Disquete, Fita Magnética

Disquete
Se você alguma vez trabalhou com computadores, já deve ter utilizado uma disquete em algum momento. O drive de disquete (FDD - floppy disk drive) era o principal meio de transferir dados para um computador até o drive de CD-ROM se tornar popular. Os drives de disquete são um componente-chave da maioria dos computadores há mais de 20 anos.
Basicamente, um drive de disquete lê e grava dados em um pedaço de plástico circular revestido de metal, de forma semelhante a uma fita cassete. Neste artigo, você saberá mais sobre a constituição do drive de disquete e como ele funciona. Conhecerá também alguns fatos interessantes sobre ele.

História dos drives de disquete
O drive de disquete, ou drive de disco flexível, foi inventado na IBM por Alan Shugart, em 1967. Os primeiros drives de disquete utilizavam um disco de 8 polegadas (mais adiante chamado de "disquete" quando teve seu tamanho reduzido), que evoluiu até se tornar um disco de 5,25 polegadas, que foi utilizado no primeiro computador pessoal IBM, em agosto de 1981. O disco de 5,25 polegadas tinha capacidade para armazenar 360 kilobytes - contra os 1,44 megabytes dos disquetes de 3,5 polegadas atuais.
Os discos de 5,25 polegadas foram intitulados "flexíveis" porque a embalagem das disquetes era um envelope de plástico muito flexível, diferente do invólucro rígido utilizado para armazenar as disquetes de 3,5 polegadas actuais.
Por volta da metade dos anos 80, os projectos aprimorados das cabeças de leitura/gravação, bem como os aprimoramentos na mídia de gravação magnética, abriram caminho para um drive de disquete de 3,5 polegadas menos flexível, com capacidade de 1,44 MB, que é utilizado actualmente. Por vários anos, os computadores utilizaram dois tamanhos de drive de disquete: 3,5 polegadas e 5,25 polegadas. Mas, na metade dos anos 90, a versão de 5,25 polegadas foi perdendo popularidade, em parte porque a superfície de gravação da disquete podia ser contaminada facilmente por impressões digitais através da área de acesso livre.

Partes do drive de disquete
Terminologia do drive de disquete:
Disco flexível - também chamado de disquete. O tamanho usual de hoje é 3,5 polegadas.
Drive de disquete - o dispositivo eletromecânico que lê e grava disquetes.
Trilha - anel concêntrico de dados em um lado do disco.
Setor - um subconjunto de trilhas, semelhante a uma cunha ou uma fatia de torta.


O disco
O disquete se parece muito com a fita cassete:
Ambos utilizam uma base fina de material plástico revestida de óxido de ferro. Trata-se de um material ferromagnético, e se você o expuser a um campo magnético, ele ficará permanentemente magnetizado pelo campo; ambos podem gravar informações instantaneamente; ambos podem ser apagados e reutilizados muitas vezes; ambos são muito baratos e fáceis de serem utilizados.
A disquete, como a fita cassete, é feito de um pedaço fino de plástico revestido de material magnético em ambos os lados. No entanto, seu formato é circular - e não estreito e longo como o de uma fita. As faixas, conhecidas como trilhas, são acomodadas em anéis concêntricos para que o software possa pular do "arquivo 1" para o "arquivo 19" sem ter de avançar passando por todos os arquivos de 2 a 18. A disquete gira como um disco e as cabeças movem-se para a trilha correcta, proporcionando o armazenamento de acesso directo.

O drive
As partes principais de um drive de disquete é: cabeças de leitura/gravação: localizadas em ambos os lados da disquete, elas se movem em conjunto em uma mesma montagem. As cabeças não são directamente opostas uma à outra para evitar a interacção entre operações de gravação em cada uma das superfícies da mídia. Uma mesma cabeça é utilizada para ler e gravar, enquanto que uma segunda, mais larga, é utilizada para apagar um sector antes do mesmo ser gravado. Isso permite que os dados sejam escritos em um "espaço limpo" mais amplo, sem interferir nos dados análogos que estão em um sector adjacente; motor do drive: um motor muito pequeno engata a parte de metal do centro disquete, girando-o a 300 ou 360 rotações por minuto (RPM);

Motor de passo: este motor executa um número preciso de revoluções (passos completos) para mover a montagem da cabeça de leitura/gravação para a posição adequada da trilha. A montagem da cabeça de leitura/gravação é presa ao eixo do motor de passo; estrutura mecânica: um sistema de alavancas que abre a pequena janela protectora no disquete para permitir que as cabeças de leitura/gravação toquem a mídia do disquete nos dois lados (para os disquetes de 3,5 polegadas). Um botão externo permite que a disquete seja expelido. Neste momento, a janela protectora da disquete é fechada (para os disquetes de 3,5 polegadas);

Placa do circuito: contém todos os componentes electrónicos para manipular os dados lidos da disquete ou nele gravado. Também controla os circuitos de controlo do motor de passo utilizados para mover as cabeças para cada trilha, bem como o movimento das cabeças de leitura/gravação em direcção à superfície da disquete.
As cabeças de leitura/gravação não tocam a mídia quando as cabeças estão se movendo pelas trilhas. Elementos ópticos electrónicos procuram uma abertura no canto inferior do disquete de 3.5 polegadas (ou um entalhe no lado do disquete de 5,25 polegadas) para verificar se o usuário deseja impedir que sejam gravados dados nele.

Gravando dados em um disquete
A seguir, apresentamos uma visão geral sobre como o drive grava dados na disquete. A leitura dos dados é muito semelhante à gravação.

Veja o que acontece:
O programa do computador passa uma instrução ao hardware para gravar um arquivo de dados no disquete, que é muito semelhante a um disco (prato) do drive de disco rígido, excepto pelo fato de girar muito mais devagar, possuir capacidade de armazenamento bem menor e tempo de acesso bem inferior.
O hardware do computador e o controlador do drive de disquete dão partida ao motor do drive da disquete para girar o disco flexível.
O disco possui muitas trilhas concêntricas (trilhas) em cada lado. Cada trilha é dividida em segmentos menores chamados sectores, como pedaços de torta.
Um segundo motor, chamado de motor de passo, gira um eixo aparafusado (uma versão em miniatura de uma morsa de bancada) em incremento de minutos que coincidem com os espaçamento entre trilhas.
O tempo que leva para chegar à trilha correcta é chamado de "tempo de acesso". Essa acção (revoluções parciais) do motor de passo move as cabeças de leitura/gravação como as partes móveis de uma morsa em uma bancada. Os componentes electrónicos do drive de disquete sabem quantos passos o motor tem que girar para mover as cabeças de leitura/gravação para a trilha correcta.
As cabeças de leitura/gravação param na trilha. A cabeça de leitura verifica o endereço pré-escrito na disquete formatado para assegurar-se de que ele esteja utilizando o lado correcto da disquete e de que esteja na trilha correcta. Esta operação é muito semelhante à maneira como um toca-discos vai automaticamente para um certo sulco em um disco de vinil.
Antes dos dados do programa serem gravados na disquete, uma bobina de limpeza (na mesma montagem da cabeça de leitura/gravação) é energizada para "limpar" um sector antes de gravar os dados do sector com a cabeça de gravação. O sector apagado é mais amplo do que o sector gravado - desta forma, nenhum sinal dos sectores adjacentes interferirá no sector que está sendo gravado.
A cabeça de gravação energizada coloca dados na disquete magnetizando as partículas magnéticas embutidas na superfície da disquete, de maneira muito semelhante à tecnologia utilizada na tarja magnética de um cartão de crédito. As partículas magnetizadas possuem pólos positivos e negativos de maneira que seu padrão pode ser detectado e lido na operação de leitura subsequente.
A disquete pára de girar. O drive de disquete aguarda o próximo comando.
A pequena luz indicadora no drive permanece acesa durante todas as operações descritas anteriormente.

Vantagens
- Pode ser apagado e reutilizado muitas vezes,
- È fácil de utilizar,
- È barata

Desvantagens
- As unidades de leitura geralmente possuem um botão que, se pressionado ejecta a disquete. A possibilidade de ejectar a disquete mecanicamente pode acarretar erros de leitura, ou até mesmo a perda de todos os dados contidos na disquete caso a ejecção seja feita durante um processo de leitura. Uma excepção a isso é constituído pelas unidades de leitura dos computadores Macintosh, nos quais a ejecção do disco é comandada pelo sistema operacional e realizada através de um motor interno.
- Um outro problema é referente a sua vida útil. As disquetes possuem vida útil que varia de 5 a 6 anos (pouco, se for comparado ao CD, que dura 20 anos). Disquetes mais velhos e com muito uso, começam a desprender fragmentos do disco magnético interno, sendo que alguns desses fragmentos podem grudar nas cabeças de leitura, dificultando muito a leitura/escrita de outros disquetes. Para essa situação, é recomendável utilizar um "disquete" especial para limpeza, em que no lugar do disco magnético fica localizado um tecido para limpeza.
- Reduzida fidelidade, já que facilmente se danificavam ou corrompiam, Ex: Exposição ao calor, frio e até mesmo a proximidade a aparelhos com campo magnético como celulares.

Fita magnética
A fita
Há duas partes em qualquer sistema magnético de gravação de áudio: o gravador, que também actua como dispositivo de reprodução, e a fita, usada como meio de armazenamento. A fita é realmente muito simples. Ela consiste de uma fina base plástica, à qual está ligada uma camada de óxido férrico em pó. Geralmente, o óxido é misturado com um ligante para se unir ao plástico, e isso também inclui algum tipo de lubrificante seco para evitar o desgaste da gravação.
Este óxido é um material ferromagnético, ou seja, quando exposto ao campo electromagnético ele é permanentemente magnetizado. Essa capacidade dá à fita magnéticas duas de suas características significativas:
-Você pode gravar tudo o que quiser instantaneamente e a fita lembrará o que você gravou para reproduzir a qualquer momento;
-você pode apagar a fita e gravar outra coisa na hora em que você quiser.
Essas duas características são o que tornam as fitas e as disquetes tão populares – eles são instantâneos e podem ser alterados facilmente.

O gravador de fita
Um gravador de fitas é realmente muito simples, assim como qualquer outro aparelho similar, desde um walkman a um avançado aparelho de som.
A ideia básica envolve um electroíman que aplica um fluxo magnético ao óxido na fita. O óxido "lembra" permanentemente do fluxo que "vê". Um cabeçote de gravador de fitas é um electroíman circular muito pequeno com um pequeno intervalo, como este:
Esse electroíman é minúsculo – talvez do tamanho de uma meia ervilha. O electroíman consiste de um centro de ferro com um fio enrolado em volta, como mostrado na figura. Durante a gravação, o sinal de áudio é enviado através da bobina pelo fio para criar um campo magnético no centro. No intervalo, o fluxo magnético forma a extremidade padrão para fazer a ponte no intervalo (mostrado em vermelho), e este fluxo é o que magnetiza o óxido na fita. Durante a reprodução, o movimento da fita puxa um campo magnético variável pelo intervalo. Isto cria um campo magnético variável no centro e, dessa forma, um sinal na bobina. Este sinal é amplificado para ser enviado para os alto-falantes.
Num reprodutor de cassetes normal, há dois destes pequenos eletroímans que juntos têm aproximadamente a metade da largura da fita. Os dois cabeçotes gravam os dois canais de um programa estéreo, desse modo:
Quando você inverte uma fita no reprodutor, você alinha a outra metade da fita com os dois eletroímans.
Quando você olha dentro de um gravador magnético, normalmente vê algo assim:
No topo desta figura estão as duas rodas dentadas que accionam os carretéis dentro da cassete. Estas rodas dentadas giram um dos carretéis para puxar a fita durante a gravação, reprodução, avanço ou retrocesso rápido. Debaixo das duas rodas dentadas existem duas cabeças. A cabeça da esquerda é uma cabeça principal de limpeza para limpar sinais na fita antes da gravação. A cabeça no centro é a cabeça de gravação e reprodução contendo os dois minúsculos eletroímãs. No centro está o rolete e o cilindro de tensão, como visto abaixo:
O rolete gira a uma taxa bem precisa para puxar a fita a pelo cabeçote exactamente na velocidade correcta. A velocidade padrão é de 4,76 centímetros por segundo. O rolete de pressão simplesmente aplica pressão e a fita é apertada contra o eixo.

Tipos de fita e polarização de gravação
Muitos dos modernos toca-fitas têm controles como os abaixo para diferentes formatos de polarização e gravação.
Muitas fitas de alta qualidade indicam seu formato para determinar um tipo. Existem quatro tipos de fitas de uso comum nos dias de hoje:
Tipo 0 – esta é a fita original de óxido férrico. É muito raro vê-la nos dias de hoje;
Tipo 1 – esta é uma fita padrão de óxido férrico, também chamada de "polarização normal de gravação";
Tipo 2 – esta é uma fita de "cromo" ou CrO2. As partículas de óxido férrico são misturadas com dióxido de cromo;
Tipo 4 – esta é uma fita de "metal". Partículas metálicas em vez de partículas de óxido férrico são usadas nesta fita.

A qualidade sonora é aprimorada na medida que você vai de um tipo para outro, com as fitas de metal tendo a melhor qualidade de som.
Os controles no toca-fitas permitem adaptar a polarização de gravação e a potência do sinal ao tipo da fita que você está usando, fazendo com que você tenha o melhor som possível.
A polarização de gravação é um sinal especial que é aplicado durante a gravação. Os primeiros gravadores simplesmente aplicavam o sinal de áudio no electroíman do cabeçote. Isso funcionava, porém produzia grandes distorções em sons de baixa frequência. Uma polarização de gravação é um sinal de 100-kilohertz que é adicionado ao sinal de áudio. Essa polarização 'move' o sinal gravado na "porção linear" da curva de magnetização da fita. Esse movimento significa que a fita reproduz o som gravado de forma mais fiel.

Vantagens
- O baixo custo e a portabilidade da mídia, proporcionando um baixo custo por byte armazenado.
- Pode gravar informações instantaneamente,
- Pode ser apagado e reutilizado muitas vezes,
- Fácil de utilizar

Desvantagens
- Em compensação, suas maiores desvantagens são a lentidão, a baixa confiabilidade da mídia e a pouca duração da gravação. O baixo custo por byte armazenado ainda mantém um mercado para utilização da fita hoje, embora venha sendo aceleradamente substituída por meios de armazenamento mais modernos, especialmente meios óptico-magnéticos.
- Se você já utilizou uma fita cassete, sabe que ela possui uma grande desvantagem – é um dispositivo sequencial. A fita possui um início e um fim, e para passar de uma música para outra música que esteja mais adiante você precisa usar os botões "fast forward" e "rewind" para encontrar o início da música, já que as cabeças da fita são estacionárias. Pode levar alguns minutos para se rebobinar uma fita cassete longa, o que dificulta a localização da música no meio da fita.