Хранение компьютерных данных
Компьютерное хранилище данных — это технология, состоящая из компьютерных компонентов и носителей записи , которые используются для хранения цифровых данных . Это основная функция и фундаментальный компонент компьютеров. [1] : 15–16
Центральный процессор (ЦП) компьютера — это то, что манипулирует данными, выполняя вычисления. На практике почти все компьютеры используют иерархию хранения , [1] : 468–473 , которая размещает быстрые, но дорогие и небольшие варианты хранения рядом с ЦП, а более медленные, но менее дорогие и большие варианты — дальше. Обычно быстрые энергозависимые технологии (которые теряют данные при отключении питания) называются «памятью», а более медленные постоянные технологии называются «хранилищем».
Даже в первых компьютерных разработках, аналитической машине Чарльза Бэббиджа и аналитической машине Перси Ладгейта , было четкое различие между обработкой данных и памятью (Бэббидж хранил числа в виде оборотов шестерен, а Ладгейт хранил числа в виде перемещений стержней в челноках). Это различие было расширено в архитектуре фон Неймана , где ЦП состоит из двух основных частей: блока управления и арифметико-логического блока (АЛУ). Первый управляет потоком данных между ЦП и памятью, а второй выполняет арифметические и логические операции с данными.
Без значительного объема памяти компьютер просто мог бы выполнять фиксированные операции и немедленно выводить результат. Чтобы изменить его поведение, его необходимо перенастроить. Это приемлемо для таких устройств, как настольные калькуляторы , процессоры цифровых сигналов и другие специализированные устройства. Машины фон Неймана отличаются наличием памяти, в которой они хранят свои рабочие инструкции и данные. [1] : 20 Такие компьютеры более универсальны, поскольку их аппаратное обеспечение не нужно перенастраивать для каждой новой программы, а можно просто перепрограммировать.с новыми инструкциями в памяти; они также, как правило, проще в разработке, поскольку относительно простой процессор может сохранять состояние между последовательными вычислениями для создания сложных процедурных результатов. Большинство современных компьютеров представляют собой машины фон Неймана.
Современный цифровой компьютер представляет данные , используя двоичную систему счисления . Текст, числа, изображения, аудио и практически любую другую форму информации можно преобразовать в строку битов или двоичных цифр, каждая из которых имеет значение 0 или 1. Наиболее распространенной единицей хранения является байт , равный до 8 бит. Часть информации может обрабатываться любым компьютером или устройством, объем памяти которого достаточно велик для размещения двоичного представления части информации или просто данных . Например, полное собрание сочинений Шекспира , около 1250 напечатанных страниц, может храниться примерно в пяти мегабайтах.(40 миллионов бит) с одним байтом на символ.
Данные кодируются путем присвоения битовой комбинации каждому символу , цифре или мультимедийному объекту. Для кодирования существует множество стандартов (например , кодировки символов, такие как ASCII , кодировки изображений, такие как JPEG , кодировки видео, такие как MPEG-4 ).
