Hvordan lagres data på en datamaskin?

Datalagring er et komplekst emne, men det kan deles inn i tre grunnleggende prosesser. Først konverteres data til enkle tall som er enkle for en datamaskin å lagre. For det andre registreres tallene av maskinvare inne i datamaskinen. For det tredje er tallene organisert, flyttet til midlertidig lagring og manipulert av programmer eller programvare.

Hvert stykke data i en datamaskin lagres som et tall. For eksempel konverteres bokstaver til tall, og fotografier konverteres til et stort sett med tall som indikerer fargen og lysstyrken til hver piksel. Tallene konverteres deretter til binære tall. Konvensjonelle tall bruker ti sifre, fra 0-9, for å representere alle mulige verdier. Binære tall bruker to sifre, 0 og 1, for å representere alle mulige verdier. Tallene 0 til 8 ser slik ut som binære tall: 0, 1, 10, 11, 100, 101, 110, 111, 1000. Binære tall er veldig lange, men med binære tall kan enhver verdi lagres som en serie elementer som er sanne (1) eller usann (0), for eksempel Nord/Sør, Ladet/Uladet eller Lys/Mørk.

Hoveddatalagringen på de fleste datamaskiner er harddisken. Det er en eller flere roterende disker med magnetiske belegg og hoder som kan lese eller skrive magnetisk informasjon, lik hvordan kassettbånd fungerer. Faktisk brukte tidlige hjemmedatamaskiner kassettbånd for datalagring. Binære tall registreres som en serie små områder på platen som er magnetisert enten nord eller sør. Disketter, ZIP-stasjoner og bånd bruker alle magnetisme til å registrere binære tall. Dataene på bånd og disker kan bli ødelagt hvis de kommer for nærme magneter.

Noen nye bærbare datamaskiner bruker solid state-stasjoner for primær datalagring. Disse har minnebrikker, som ligner minnebrikker i USB-nøkler, SD-kort, MP3-spillere, mobiltelefoner og så videre. Binære tall registreres ved å lade eller ikke lade en rekke små kondensatorer i brikken. Elektronisk datalagring er mer robust enn magnetisk datalagring, men etter flere år mister kondensatorene evnen til å lagre elektriske ladninger.

CDer og DVDer bruker optikk til å lagre binære tall. Når disken spinner, blir en laser enten reflektert eller ikke reflektert av en rekke små speilvendte deler på disken. Skrivbare disker har et reflekterende lag som kan endres av laseren i datamaskinen. Disker er langvarige, men skjøre; riper på plastlaget hindrer laseren i å lese refleksjoner fra aluminiumslaget korrekt.

Stasjoner, disker og USB-nøkler brukes til langtidslagring av data. Innenfor datamaskinen er det mange områder for kortsiktig elektronisk datalagring. Små mengder data lagres midlertidig i et tastatur, skriver og deler av hovedkortet og prosessoren. Større datamengder lagres midlertidig i minnebrikkene og skjermkortet. Områder for midlertidig datalagring er designet for å være mindre, men raskere enn langtidslagring, og beholder ikke dataene når datamaskinen er slått av.

Data lagres som mange binære tall, av magnetisme, elektronikk eller optikk. Mens datamaskinen er i drift, lagres data også på mange midlertidige steder. Programvare er ansvarlig for å organisere, flytte og behandle alle disse tallene. Datamaskinens BIOS inneholder enkle instruksjoner, lagret som data i elektronisk minne, for å flytte data inn og ut av forskjellige lagringsplasseringer og rundt datamaskinen for behandling. Datamaskinens operativsystem inneholder for eksempel instruksjoner for å organisere data i filer og mapper, administrere midlertidig datalagring og sende data til applikasjonsprogrammer og enheter som f.eks skrivere. Til slutt behandler applikasjonsprogrammer dataene.