todo el ancho de la cinta (incluido el bit de paridad). Se han empleado varios métodos de grabación durante su vida útil a medida que aumentaba la velocidad de la cinta y la densidad de datos, incluidos PE ( codificación de fase ), GCR ( grabación codificada por grupo ) y NRZI ( sin retorno a cero, invertido , a veces pronunciado "nur-zee"). Las cintas vienen en varios tamaños de hasta 3600 pies (1100 m) de longitud.
El tamaño estándar de un byte se estableció efectivamente en ocho bits con el S/360 y la cinta de nueve pistas.
Durante más de 30 años, el formato dominó el almacenamiento y la transferencia de datos fuera de línea, pero a fines del siglo XX quedó obsoleto y el último fabricante de cintas cesó su producción a principios de 2002 [1] , y la producción de unidades finalizó al año siguiente. [2]
Una unidad típica de 9 pistas consta de un transportador de cinta (esencialmente, todos los mecanismos que mueven la cinta de un carrete a otro pasando por los cabezales de lectura/escritura y borrado) y electrónica de control y lectura/escritura de datos de apoyo. El transporte consta típicamente de un motor de suministro, un motor de recogida, ejes para bloquear los carretes de cinta en su lugar, un motor de cabrestante (aunque no necesariamente un rodillo de presión, consulte a continuación), un conjunto de cabezales de cinta , rodillos diversos que mantienen la cinta en una trayectoria precisa durante el funcionamiento y columnas de vacío que evitan que la cinta se "arranque". Los datos pueden corromperse si la cinta se estira o si hay variaciones en la velocidad de la cinta, por lo que el transporte tiene que guiar la cinta sin dañar sus bordes, moverla con un mínimo de oscilaciones y vibraciones y darle una tensión baja pero suficiente para mantener la cinta en contacto constante con el cabezal de lectura/escritura.
Para cargar una cinta, un operador quita el anillo protector (con frecuencia llamado "cinta de sellado de cinta" porque su propósito es evitar la humedad y el polvo en el material) del exterior del carrete de cinta e instala la cinta en el eje de suministro, luego pasa la cinta a través de los diversos conjuntos de rodillos y sobre el carrete de recogida, instalando tres o cuatro vueltas de cinta para proporcionar suficiente fricción para que el motor de recogida pueda tirar de la cinta. Luego, el operador inicia una secuencia automática, a menudo presionando un botón una vez, que cierra la ventana protectora, inicia el sistema de vacío y luego mueve la cinta hacia adelante hasta que un sensor óptico en la trayectoria de la cinta detecta la tira de papel de aluminio de comienzo de cinta (BOT). Luego, la electrónica de control indica a la computadora de control que la unidad está lista para funcionar.
Al igual que su contraparte de audio, el movimiento de la cinta a través de los cabezales de lectura/escritura en una unidad de cinta digital de nueve pistas requiere un control preciso, que se logra mediante un motor de cabrestante. El motor de cabrestante está diseñado para un funcionamiento muy suave. La retroalimentación a la electrónica de control se logra mediante un tacómetro , generalmente una " rueda fónica " óptica , para controlar la velocidad de la cinta. El arranque y la detención del cabrestante se controlan mediante generadores de rampa para garantizar un espacio entre grabaciones de tamaño adecuado, el espacio entre los bloques de información.
El sistema de vacío proporciona un amortiguador físico entre los movimientos de precisión del cabrestante y los grandes movimientos de los carretes almacenando una pequeña longitud de cinta en la columna de vacío bajo una tensión relativamente baja. Las columnas de vacío son cámaras abiertas en un extremo, cuyas aberturas están alineadas con el recorrido de la cinta antes y después de los conjuntos de cabrestante y rodillo. La cantidad de cinta en la columna se controla mediante cuatro sensores ópticos o de vacío en los lados de las columnas. La electrónica de control mantiene la curva del bucle de cinta entre los dos sensores internos, lo que indica al carrete de suministro que alimente más o se detenga, y al carrete de recogida que tome más o se detenga, según sea necesario. Los dos sensores externos, en la parte superior e inferior de las columnas, sirven para detectar fallas en el mecanismo de alimentación durante el funcionamiento, lo que indica a la electrónica de control que apague todo el funcionamiento del sistema de transporte de cinta y de vacío para evitar dañar la cinta. Debido a la tensión proporcionada por las columnas de vacío y al diseño del recorrido de la cinta, la cinta generalmente se mantiene en suficiente contacto con el revestimiento de fricción relativamente alta en el cabrestante como para que no se use un rodillo de presión.
En muchos sistemas, el movimiento de la cinta es bidireccional, es decir, la cinta se puede leer hacia adelante o hacia atrás según lo solicite la computadora de control. Debido a que la columna de vacío de suministro mantiene una tensión pequeña y constante en la dirección inversa, el cabrestante puede avanzar hacia atrás sin que la cinta se amontone o se salga de su trayectoria. A diferencia de la mayoría de los sistemas de cinta de audio, el cabrestante y los conjuntos de cabezales están siempre en contacto con la cinta, incluso durante las operaciones de avance y retroceso rápidos, y solo alejan el conjunto de cabezales de la trayectoria de la cinta durante el rebobinado a alta velocidad. En algunas unidades, los fabricantes proporcionaron una capacidad de "búsqueda rápida" que puede mover la cinta rápidamente una cierta cantidad de bloques, luego detenerla y volver a leer los datos solicitados a velocidad normal.
Las cintas incluyen una tira de papel de aluminio que indica el fin de la cinta (EOT). Cuando se detecta el fin de la cinta durante la escritura, el programa informático recibe una notificación al respecto. Esto le da al programa la oportunidad de escribir información sobre el fin de la cinta mientras todavía haya suficiente cinta para hacerlo.
La detección de BOT y EOT se logra al iluminar la superficie de la cinta con una pequeña lámpara en un ángulo oblicuo. Cuando la tira de aluminio (pegada a la cinta) pasa por la lámpara, un fotorreceptor ve el destello de luz reflejado y activa el sistema para detener el movimiento de la cinta. Esta es la razón principal por la que no se permiten cámaras fotográficas con flash en centros de datos con unidades de cinta de 9 pistas, ya que pueden engañar a las unidades de cinta para que detecten falsamente BOT y EOT. [3]
Lo anterior describe un sistema de transporte típico; sin embargo, los fabricantes diseñaron muchos diseños alternativos. Por ejemplo, algunos diseños utilizan una plataforma de transporte horizontal donde el operador simplemente coloca el carrete de cinta en el compartimento del carrete de suministro, cierra la puerta y presiona el botón de carga; luego, un sistema de vacío arrastra la cinta a lo largo del recorrido hasta un eje de recogida dentro del mecanismo. Algunos diseños eliminan las columnas de vacío a favor de un diseño de accionamiento directo controlado por microprocesador.
Las cintas 800 NRZI y 1600 PE (codificación de fase) de 9 pistas utilizan un espacio entre registros (IRG) de 0,6 pulgadas (15 mm) entre los registros de datos para permitir que la cinta se detenga y comience entre registros. Las cintas 6250 GCR utilizan un IRG más ajustado de 0,3 pulgadas (7,6 mm).
Las cintas de 9 pistas tienen pegatinas reflectantes colocadas en el lado que no contiene datos a 10 pies (3,0 m) del principio de la cinta y a 14 pies (4,3 m) del final de la cinta para facilitar la señalización al hardware para evitar que la cinta se desenrolle de los ejes. Estas pegatinas reflectantes establecen las marcas de inicio de cinta (BOT) y fin de cinta (EOT). 10 pies (3,0 m) de cinta de cabecera y de final es lo suficientemente largo para permitir que la cinta baje y suba por las columnas de aire y se enrolle alrededor del eje unas cuantas veces. Los 4 pies (1,2 m) adicionales en el final sirven para permitir que el sistema operativo tenga espacio para escribir algunos bloques de datos después de la marca EOT para finalizar el segmento de datos de la cinta en un conjunto de datos de varios volúmenes. Los operadores suelen cortar unos centímetros de cinta de cabecera cuando se desgasta. Si la tira reflectante de cabecera se desprende de la cinta, resulta difícil leer los datos, ya que el punto BOT del conjunto de datos ya no se puede localizar fácilmente y la orientación BOT es casi imposible. Cuando esto sucede, se agrega una nueva tira BOT a la cinta y sus datos anteriores se consideran perdidos.
Las cintas de nueve pistas tienen densidades de 800, 1600 y 6250 bytes de 8 bits por pulgada, lo que da aproximadamente 22,5 MB, 45 MB y 175 MB respectivamente en una cinta con la longitud habitual de 2400 pies (730 m).
Las unidades de cinta magnética de la serie 2400 se introdujeron con el System/360 y fueron las primeras en utilizar cintas de 9 pistas. Las dimensiones de la cinta y los carretes son idénticas a las utilizadas con las unidades de 7 pistas , como la IBM 729. Sin embargo, las cintas de 7 pistas más antiguas solo se pueden leer y escribir en unidades 2400 especiales equipadas con cabezales de lectura y escritura de 7 pistas y la opción de compatibilidad de 7 pistas.
Las unidades de cinta magnética de la serie 3400 se introdujeron con el IBM System/370 . Las principales ventajas del sistema 3400 son la mayor densidad de datos (6250 BPI) y la compatibilidad con el cartucho "autocargador", que se vio por primera vez en el modelo 7 del IBM 2420. Antes del cartucho autocargador, las cintas se sellaban en una "banda de sellado de cinta" de plástico que rodeaba el carrete y proporcionaba protección contra la contaminación y capacidad para colgarlas en bastidores. El cartucho autocargador del 3420 permite al operador de la cinta montar el carrete directamente en el eje sin tener que quitar la banda de sellado. Esto proporciona un importante ahorro de tiempo y reduce los errores del operador, ya que el operador no tiene que quitar/reemplazar la banda o enhebrar la cinta en el carrete de recogida.
Mientras que las unidades de cinta anteriores tienen columnas de vacío, algunas unidades de cinta IBM, como la unidad 8809 (años 1980), tienen una situación de montaje plano y no existen columnas de vacío. Las cintas se montan y enroscan manualmente. La unidad admite tanto 800 como 1600 bpi. Esta unidad se utiliza en IBM System/36 . En IBM AS/400 e iSeries existe la 9348-012 y es una unidad de sobremesa, de montaje plano, pero carga automáticamente el carrete de cinta y lo enrosca automáticamente. La 9348 admite cintas con densidad de 1600 y 6250 bpi.
La capacidad máxima de datos de una bobina de 2400 pies, con bloques de 32.767 bytes y grabada a 6250 BPI es de 170 megabytes. Normalmente se utilizan tamaños de bloque mucho más pequeños, como 4K (4.096 bytes), en cuyo caso la capacidad de almacenamiento de la cinta se reduce a 113 megabytes.
Dependiendo del sistema operativo, las cintas se formatean como EBCDIC (si se utiliza equipo IBM) o ASCII, y están "etiquetadas" (si los datos están precedidos por un encabezado de cinta, que normalmente contiene un nombre de cinta y una fecha), "sin etiqueta" (si la cinta no contiene encabezado) o tienen una "etiqueta no estándar" (la cinta tiene un encabezado, pero no se ajusta al formato esperado por el equipo utilizado para leer la cinta).
Los datos se suelen escribir en la cinta en bloques, en lugar de un registro a la vez. Entre los bloques hay un espacio entre bloques que varía según la densidad, pero que normalmente tiene una longitud de entre 5/8 y 3/4 de pulgada. Para maximizar la cantidad de datos que se almacenan en una cinta, se debe minimizar la cantidad de espacios. Además, los datos almacenados en bloques se pueden leer y escribir más rápidamente que los datos almacenados un registro a la vez. La desventaja es que la corrupción de datos dentro de un bloque puede provocar la pérdida de varios registros.
