Hogyan tárolódnak az adatok a számítógépben?

A számítógépes adattárolás összetett téma, de három alapvető folyamatra bontható. Először az adatokat egyszerű számokká alakítják, amelyeket a számítógép könnyen tárolhat. Másodszor, a számokat a számítógép belsejében lévő hardver rögzíti. Harmadszor, a számokat rendszerezi, ideiglenes tárolóba helyezi, és programok vagy szoftverek kezelik.

Bináris számok

A számítógépben minden adatot számként tárolunk. Például a betűket számokká alakítják, a fényképeket pedig nagy számkészletekké, amelyek jelzik az egyes pixelek színét és fényerejét. A számokat ezután bináris számokká alakítják. A hagyományos számok tíz számjegyből állnak, 0-tól 9-ig, hogy az összes lehetséges értéket képviseljék. A bináris számok két számjegyet, 0-t és 1-et használnak az összes lehetséges érték megjelenítésére. A 0-tól 8-ig terjedő számok így néznek ki bináris számként:0, 1, 10, 11, 100, 101, 110, 111, 1000. A bináris számok nagyon hosszúak, de bináris számokkal bármilyen érték eltárolható elemsorozatként amelyek igazak (1) vagy hamisak (0), például észak/déli, feltöltött/töltetlen vagy világos/sötét.

Elsődleges adattárolás

A legtöbb számítógép fő adattárolója a merevlemez. Ez egy pörgő lemez vagy lemezek mágneses bevonattal és fejjel, amelyek képesek mágneses információkat olvasni vagy írni, hasonlóan a kazettás szalagok működéséhez. Valójában a korai otthoni számítógépek kazettát használtak adattárolásra. A bináris számok apró területek sorozataként vannak rögzítve a lemezen, amelyek északra vagy délre mágnesezve vannak. A hajlékonylemezek, a ZIP-meghajtók és a szalagok mind mágnesességet használnak a bináris számok rögzítésére. A szalagokon és lemezeken lévő adatok megsemmisülhetnek, ha túl közel kerülnek a mágnesekhez.

Egyéb adattárolás

Egyes új laptopok szilárdtestalapú meghajtókat használnak elsődleges adattárolásra. Ezek memóriachipekkel rendelkeznek, hasonlóan az USB-kulcsokban, SD-kártyákban, MP3-lejátszókban, mobiltelefonokban stb. A bináris számok rögzítése a chipben lévő apró kondenzátorok sorozatának feltöltésével vagy fel nem töltésével történik. Az elektronikus adattárolás strapabíróbb, mint a mágneses adattárolás, de néhány év után a kondenzátorok elvesztik az elektromos töltések tárolási képességét.

A CD-k és DVD-k optikát használnak a bináris számok tárolására. Ahogy a lemez forog, a lézert vagy visszaverik, vagy nem verik vissza a lemezen lévő apró tükrözött szakaszok. Az írható lemezeken van egy fényvisszaverő réteg, amely a számítógépben lévő lézerrel megváltoztatható. A lemezek tartósak, de törékenyek; karcolások a műanyag rétegen megakadályozzák, hogy a lézer helyesen olvassa le az alumíniumréteg visszaverődését.

Ideiglenes adattárolás

A meghajtókat, lemezeket és USB-kulcsokat hosszú távú adattárolásra használják. A számítógépen belül számos terület van a rövid távú elektronikus adattárolásra. Kis mennyiségű adat átmenetileg a billentyűzeten, a nyomtatón, valamint az alaplap és a processzor egyes részein tárolódik. Nagyobb mennyiségű adat átmenetileg a memóriachipekben és a videokártyán tárolódik. Az ideiglenes adattárolási területek kisebbek, de gyorsabbak, mint a hosszú távú tárolás, és nem őrzik meg az adatokat, amikor a számítógép ki van kapcsolva.

Adattárolás szervezése

Az adatokat sok bináris számként tárolja a mágnesesség, az elektronika vagy az optika. Amíg a számítógép működik, az adatok sok ideiglenes helyen is tárolódnak. A szoftver feladata mindezen számok rendszerezése, mozgatása és feldolgozása. A számítógép BIOS-a egyszerű utasításokat tartalmaz adatként az elektronikus memóriában tárolva az adatok különböző tárolóhelyekre, illetve a számítógép körül történő mozgatására feldolgozás céljából. A számítógép operációs rendszere például utasításokat tartalmaz az adatok fájlokba és mappákba rendezésére, az ideiglenes adattárolás kezelésére, valamint az adatok alkalmazási programokra és eszközökre, például nyomtatókra való küldésére. Végül az alkalmazási programok dolgozzák fel az adatokat.