Comment les données sont stockées dans un ordinateur
Le stockage des données informatiques est un sujet complexe, mais il peut être décomposé en trois processus de base. Premièrement, les données sont converties en nombres simples faciles à stocker pour un ordinateur. Deuxièmement, ces nombres sont enregistrés par le matériel à l'intérieur de l'ordinateur. Troisièmement, les nombres sont organisés, déplacés vers un stockage temporaire et manipulés par des programmes, ou logiciels.
Les nombres binaires
Chaque donnée dans un ordinateur est stockée sous forme de nombre. Par exemple, les lettres sont converties en nombres, et les photographies en un grand ensemble de nombres indiquant la couleur et la luminosité de chaque pixel. Ces nombres sont ensuite convertis en nombres binaires. Les nombres conventionnels utilisent dix chiffres (0-9) pour représenter toutes les valeurs possibles. Les nombres binaires n'utilisent que deux chiffres, 0 et 1. Les nombres de 0 à 8 s'écrivent ainsi en binaire : 0, 1, 10, 11, 100, 101, 110, 111, 1000. Les nombres binaires sont très longs, mais ils permettent de stocker n'importe quelle valeur sous forme d'une série d'éléments qui sont soit vrais (1) soit faux (0), comme Nord/Sud, Chargé/Déchargé, ou Lumière/Obscurité.
Stockage de données principal
Le stockage principal dans la plupart des ordinateurs est le disque dur (HDD). Il s'agit d'un ou plusieurs plateaux tournants avec un revêtement magnétique et des têtes de lecture/écriture, fonctionnant de manière similaire aux cassettes audio. D'ailleurs, les premiers ordinateurs domestiques utilisaient des cassettes pour le stockage de données. Les nombres binaires sont enregistrés sous forme de minuscules zones sur le disque aimantées soit au nord, soit au sud. Les disquettes, lecteurs ZIP et bandes magnétiques utilisent tous le magnétisme pour enregistrer les nombres binaires. Les données sur bandes et disques peuvent être détruites s'elles s'approchent trop d'aimants.
Autres stockages de données
Certains ordinateurs portables récents utilisent des disques SSD (Solid State Drives) pour le stockage principal. Ceux-ci comportent des puces mémoire, similaires à celles des clés USB, cartes SD, lecteurs MP3, téléphones portables, etc. Les nombres binaires sont enregistrés en chargeant ou non une série de minuscules condensateurs dans la puce. Le stockage électronique est plus robuste que le stockage magnétique, mais après plusieurs années, les condensateurs perdent leur capacité à stocker des charges électriques.
Les CD et DVD utilisent l'optique pour stocker les nombres binaires. Pendant que le disque tourne, un laser est soit réfléchi, soit non réfléchi par une série de minuscules sections miroir sur le disque. Les disques réinscriptibles possèdent une couche réfléchissante modifiable par le laser de l'ordinateur. Les disques sont durables mais fragiles ; les rayures sur la couche plastique empêchent le laser de lire correctement les réflexions de la couche d'aluminium.
Stockage temporaire des données
Les disques durs, disquettes et clés USB servent au stockage à long terme. À l'intérieur de l'ordinateur, il existe de nombreuses zones pour le stockage électronique à court terme. De petites quantités de données sont temporairement stockées dans le clavier, l'imprimante, et des sections de la carte mère et du processeur. De plus grandes quantités sont stockées temporairement dans les puces mémoire et la carte vidéo. Les zones de stockage temporaire sont conçues pour être plus petites mais plus rapides que le stockage à long terme, et ne conservent pas les données lorsque l'ordinateur est éteint.
Organisation du stockage des données
Les données sont stockées sous forme de nombreux nombres binaires, par magnétisme, électronique ou optique. Pendant le fonctionnement de l'ordinateur, les données sont également stockées dans de nombreux emplacements temporaires. Le logiciel est responsable de l'organisation, du déplacement et du traitement de tous ces nombres. Le BIOS de l'ordinateur contient des instructions simples, stockées sous forme de données en mémoire électronique, pour déplacer les données entre différents emplacements de stockage et à travers l'ordinateur pour le traitement. Le système d'exploitation contient des instructions pour organiser les données en fichiers et dossiers, gérer le stockage temporaire, et envoyer les données aux programmes d'application et aux périphériques comme les imprimantes. Enfin, les programmes d'application traitent les données.