Os dados em um computador são armazenados em seu nível mais fundamental como
bits , que são dígitos binários que representam um 0 ou um 1. Esses bits são fisicamente representados por diferentes estados elétricos (alta tensão para 1, baixa tensão para 0), polaridades magnéticas (norte ou sul) ou estados ópticos (liga ou desativada), dependendo do meio de armazenamento.
Esses bits são então agrupados para representar unidades maiores de dados:
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byte: Um grupo de 8 bits. Um byte é a unidade fundamental para abordar e manipular dados. Pode representar 256 valores diferentes (2
8
).
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palavra: Um grupo de bytes, cujo tamanho depende da arquitetura do computador (por exemplo, 16 bits, 32 bits, 64 bits). Uma palavra é a unidade de dados que uma CPU processa ao mesmo tempo.
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Unidades maiores: Bytes e palavras são posteriormente organizados em Kilobytes (KB), megabytes (MB), Gigabytes (GB), terabytes (TB), petabytes (PB), exabytes (EB) e além.
Locais de armazenamento: Os dados são armazenados em vários locais dentro de um sistema de computador, cada um com características diferentes em termos de velocidade, capacidade e volatilidade (se os dados persistem quando a energia está desligada):
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Registros: Armazenamento extremamente rápido localizado dentro da CPU. Eles mantêm dados sendo processados ativamente. Eles são voláteis.
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cache: Uma memória pequena e muito rápida que armazena dados frequentemente acessados para recuperação mais rápida. É significativamente mais rápido que a RAM, mas tem muito menos capacidade. É volátil.
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Memória de acesso aleatório (RAM): A memória de trabalho principal do computador. Os dados armazenados na RAM são acessíveis aleatoriamente (qualquer local pode ser acessado diretamente). É volátil; Os dados são perdidos quando a energia está desativada.
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unidade de disco rígido (HDD): Um dispositivo de armazenamento não volátil que usa pratos magnéticos para armazenar dados persistentemente. É mais lento que o RAM, mas tem uma capacidade muito maior.
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unidade de estado sólido (SSD): Um dispositivo de armazenamento não volátil que usa memória flash para armazenar dados persistentemente. É mais rápido e mais durável que os HDDs, mas normalmente mais caro por unidade de armazenamento.
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Mídia óptica (CDs, DVDs, Blu-Rays): Armazenamento não volátil que usa lasers para ler e gravar dados.
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armazenamento em nuvem: Dados armazenados em servidores remotos acessíveis pela Internet. Esta é essencialmente uma rede de HDDs, SSDs e outros dispositivos de armazenamento.
Organização de dados: Os bits e bytes não são apenas espalhados aleatoriamente. Eles estão organizados de várias maneiras para representar diferentes tipos de dados:
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números: Inteiros, números de ponto flutuante etc. são representados usando sistemas de números binários.
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Texto: Os caracteres são representados usando esquemas de codificação de caracteres como ASCII ou Unicode, mapeando cada caractere para um código numérico específico.
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Imagens: As imagens são representadas por uma grade de pixels, cada pixel com um valor de cor codificado como um conjunto de números.
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áudio: O áudio é representado por uma sequência de números que representam a amplitude da onda sonora ao longo do tempo.
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Vídeo: O vídeo combina imagens e áudio, normalmente codificado usando técnicas de compactação para reduzir o tamanho dos dados.
Em resumo, os dados são armazenados como uma hierarquia de bits agrupados em bytes, palavras e unidades maiores, organizadas em vários locais de armazenamento com diferentes velocidades e capacidades e representadas usando diferentes esquemas de codificação, dependendo do tipo de dados.