Come vengono memorizzati i dati in un computer

L'archiviazione dei dati in un computer è un argomento complesso, ma può essere suddivisa in tre processi fondamentali. Primo, i dati vengono convertiti in numeri semplici facili da memorizzare per un computer. Secondo, i numeri vengono registrati dall'hardware interno. Terzo, i numeri vengono organizzati, spostati in archiviazione temporanea e manipolati da programmi o software.

Numeri binari

Ogni dato in un computer è memorizzato come numero. Ad esempio, le lettere sono convertite in numeri, e le fotografie in un grande insieme di numeri che indicano colore e luminosità di ogni pixel. I numeri vengono poi convertiti in binario. I numeri convenzionali usano dieci cifre (0-9); i numeri binari usano due cifre (0 e 1) per rappresentare tutti i valori possibili. I numeri da 0 a 8 in binario sono: 0, 1, 10, 11, 100, 101, 110, 111, 1000. I numeri binari sono molto lunghi, ma permettono di memorizzare qualsiasi valore come serie di elementi vero (1) o falso (0), come Nord/Sud, Carico/Scarico, Luce/Buio.

Archiviazione primaria

L'archiviazione principale nella maggior parte dei computer è il disco rigido (hard disk drive). È un disco rotante con rivestimento magnetico e testine che leggono/scrivono informazioni magnetiche, simile alle cassette. I primi computer domestici usavano cassette per l'archiviazione. I numeri binari sono registrati come serie di minuscole aree magnetizzate nord o sud. Floppy disk, drive ZIP e nastri usano tutti il magnetismo. I dati su nastri e dischi possono essere distrutti se si avvicinano troppo a magneti.

Altre archiviazioni

Alcuni nuovi laptop usano unità a stato solido (SSD) per l'archiviazione primaria. Hanno chip di memoria simili a chiavette USB, schede SD, lettori MP3, cellulari. I numeri binari sono registrati caricando o non caricando una serie di minuscoli condensatori nel chip. L'archiviazione elettronica è più robusta di quella magnetica, ma dopo alcuni anni i condensatori perdono la capacità di trattenere cariche elettriche.

CD e DVD usano l'ottica per memorizzare numeri binari. Mentre il disco gira, un laser è riflesso o non riflesso da minuscole sezioni specchiate. I dischi riscrivibili hanno uno strato riflettente modificabile dal laser. I dischi sono duraturi ma fragili; graffi sullo strato plastico impediscono al laser di leggere correttamente i riflessi dallo strato di alluminio.

Archiviazione temporanea

Drive, dischi e chiavette USB servono per archiviazione a lungo termine. All'interno del computer ci sono molte aree per archiviazione elettronica a breve termine. Piccole quantità di dati sono temporaneamente memorizzate in tastiera, stampatore, sezioni della scheda madre e processore. Quantità maggiori in chip di memoria e scheda video. Le aree di archiviazione temporanea sono progettate per essere più piccole ma più veloci di quelle a lungo termine, e non trattengono i dati quando il computer è spento.

Organizzazione dell'archiviazione

I dati sono memorizzati come moltitudini di numeri binari, tramite magnetismo, elettronica o ottica. Mentre il computer funziona, i dati sono anche in molte posizioni temporanee. Il software organizza, sposta ed elabora tutti quei numeri. Il BIOS contiene istruzioni semplici, memorizzate come dati in memoria elettronica, per spostare dati dentro e fuori diverse posizioni di archiviazione e nel computer per l'elaborazione. Il sistema operativo contiene istruzioni per organizzare dati in file e cartelle, gestire l'archiviazione temporanea e inviare dati a programmi applicativi e dispositivi come stampanti. Infine, i programmi applicativi elaborano i dati.