Wie werden Daten auf einem Computer gespeichert?

Die Speicherung von Computerdaten ist ein komplexes Thema, das jedoch in drei grundlegende Prozesse unterteilt werden kann. Zuerst werden Daten in einfache Zahlen umgewandelt, die für einen Computer leicht zu speichern sind. Zweitens werden die Zahlen von der Hardware im Computer aufgezeichnet. Drittens werden die Zahlen organisiert, in einen temporären Speicher verschoben und durch Programme oder Software manipuliert.

Jedes Datenelement in einem Computer wird als Zahl gespeichert. Beispielsweise werden Buchstaben in Zahlen umgewandelt und Fotos werden in eine große Anzahl von Zahlen umgewandelt, die die Farbe und Helligkeit jedes Pixels angeben. Die Zahlen werden dann in Binärzahlen umgewandelt. Herkömmliche Zahlen verwenden zehn Ziffern von 0-9, um alle möglichen Werte darzustellen. Binärzahlen verwenden zwei Ziffern, 0 und 1, um alle möglichen Werte darzustellen. Die Zahlen 0 bis 8 sehen als Binärzahlen so aus: 0, 1, 10, 11, 100, 101, 110, 111, 1000. Binärzahlen sind sehr lang, aber mit Binärzahlen kann jeder Wert als eine Reihe von Elementen gespeichert werden, die wahr (1) oder falsch (0) sind, wie zum Beispiel Nord/Süd, Geladen/Ungeladen oder Hell/Dunkel.

Der Hauptdatenspeicher in den meisten Computern ist die Festplatte. Es handelt sich um eine oder mehrere rotierende Platten mit magnetischen Beschichtungen und Köpfen, die magnetische Informationen lesen oder schreiben können, ähnlich wie bei Kassettenbändern. Tatsächlich verwendeten frühe Heimcomputer Kassetten zur Datenspeicherung. Binärzahlen werden als eine Reihe winziger Bereiche auf der Scheibe aufgezeichnet, die entweder nach Norden oder Süden magnetisiert sind. Disketten, ZIP-Laufwerke und Bänder verwenden alle Magnetismus, um Binärzahlen aufzuzeichnen. Die Daten auf Bändern und Disketten können zerstört werden, wenn sie Magneten zu nahe kommen.

Einige neue Laptop-Computer verwenden Solid-State-Laufwerke für die primäre Datenspeicherung. Diese haben Speicherchips, ähnlich wie Speicherchips in USB-Sticks, SD-Karten, MP3-Playern, Handys und so weiter. Binärzahlen werden aufgezeichnet, indem eine Reihe winziger Kondensatoren im Chip geladen oder nicht geladen wird. Elektronische Datenspeicher sind robuster als magnetische Datenspeicher, jedoch verlieren die Kondensatoren nach einigen Jahren ihre Fähigkeit, elektrische Ladungen zu speichern.

CDs und DVDs verwenden eine Optik, um Binärzahlen zu speichern. Während sich die Scheibe dreht, wird ein Laser von einer Reihe winziger Spiegelabschnitte auf der Scheibe entweder reflektiert oder nicht reflektiert. Beschreibbare Disks haben eine reflektierende Schicht, die durch den Laser im Computer verändert werden kann. Festplatten sind langlebig, aber zerbrechlich; Kratzer auf der Kunststoffschicht verhindern, dass der Laser Reflexionen von der Aluminiumschicht korrekt liest.

Laufwerke, Disketten und USB-Sticks werden für die langfristige Datenspeicherung verwendet. Innerhalb des Computers gibt es viele Bereiche für die kurzfristige elektronische Datenspeicherung. Kleine Datenmengen werden temporär in einer Tastatur, einem Drucker und Teilen des Motherboards und des Prozessors gespeichert. Größere Datenmengen werden temporär auf den Speicherchips und der Grafikkarte gespeichert. Temporäre Datenspeicherbereiche sind kleiner, aber schneller als Langzeitspeicher und behalten die Daten nicht bei, wenn der Computer ausgeschaltet ist.

Daten werden als viele Binärzahlen gespeichert, durch Magnetismus, Elektronik oder Optik. Während der Computer in Betrieb ist, werden Daten auch an vielen temporären Orten gespeichert. Die Software ist für das Organisieren, Verschieben und Verarbeiten all dieser Zahlen verantwortlich. Das BIOS des Computers enthält einfache Anweisungen, die als Daten im elektronischen Speicher gespeichert sind, um Daten zur Verarbeitung in und aus verschiedenen Speicherorten und um den Computer herum zu verschieben. Das Betriebssystem des Computers enthält beispielsweise Anweisungen zum Organisieren von Daten in Dateien und Ordner, Verwaltung temporärer Datenspeicher und Senden von Daten an Anwendungsprogramme und Geräte wie z Drucker. Schließlich verarbeiten Anwendungsprogramme die Daten.