Жорсткі диски використовують магнетизм для зберігання чисел.
Авторство зображення: Wavebreakmedia Ltd/Wavebreak Media/Getty Images
Зберігання комп’ютерних даних є складним предметом, але його можна розбити на три основні процеси. Спочатку дані перетворюються на прості числа, які легко зберігати комп’ютером. По-друге, цифри записуються апаратними засобами всередині комп’ютера. По-третє, цифри впорядковуються, переміщуються в тимчасове сховище і керуються програмами або програмним забезпеченням.
Двійкові числа
Кожна частина даних в комп’ютері зберігається як число. Наприклад, літери перетворюються на цифри, а фотографії — у великий набір чисел, які вказують на колір і яскравість кожного пікселя. Потім числа перетворюються на двійкові. Звичайні числа використовують десять цифр від 0 до 9 для представлення всіх можливих значень. Двійкові числа використовують дві цифри, 0 і 1, для представлення всіх можливих значень. Числа від 0 до 8 виглядають як двійкові числа: 0, 1, 10, 11, 100, 101, 110, 111, 1000. Двійкові числа дуже довгі, але з двійковими числами будь-яке значення може бути збережено як ряд елементів, які є істинними (1) або хибними (0), наприклад, Північ/Південь, Заряджений/Незаряджений або Світло/Темно.
Відео дня
Основне сховище даних
Основним сховищем даних у більшості комп’ютерів є жорсткий диск. Це обертовий диск або диски з магнітним покриттям і головками, які можуть зчитувати або записувати магнітну інформацію, подібно до того, як працюють касети. Насправді, ранні домашні комп’ютери використовували касети для зберігання даних. Двійкові числа записуються як серія крихітних ділянок на диску, намагнічених на північ або південь. Дискети, накопичувачі ZIP та стрічки використовують магнетизм для запису двійкових чисел. Дані на стрічках і дисках можуть бути знищені, якщо вони підходять занадто близько до магнітів.
Інші сховища даних
Деякі нові ноутбуки використовують твердотільні накопичувачі для основного зберігання даних. Вони мають мікросхеми пам’яті, подібні до мікросхем пам’яті в USB-ключах, SD-картах, MP3-плеєрах, мобільних телефонах тощо. Двійкові числа записуються шляхом зарядки або незаряджання ряду крихітних конденсаторів у мікросхемі. Електронне зберігання даних є більш надійним, ніж магнітне, але через кілька років конденсатори втрачають здатність зберігати електричні заряди.
На компакт-дисках і DVD використовується оптика для зберігання двійкових чисел. Коли диск обертається, лазер або відбивається, або не відбивається серією крихітних дзеркальних ділянок на диску. Записувані диски мають відбивний шар, який можна змінити за допомогою лазера в комп’ютері. Диски довговічні, але крихкі; подряпини на пластиковому шарі заважають лазеру правильно зчитувати відображення алюмінієвого шару.
Тимчасове сховище даних
Диски, диски та USB-ключі використовуються для тривалого зберігання даних. У комп’ютері є багато областей для короткочасного зберігання електронних даних. Невеликі обсяги даних тимчасово зберігаються на клавіатурі, принтері та розділах материнської плати та процесора. Більші обсяги даних тимчасово зберігаються в мікросхемах пам'яті та відеокарті. Області тимчасового зберігання даних розроблені так, щоб бути меншими, але швидше, ніж довгострокове зберігання, і не зберігають дані, коли комп’ютер вимкнено.
Організація зберігання даних
Дані зберігаються у вигляді безлічі двійкових чисел за допомогою магнетизму, електроніки або оптики. Під час роботи комп’ютера дані також зберігаються в багатьох тимчасових місцях. Програмне забезпечення відповідає за організацію, переміщення та обробку всіх цих чисел. BIOS комп’ютера містить прості інструкції, що зберігаються як дані в електронній пам’яті, для переміщення даних в різні місця зберігання та з них, а також навколо комп’ютера для обробки. Операційна система комп’ютера, наприклад, містить інструкції щодо організації даних у файли і папок, керування тимчасовим зберіганням даних та надсилання даних до прикладних програм і пристроїв, наприклад принтери. Нарешті, прикладні програми обробляють дані.
