Kako so podatki shranjeni v računalniku?

Shranjevanje računalniških podatkov je kompleksen predmet, vendar ga je mogoče razdeliti na tri osnovne procese. Najprej se podatki pretvorijo v preproste številke, ki jih računalnik zlahka shrani. Drugič, številke so zapisane s strojno opremo znotraj računalnika. Tretjič, številke so organizirane, premaknjene v začasno shranjevanje in z njimi manipulirajo programi ali programska oprema.

Vsak podatek v računalniku je shranjen kot številka. Na primer, črke se pretvorijo v številke, fotografije pa se pretvorijo v velik nabor številk, ki označujejo barvo in svetlost vsake slikovne pike. Številke se nato pretvorijo v binarne številke. Konvencionalna števila uporabljajo deset števk, od 0 do 9, za predstavljanje vseh možnih vrednosti. Binarna števila uporabljajo dve števki, 0 in 1, za predstavljanje vseh možnih vrednosti. Števila od 0 do 8 izgledajo takole kot binarna števila: 0, 1, 10, 11, 100, 101, 110, 111, 1000. Binarna števila so zelo dolga, toda pri binarnih številkah je mogoče katero koli vrednost shraniti kot niz elementov, ki so resnični (1) ali napačni (0), kot so sever/jug, napolnjen/nenapolnjen ali svetlo/temno.

Glavni prostor za shranjevanje podatkov v večini računalnikov je trdi disk. Je vrteči se disk ali diski z magnetno prevleko in glavami, ki lahko berejo ali zapisujejo magnetne informacije, podobno kot delujejo kasetni trakovi. Pravzaprav so zgodnji domači računalniki uporabljali kasete za shranjevanje podatkov. Binarna števila so zapisana kot niz majhnih območij na disku, ki so magnetizirana bodisi proti severu ali jugu. Diskete, pogoni ZIP in trakovi uporabljajo magnetizem za zapisovanje binarnih številk. Podatki na trakovih in diskih se lahko uničijo, če pridejo preblizu magnetov.

Nekateri novi prenosni računalniki uporabljajo pogone SSD za primarno shranjevanje podatkov. Ti imajo pomnilniške čipe, podobne pomnilniškim čipom v ključih USB, karticah SD, predvajalnikih MP3, mobilnih telefonih in tako naprej. Binarna števila se zabeležijo s polnjenjem ali nepolnjenjem niza drobnih kondenzatorjev v čipu. Elektronsko shranjevanje podatkov je bolj robustno kot magnetno shranjevanje podatkov, vendar po nekaj letih kondenzatorji izgubijo sposobnost shranjevanja električnih nabojev.

CD-ji in DVD-ji uporabljajo optiko za shranjevanje binarnih številk. Ko se disk vrti, se laser bodisi odbije ali ne odbije od serije drobnih zrcalnih odsekov na disku. Zapisljivi diski imajo odsevno plast, ki jo je mogoče spremeniti z laserjem v računalniku. Diski so dolgotrajni, vendar krhki; praske na plastičnem sloju preprečujejo, da bi laser pravilno bral odsev iz aluminijaste plasti.

Pogoni, diski in USB ključi se uporabljajo za dolgoročno shranjevanje podatkov. V računalniku je veliko področij za kratkotrajno elektronsko shranjevanje podatkov. Majhne količine podatkov so začasno shranjene v tipkovnici, tiskalniku in delih matične plošče in procesorja. Večje količine podatkov so začasno shranjene v pomnilniških čipih in grafični kartici. Območja začasnega shranjevanja podatkov so zasnovana tako, da so manjša, vendar hitrejša od dolgoročnega shranjevanja, in ne hranijo podatkov, ko je računalnik izklopljen.

Podatki so shranjeni kot veliko binarnih števil, z magnetizmom, elektroniko ali optiko. Medtem ko računalnik deluje, so podatki shranjeni tudi na številnih začasnih lokacijah. Programska oprema je odgovorna za organizacijo, premikanje in obdelavo vseh teh številk. BIOS računalnika vsebuje preprosta navodila, shranjena kot podatki v elektronskem pomnilniku, za premikanje podatkov v in iz različnih shranjevalnih lokacij ter okoli računalnika za obdelavo. Operacijski sistem računalnika na primer vsebuje navodila za organizacijo podatkov v datoteke in mape, upravljanje začasne hrambe podatkov in pošiljanje podatkov v aplikacijske programe in naprave, kot je npr tiskalniki. Končno aplikacijski programi obdelajo podatke.