كيف يتم تخزين البيانات في جهاز الكمبيوتر؟

يعد تخزين بيانات الكمبيوتر موضوعًا معقدًا ، ولكن يمكن تقسيمه إلى ثلاث عمليات أساسية. أولاً ، يتم تحويل البيانات إلى أرقام بسيطة يسهل على الكمبيوتر تخزينها. ثانيًا ، يتم تسجيل الأرقام بواسطة الأجهزة الموجودة داخل الكمبيوتر. ثالثًا ، يتم تنظيم الأرقام ونقلها إلى التخزين المؤقت والتلاعب بها بواسطة البرامج أو البرامج.

يتم تخزين كل جزء من البيانات في جهاز الكمبيوتر كرقم. على سبيل المثال ، يتم تحويل الأحرف إلى أرقام ، ويتم تحويل الصور الفوتوغرافية إلى مجموعة كبيرة من الأرقام التي تشير إلى اللون والسطوع لكل بكسل. ثم يتم تحويل الأرقام إلى أرقام ثنائية. تستخدم الأعداد التقليدية عشرة أرقام ، من 0 إلى 9 ، لتمثيل كل القيم الممكنة. تستخدم الأعداد الثنائية رقمين ، 0 و 1 ، لتمثيل جميع القيم الممكنة. تبدو الأرقام من 0 إلى 8 على هذا النحو كأرقام ثنائية: 0 ، 1 ، 10 ، 11 ، 100 ، 101 ، 110 ، 111 ، 1000. الأرقام الثنائية طويلة جدًا ، ولكن مع الأرقام الثنائية ، يمكن تخزين أي قيمة كسلسلة من العناصر التي تكون صحيحة (1) أو خاطئة (0) ، مثل الشمال / الجنوب ، المشحونة / غير المشحونة ، أو الفاتحة / الداكنة.

يعتبر محرك الأقراص الثابتة مخزن البيانات الرئيسي في معظم أجهزة الكمبيوتر. إنه قرص دوار أو أقراص ذات أغطية ورؤوس مغناطيسية يمكنها قراءة أو كتابة المعلومات المغناطيسية ، على غرار طريقة عمل أشرطة الكاسيت. في الواقع ، استخدمت أجهزة الكمبيوتر المنزلية المبكرة أشرطة الكاسيت لتخزين البيانات. يتم تسجيل الأرقام الثنائية كسلسلة من المناطق الصغيرة على القرص الممغنطة إما في الشمال أو الجنوب. تستخدم الأقراص المرنة ومحركات الأقراص المضغوطة والأشرطة المغناطيسية لتسجيل الأرقام الثنائية. يمكن تدمير البيانات الموجودة على الأشرطة والأقراص إذا كانت قريبة جدًا من المغناطيس.

تستخدم بعض أجهزة الكمبيوتر المحمولة الجديدة محركات أقراص صلبة لتخزين البيانات الأساسية. تحتوي هذه الشرائح على شرائح ذاكرة ، على غرار رقائق الذاكرة في مفاتيح USB وبطاقات SD ومشغلات MP3 والهواتف المحمولة وما إلى ذلك. يتم تسجيل الأرقام الثنائية عن طريق شحن أو عدم شحن سلسلة من المكثفات الصغيرة في الشريحة. يعد تخزين البيانات الإلكترونية أكثر قوة من تخزين البيانات المغناطيسية ، ولكن بعد عدة سنوات تفقد المكثفات قدرتها على تخزين الشحنات الكهربائية.

تستخدم الأقراص المضغوطة وأقراص DVD البصريات لتخزين الأرقام الثنائية. أثناء دوران القرص ، ينعكس الليزر أو لا ينعكس بسلسلة من المقاطع الصغيرة العاكسة على القرص. تحتوي الأقراص القابلة للكتابة على طبقة عاكسة يمكن تغييرها بواسطة الليزر الموجود في الكمبيوتر. الأقراص طويلة الأمد ، لكنها هشة ؛ خدوش على الطبقة البلاستيكية تمنع الليزر من قراءة الانعكاسات من طبقة الألمنيوم بشكل صحيح.

تُستخدم محركات الأقراص والأقراص ومفاتيح USB لتخزين البيانات على المدى الطويل. يوجد داخل الكمبيوتر العديد من المجالات لتخزين البيانات الإلكترونية على المدى القصير. يتم تخزين كميات صغيرة من البيانات مؤقتًا في لوحة مفاتيح وطابعة وأقسام من اللوحة الأم والمعالج. يتم تخزين كميات أكبر من البيانات مؤقتًا في شرائح الذاكرة وبطاقة الفيديو. تم تصميم مناطق تخزين البيانات المؤقتة لتكون أصغر ولكن أسرع من التخزين طويل المدى ، ولا تحتفظ بالبيانات عند إيقاف تشغيل الكمبيوتر.

يتم تخزين البيانات في شكل عدد كبير من الأرقام الثنائية ، عن طريق المغناطيسية أو الإلكترونيات أو البصريات. أثناء تشغيل الكمبيوتر ، يتم تخزين البيانات أيضًا في العديد من المواقع المؤقتة. البرنامج مسؤول عن تنظيم ونقل ومعالجة كل هذه الأرقام. يحتوي BIOS الخاص بجهاز الكمبيوتر على تعليمات بسيطة ، يتم تخزينها كبيانات في الذاكرة الإلكترونية ، لنقل البيانات من وإلى مواقع التخزين المختلفة وحول الكمبيوتر للمعالجة. يحتوي نظام تشغيل الكمبيوتر ، على سبيل المثال ، على تعليمات لتنظيم البيانات في ملفات و المجلدات وإدارة التخزين المؤقت للبيانات وإرسال البيانات إلى برامج وأجهزة التطبيق مثل طابعات. أخيرًا ، تقوم برامج التطبيق بمعالجة البيانات.