Comment les données sont-elles stockées dans un ordinateur ?

Le stockage de données informatiques est un sujet complexe, mais il peut être décomposé en trois processus de base. Tout d'abord, les données sont converties en nombres simples qui sont faciles à stocker pour un ordinateur. Deuxièmement, les nombres sont enregistrés par le matériel à l'intérieur de l'ordinateur. Troisièmement, les nombres sont organisés, déplacés vers un stockage temporaire et manipulés par des programmes ou des logiciels.

Chaque donnée dans un ordinateur est stockée sous forme de numéro. Par exemple, les lettres sont converties en nombres et les photographies sont converties en un grand nombre de nombres qui indiquent la couleur et la luminosité de chaque pixel. Les nombres sont ensuite convertis en nombres binaires. Les nombres conventionnels utilisent dix chiffres, de 0 à 9, pour représenter toutes les valeurs possibles. Les nombres binaires utilisent deux chiffres, 0 et 1, pour représenter toutes les valeurs possibles. Les nombres 0 à 8 ressemblent à ceci sous forme de nombres binaires: 0, 1, 10, 11, 100, 101, 110, 111, 1000. Les nombres binaires sont très longs, mais avec les nombres binaires, toute valeur peut être stockée sous forme d'une série d'éléments qui sont vrais (1) ou faux (0), tels que Nord/Sud, Chargé/Non chargé ou Clair/Foncé.

Le principal stockage de données dans la plupart des ordinateurs est le disque dur. Il s'agit d'un ou de plusieurs disques en rotation avec des revêtements magnétiques et des têtes capables de lire ou d'écrire des informations magnétiques, de la même manière que les cassettes fonctionnent. En fait, les premiers ordinateurs personnels utilisaient des cassettes pour le stockage des données. Les nombres binaires sont enregistrés sous la forme d'une série de minuscules zones sur le disque qui sont magnétisées au nord ou au sud. Les disquettes, les lecteurs ZIP et les bandes utilisent tous le magnétisme pour enregistrer des nombres binaires. Les données sur les bandes et les disques peuvent être détruites si elles s'approchent trop près des aimants.

Certains nouveaux ordinateurs portables utilisent des disques SSD pour le stockage principal des données. Ceux-ci ont des puces mémoire, similaires aux puces mémoire des clés USB, des cartes SD, des lecteurs MP3, des téléphones portables, etc. Les nombres binaires sont enregistrés en chargeant ou non une série de minuscules condensateurs dans la puce. Le stockage de données électroniques est plus robuste que le stockage de données magnétique, mais après plusieurs années, les condensateurs perdent leur capacité à stocker des charges électriques.

Les CD et les DVD utilisent l'optique pour stocker des nombres binaires. Lorsque le disque tourne, un laser est soit réfléchi, soit non réfléchi par une série de minuscules sections en miroir sur le disque. Les disques inscriptibles ont une couche réfléchissante qui peut être modifiée par le laser de l'ordinateur. Les disques sont durables, mais fragiles; les rayures sur la couche de plastique empêchent le laser de lire correctement les réflexions de la couche d'aluminium.

Les lecteurs, disques et clés USB sont utilisés pour le stockage de données à long terme. Au sein de l'ordinateur, il existe de nombreux domaines pour le stockage de données électroniques à court terme. De petites quantités de données sont temporairement stockées dans un clavier, une imprimante et des sections de la carte mère et du processeur. De plus grandes quantités de données sont temporairement stockées dans les puces mémoire et la carte vidéo. Les zones de stockage de données temporaires sont conçues pour être plus petites mais plus rapides que le stockage à long terme et ne conservent pas les données lorsque l'ordinateur est éteint.

Les données sont stockées sous forme de lots de nombres binaires, par magnétisme, électronique ou optique. Pendant que l'ordinateur fonctionne, les données sont également stockées dans de nombreux emplacements temporaires. Le logiciel est responsable de l'organisation, du déplacement et du traitement de tous ces numéros. Le BIOS de l'ordinateur contient des instructions simples, stockées sous forme de données dans la mémoire électronique, pour déplacer les données dans et hors de différents emplacements de stockage et autour de l'ordinateur pour le traitement. Le système d'exploitation de l'ordinateur, par exemple, contient des instructions pour organiser les données en fichiers et dossiers, la gestion du stockage de données temporaire et l'envoi de données aux programmes d'application et aux appareils tels que imprimantes. Enfin, les programmes d'application traitent les données.