Miten tiedot tallennetaan tietokoneeseen?

Tietokoneen tietojen tallennus on monimutkainen aihe, mutta se voidaan jakaa kolmeen perusprosessiin. Ensin tiedot muunnetaan yksinkertaisiksi numeroiksi, jotka tietokoneen on helppo tallentaa. Toiseksi, numerot tallennetaan tietokoneen sisällä olevaan laitteistoon. Kolmanneksi numerot järjestetään, siirretään väliaikaiseen varastoon ja niitä käsitellään ohjelmien tai ohjelmistojen avulla.

Jokainen tietokoneen tieto on tallennettu numeroina. Esimerkiksi kirjaimet muunnetaan numeroiksi ja valokuvat muunnetaan suuriksi numeroiksi, jotka osoittavat kunkin pikselin värin ja kirkkauden. Sitten luvut muunnetaan binääriluvuiksi. Perinteiset luvut käyttävät kymmentä numeroa 0-9 edustamaan kaikkia mahdollisia arvoja. Binääriluvut käyttävät kahta numeroa, 0 ja 1, edustamaan kaikkia mahdollisia arvoja. Numerot 0-8 näyttävät tältä binäärilukuina: 0, 1, 10, 11, 100, 101, 110, 111, 1000. Binääriluvut ovat hyvin pitkiä, mutta binääriluvuilla mikä tahansa arvo voidaan tallentaa sarjana kohteita, jotka ovat tosi (1) tai epätosi (0), kuten pohjoinen/etelä, ladattu/lataamaton tai vaalea/tumma.

Suurin osa tietokoneista on kiintolevyasema. Se on pyörivä levy tai levyt, joissa on magneettipinnoitteet ja -päät, jotka voivat lukea tai kirjoittaa magneettista tietoa samalla tavalla kuin kasettinauhat toimivat. Itse asiassa varhaisissa kotitietokoneissa käytettiin kasetteja tiedon tallentamiseen. Binääriluvut on tallennettu sarjana levylle pieniä alueita, jotka on magnetoitu joko pohjoiseen tai etelään. Levykkeet, ZIP-asemat ja nauhat käyttävät magnetismia binäärilukujen tallentamiseen. Nauhoilla ja levyillä olevat tiedot voivat tuhoutua, jos ne tulevat liian lähelle magneetteja.

Jotkut uudet kannettavat tietokoneet käyttävät SSD-levyjä ensisijaiseen tietojen tallennukseen. Näissä on muistisiruja, jotka ovat samanlaisia ​​kuin USB-avaimien, SD-korttien, MP3-soittimien, matkapuhelimien ja niin edelleen muistisirut. Binääriluvut tallennetaan lataamalla tai jättämällä lataamatta sarjassa olevia pieniä kondensaattoreita. Elektroninen tiedontallennus on kestävämpää kuin magneettinen tiedontallennus, mutta usean vuoden kuluttua kondensaattorit menettävät kykynsä varastoida sähkövarauksia.

CD- ja DVD-levyt käyttävät optiikkaa binäärilukujen tallentamiseen. Kun levy pyörii, laser joko heijastuu tai ei heijastu levyllä olevien pienten peilattujen osien sarjasta. Kirjoitettavilla levyillä on heijastava kerros, jota voidaan muuttaa tietokoneen laserilla. Levyt ovat pitkäikäisiä, mutta hauraita; muovikerroksen naarmut estävät laseria lukemasta oikein alumiinikerroksen heijastuksia.

Asemia, levyjä ja USB-avaimia käytetään tietojen pitkäaikaiseen tallentamiseen. Tietokoneessa on monia alueita lyhytaikaiseen sähköiseen tietojen tallennukseen. Pieniä tietomääriä tallennetaan väliaikaisesti näppäimistöön, tulostimeen sekä emolevyn ja prosessorin osiin. Suuremmat tiedot tallennetaan väliaikaisesti muistisiruille ja näytönohjaimelle. Väliaikaiset tiedontallennusalueet on suunniteltu pienempiä, mutta nopeampia kuin pitkäaikaista tallennusta, eivätkä ne säilytä tietoja, kun tietokone on sammutettu.

Tiedot tallennetaan monina binäärilukuina magnetismin, elektroniikan tai optiikan avulla. Kun tietokone on käytössä, tietoja tallennetaan myös moniin väliaikaisiin paikkoihin. Ohjelmisto vastaa kaikkien näiden numeroiden järjestämisestä, siirtämisestä ja käsittelystä. Tietokoneen BIOS sisältää yksinkertaiset ohjeet, jotka on tallennettu tietona elektroniseen muistiin, tietojen siirtämiseksi sisään ja ulos eri tallennuspaikoista ja tietokoneen ympäriltä käsittelyä varten. Esimerkiksi tietokoneen käyttöjärjestelmä sisältää ohjeet tietojen järjestämiseen tiedostoiksi ja kansioita, hallita väliaikaista tietojen tallennusta ja lähettää tietoja sovellusohjelmiin ja laitteisiin, kuten tulostimet. Lopuksi sovellusohjelmat käsittelevät tiedot.