كيف يخزن الكمبيوتر البيانات
تم التدقيق بواسطة: فريق أراجيك
قد تتساءل يومًا: “كيف يخزن الكمبيوتر البيانات”، إنّ جميع البيانات المخزّنة على وسائط التخزين سواءً كانت محركات الأقراص الصلبة أو الأقراص القابلة للإزالة USB أو بطاقات SD وغيرها، تُخزَّن على شكل سلسلةٍ من البتات، والمعروفة باسم الأرقام الثنائية. هذه الأرقام الثنائية تمتلك القيمة 1 أو 0. ويجب تحويل جميع أنواع البيانات مثل الصور والمستندات والصوت والفيديو إلى سلاسلٍ ثنائيةٍ حتى نتمكن من تخزّينها.
البت هو أصغر عنصرٍ في البيانات، وهو يمثل الأرقام الثنائية. أما البايت هو تجميعٌ أساسيٌّ للبتات التي يعمل بها الكمبيوتر كوحدةٍ واحدةٍ. عادةً، يتكون البايت من ثمان بتات. وبالتالي، فإن سعة ذاكرة الكمبيوتر وأجهزة التخزين الثانوية يتم التعبير عنها من حيث البايتات.
يخزن الكمبيوتر البيانات كأرقام؛ فالحروف تصبح أرقامًا. على سبيل المثال لتمثيل الأعمال الكاملة لشكسبير التي هي حوالي 1250 صفحة مطبوعة، نحتاج إلى 40 مليون بت، مع بايت واحد لكل حرفٍ، أي بإجمالي خمسة ميغابايت (5 ميغابايت) لتخزينها، وأيضًا الصور الفوتوغرافية تُحوّل إلى مجموعةٍ كبيرةٍ من الأرقام التي تشير إلى لون وسطوع كل بكسل، والأرقام العشرية تحوّل إلى أرقام ثنائية. فالأرقام من 0 إلى 8 تبدو مثل هذه الأرقام الثنائية: 0000، 0001، 0010 ،0011، 0100 ،0101، 0110، 0111، 1000. ومع أن الأرقام الثنائية طويلةً جدًا، ولكنها تمكننا من تخزين أي قيمةٍ كسلسلةٍ من العناصر التي تكون صحيحة (1) أو خاطئة (0).
كيف يخزن الكمبيوتر البيانات
يخزن الكمبيوتر البيانات عن طريق وجود أو عدم وجود إشارات إلكترونيّة أو مغناطيسيّة في دارات الكمبيوتر أو في وسائط التخزين ويدعى هذا التمثيل ثنائي الحالة، لأن الكمبيوتر ووسائط التخزين يستطيعان تميز حالتين محتملتين فقط ، إما on أو off.
- تخزين البيانات على القرص الصلب
يخزن الكمبيوتر البيانات في معظم الحالات على القرص (الصلب) الثابت، وهو عبارةٌ عن قرصٍ دوّارٍ مكوّنٍ من طبقاتٍ مغناطيسيةٍ ورأسٍ يمكنه قراءة أو كتابة المعلومات بشكلٍ مغناطيسيٍّ. حيث يتم تخزين الأرقام الثنائية على شكل سلسلةٍ من المناطق الممغنطة الصغيرة التي لها اتجاه حقلٍ مغناطيسيٍّ معينٍ ( N أو S) أو قطبيةٍ معينةٍ. نعتبر أحد الاتجاهات يمثل القيمة 1 والاتجاه الآخر يمثل القيمة 0. يمكن إتلاف البيانات المخزّنة على الأقراص إذا اقتربت من المغناطيس لذا عليك أن تتوخى الحذر. - التخزين على بطاقات SD والأقراص القابلة للإزلة USB
يخزن الكمبيوتر البيانات أيضًا على الأقراص القابلة للإزالة USB وبطاقات SD للتخزين. تُخزِّن هذه الذّواكر البيانات التي تكون على شكل أرقامٍ ثنائيةٍ عن طريق شحن أو عدم شحن سلسلة من المكثفات الدقيقة الموجودة في شريحة التخزين. رغم أن التخزين الإلكتروني للبيانات محميٌّ أكثر من التخزين المغناطيسي، إلا أنه بعد عدة سنواتٍ تفقد المكثفات قدرتها على تخزين الشّحنات الكهربائية ويمكن أن نفقد البيانات المخزّنة فيها. - التخزين على أقراص DVD وCD
تستخدم الأقراص المضغوطة وأقراص DVD البصريات لتخزين الأرقام الثنائية. حيث تحتوي الأقراص القابلة للكتابة على طبقةٍ عاكسةٍ يتم تسليط الليزر على هذه الطبقة وحرقها لنتمكن من التخزين. تسمى هذه المناطق المحروقة بالليزر المطبات، حيث يمثل كل مطب القيمة 0 لأن الضوء لن ينعكس عليه بعد أن يُحرق، أما المناطق غير المحروقة (تسمى الأرض) وتمثل القيمة 1 لأنها احتفظت بقدرتها على عكس الضوء. هذه المطبات صغيرةٌ جدًا وكبيرة العدد لدرجة أنك لا تستطيع حتى أن تشعر بها لو حاولت. إن أقراص DVD وCD طويلة الأمد ولكنها هشّة؛ فالخدوش على الطبقة البلاستيكية تمنع الليزر من قراءة الانعكاسات بشكلٍ صحيحٍ. وبشكلٍ عام بدأ استخدام أقراص DVD وCD بالانحسار أو بالأحرى بالانقراض. كما حصل لأسلافها أقراص Floppy حيث تمت إزالة سواقة الأقراص في معظم الأجهزة الحديثة. - التخزين النشط (المؤقت)
يخزن الكمبيوتر البيانات في العديد من المناطق على شكل رقائقٍ لتخزين البيانات الإلكترونية المؤقتة. ويتم تخزين البيانات الثنائية في الترانزستورات الموجودة داخل شرائح الذّاكرة، فإما أن تكون موصولةً (on) أو غير موصولةٍ ( Off). ما إن تتم إزالة الطاقة عن هذه الرقائق فإنها تعود مرةً أخرى إلى حالة الاستراحة، وتُمسح الذّاكرة. تم تصميم مناطق تخزين البيانات المؤقتة لتكون أصغر وأسرع من التخزين طويل الأجل، ولكنها تحتفظ بالبيانات عند إيقاف تشغيل الكمبيوتر.