כיצד מאוחסנים נתונים במחשב?

אחסון נתונים במחשב הוא נושא מורכב, אך ניתן לפרק אותו לשלושה תהליכים בסיסיים. ראשית, הנתונים מומרים למספרים פשוטים שקל למחשב לאחסן. שנית, המספרים מתועדים על ידי חומרה בתוך המחשב. שלישית, המספרים מאורגנים, מועברים לאחסון זמני ומעובדים על ידי תוכנות או תוכנות.

כל פיסת נתונים במחשב מאוחסנת כמספר. לדוגמה, אותיות מומרות למספרים, ותצלומים מומרים לקבוצה גדולה של מספרים המציינים את הצבע והבהירות של כל פיקסל. לאחר מכן, המספרים מומרים למספרים בינאריים. מספרים קונבנציונליים משתמשים בעשר ספרות, מ-0-9, כדי לייצג את כל הערכים האפשריים. מספרים בינאריים משתמשים בשתי ספרות, 0 ו-1, כדי לייצג את כל הערכים האפשריים. המספרים 0 עד 8 נראים כך כמספרים בינאריים: 0, 1, 10, 11, 100, 101, 110, 111, 1000. מספרים בינאריים הם ארוכים מאוד, אבל עם מספרים בינאריים ניתן לאחסן כל ערך כסדרה של פריטים שהם אמת (1) או שקר (0), כגון צפון/דרום, טעון/לא טעון, או בהיר/כהה.

אחסון הנתונים העיקרי ברוב המחשבים הוא כונן הדיסק הקשיח. זהו דיסק מסתובב או דיסקים עם ציפוי מגנטי וראשים שיכולים לקרוא או לכתוב מידע מגנטי, בדומה לאופן שבו פועלות קלטות קלטות. למעשה, מחשבים ביתיים מוקדמים השתמשו בקלטות קלטות לאחסון נתונים. מספרים בינאריים נרשמים כסדרה של אזורים זעירים בדיסק אשר ממוגנטים לצפון או לדרום. תקליטונים, כונני ZIP וקלטות משתמשים כולם במגנטיות כדי להקליט מספרים בינאריים. הנתונים בקלטות ודיסקים עלולים להיהרס אם הם מתקרבים מדי למגנטים.

כמה מחשבים ניידים חדשים משתמשים בכונני מצב מוצק לאחסון נתונים ראשי. לאלה יש שבבי זיכרון, בדומה לשבבי זיכרון במפתחות USB, כרטיסי SD, נגני MP3, טלפונים סלולריים וכן הלאה. מספרים בינאריים מתועדים על ידי טעינה או אי טעינה של סדרה של קבלים זעירים בשבב. אחסון נתונים אלקטרוני מוקשח יותר מאחסון נתונים מגנטי, אך לאחר מספר שנים הקבלים מאבדים את יכולתם לאחסן מטענים חשמליים.

תקליטורים ו-DVD משתמשים באופטיקה לאחסון מספרים בינאריים. בזמן שהדיסק מסתובב, לייזר מוחזר או לא מוחזר על ידי סדרה של קטעי שיקוף זעירים על הדיסק. לדיסקים הניתנים לכתיבה יש שכבה רפלקטיבית הניתנת לשינוי על ידי הלייזר במחשב. דיסקים עמידים לאורך זמן, אך שבירים; שריטות בשכבת הפלסטיק מונעות מהלייזר לקרוא נכון השתקפויות משכבת ​​האלומיניום.

כוננים, דיסקים ומפתחות USB משמשים לאחסון נתונים לטווח ארוך. בתוך המחשב ישנם אזורים רבים לאחסון נתונים אלקטרוניים לטווח קצר. כמויות קטנות של נתונים מאוחסנות זמנית במקלדת, במדפסת ובחלקים של לוח האם והמעבד. כמויות גדולות יותר של נתונים מאוחסנות זמנית בשבבי הזיכרון ובכרטיס המסך. אזורי אחסון נתונים זמניים מתוכננים להיות קטנים יותר אך מהירים יותר מאחסון לטווח ארוך, ואינם שומרים את הנתונים כשהמחשב כבוי.

הנתונים מאוחסנים כמספר רב של מספרים בינאריים, על ידי מגנטיות, אלקטרוניקה או אופטיקה. בזמן שהמחשב פועל, הנתונים מאוחסנים גם במקומות זמניים רבים. תוכנה אחראית לארגון, העברה ועיבוד של כל המספרים הללו. ה-BIOS של המחשב מכיל הוראות פשוטות, המאוחסנות כנתונים בזיכרון אלקטרוני, להעברת נתונים פנימה והחוצה ממקומות אחסון שונים ומסביב למחשב לצורך עיבוד. מערכת ההפעלה של המחשב, למשל, מכילה הוראות לארגון נתונים לקבצים ו תיקיות, ניהול אחסון נתונים זמני ושליחת נתונים לתוכניות אפליקציות והתקנים כגון מדפסות. לבסוף, תוכניות יישומים מעבדות את הנתונים.