Kako se podatki shranjujejo v računalniku?
Shranjevanje računalniških podatkov je zapletena tema, vendar jo lahko razdelimo na tri osnovne procese. Najprej se podatki pretvorijo v preproste številke, ki jih računalnik enostavno shrani. Drugič, številke beleži strojna oprema v računalniku. Tretjič, številke so organizirane, premaknjene v začasno shrambo in z njimi upravljajo programi ali programska oprema.
Binarna števila
Vsak podatek v računalniku je shranjen kot številka. Na primer, črke so pretvorjene v številke, fotografije pa v velik nabor številk, ki označujejo barvo in svetlost vsake slikovne pike. Številke se nato pretvorijo v binarna števila. Običajne številke uporabljajo deset števk od 0 do 9, ki predstavljajo vse možne vrednosti. Binarna števila uporabljajo dve števki, 0 in 1, da predstavljajo vse možne vrednosti. Številke od 0 do 8 so videti kot binarna števila:0, 1, 10, 11, 100, 101, 110, 111, 1000. Dvojiška števila so zelo dolga, toda z binarnimi številkami je mogoče katero koli vrednost shraniti kot niz elementov ki so resnične (1) ali napačne (0), na primer sever/jug, napolnjen/nenapolnjen ali svetlo/temno.
Primarna shramba podatkov
Glavna shramba podatkov v večini računalnikov je trdi disk. Je vrteči se disk ali diski z magnetnimi prevlekami in glavami, ki lahko berejo ali zapisujejo magnetne informacije, podobno kot delujejo kasete. Pravzaprav so prvi domači računalniki za shranjevanje podatkov uporabljali kasete. Binarna števila so zapisana kot serija majhnih območij na disku, ki so magnetizirana bodisi severno ali južno. Diskete, pogoni ZIP in trakovi uporabljajo magnetizem za zapisovanje binarnih števil. Podatki na trakovih in diskih se lahko uničijo, če se preveč približajo magnetom.
Shranjevanje drugih podatkov
Nekateri novi prenosni računalniki uporabljajo pogone SSD za primarno shranjevanje podatkov. Ti imajo pomnilniške čipe, podobne pomnilniškim čipom v ključih USB, SD karticah, MP3 predvajalnikih, mobilnih telefonih itd. Binarna števila se zapišejo s polnjenjem ali nepolnjenjem niza majhnih 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 števil. Ko se disk vrti, se laser odbije ali ne odbije od serije drobnih zrcaljenih delov na disku. Zapisljivi diski imajo odsevno plast, ki jo lahko spremeni laser v računalniku. Diski so dolgotrajni, a krhki; praske na plastični plasti preprečujejo, da bi laser pravilno odbral odboje aluminijaste plasti.
Začasna shramba podatkov
Pogoni, diski in USB ključki se uporabljajo za dolgoročno shranjevanje podatkov. Znotraj računalnika je veliko področij za kratkotrajno shranjevanje elektronskih podatkov. Majhne količine podatkov so začasno shranjene v tipkovnici, tiskalniku ter delih matične plošče in procesorja. Večje količine podatkov se začasno shranijo v pomnilniške čipe in video kartico. Območja za začasno shranjevanje podatkov so zasnovana tako, da so manjša, a hitrejša kot dolgoročna shramba in ne hranijo podatkov, ko je računalnik izklopljen.
Organiziranje shranjevanja podatkov
Podatki so shranjeni kot množica binarnih števil z magnetizmom, elektroniko ali optiko. Med delovanjem računalnika so podatki shranjeni tudi na številnih začasnih lokacijah. Programska oprema je odgovorna za organiziranje, premikanje in obdelavo vseh teh številk. Računalniški BIOS vsebuje preprosta navodila, shranjena kot podatki v elektronskem pomnilniku, za premikanje podatkov v in iz različnih lokacij za shranjevanje in okoli računalnika za obdelavo. Operacijski sistem računalnika na primer vsebuje navodila za organiziranje podatkov v datoteke in mape, upravljanje začasne hrambe podatkov in pošiljanje podatkov aplikacijskim programom in napravam, kot so tiskalniki. Končno podatke obdelajo aplikacijski programi.