Kuidas andmeid arvutisse salvestatakse?

Arvutiandmete salvestamine on keeruline teema, kuid selle saab jagada kolmeks põhiprotsessiks. Esiteks teisendatakse andmed lihtsateks numbriteks, mida on arvutil lihtne salvestada. Teiseks salvestab numbrid arvuti sees oleva riistvara abil. Kolmandaks korraldatakse numbrid, teisaldatakse ajutisele salvestusruumile ja manipuleeritakse programmide või tarkvara abil.

Kõik arvutis olevad andmed salvestatakse numbrina. Näiteks tähed teisendatakse numbriteks ja fotod suureks arvudeks, mis näitavad iga piksli värvi ja heledust. Seejärel teisendatakse arvud kahendarvudeks. Tavalistes numbrites kasutatakse kõigi võimalike väärtuste tähistamiseks kümmet numbrit vahemikus 0–9. Kahendarvud kasutavad kahte numbrit, 0 ja 1, et esindada kõiki võimalikke väärtusi. Numbrid 0 kuni 8 näevad kahendarvudena välja sellised: 0, 1, 10, 11, 100, 101, 110, 111, 1000. Kahendarvud on väga pikad, kuid kahendarvude puhul saab mis tahes väärtuse salvestada tõese (1) või väära (0) üksuste seeriana, näiteks põhja/lõuna, laetud/laadimata või hele/tume.

Enamiku arvutite peamine andmesalvestusruum on kõvaketas. See on pöörlev ketas või kettad, millel on magnetkatted ja -pead, mis suudavad lugeda või kirjutada magnetteavet, sarnaselt kassettlintide tööpõhimõtetele. Tegelikult kasutasid varased koduarvutid andmete salvestamiseks kassette. Kahendarvud salvestatakse kettale väikeste aladena, mis on magnetiseeritud kas põhja või lõuna suunas. Disketid, ZIP-draivid ja lindid kasutavad kahendarvude salvestamiseks magnetismi. Lindidel ja ketastel olevad andmed võivad hävida, kui need satuvad magnetile liiga lähedale.

Mõned uued sülearvutid kasutavad esmaseks andmete salvestamiseks pooljuhtdraive. Neil on mälukiibid, mis on sarnased USB-võtmete, SD-kaartide, MP3-mängijate, mobiiltelefonide jms mälukiipidega. Binaarsed numbrid salvestatakse kiibis olevate pisikeste kondensaatorite laadimise või laadimata jätmise teel. Elektrooniline andmesalvestus on vastupidavam kui magnetiline andmesalvestus, kuid mitme aasta pärast kaotavad kondensaatorid võime salvestada elektrilaenguid.

CD-d ja DVD-d kasutavad kahendarvude salvestamiseks optikat. Kui ketas pöörleb, siis laser kas peegeldub või ei peegeldu ketta pisikestest peegeldatud osadest. Kirjutatavatel ketastel on peegeldav kiht, mida saab arvutis laseriga muuta. Kettad on kauakestvad, kuid haprad; plastkihi kriimustused takistavad laseril alumiiniumkihilt peegeldusi õigesti lugeda.

Andmete pikaajaliseks salvestamiseks kasutatakse draive, kettaid ja USB-võtmeid. Arvuti sees on palju valdkondi lühiajaliseks elektrooniliseks andmete salvestamiseks. Väikesed andmemahud salvestatakse ajutiselt klaviatuuri, printerisse ning emaplaadi ja protsessori osadesse. Suuremad andmemahud salvestatakse ajutiselt mälukiipidele ja videokaardile. Ajutised andmesalvestusalad on kavandatud olema väiksemad, kuid kiiremad kui pikaajaline salvestamine ja ei säilita andmeid, kui arvuti on välja lülitatud.

Andmed salvestatakse kahendarvuna magnetismi, elektroonika või optika abil. Arvuti töötamise ajal salvestatakse andmeid ka paljudes ajutistes kohtades. Tarkvara vastutab kõigi nende numbrite korraldamise, teisaldamise ja töötlemise eest. Arvuti BIOS sisaldab lihtsaid juhiseid, mis on salvestatud andmetena elektroonilisse mällu, et liigutada andmeid töötlemiseks erinevatesse salvestuskohtadesse ja sealt välja ning ümber arvuti. Arvuti operatsioonisüsteem sisaldab näiteks juhiseid andmete korraldamiseks failidesse ja kaustad, ajutise andmesalvestuse haldamine ja andmete saatmine rakendusprogrammidesse ja seadmetesse, nagu printerid. Lõpuks töötlevad rakendusprogrammid andmeid.