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Décomposons comment la physique décrit le stockage de données numériques dans les ordinateurs:
Le principe fondamental:bits et transistors
* bits: Les données numériques sont fondamentalement représentées comme une série de 0 et 1, appelées bits.
* transistors: Ce sont de minuscules commutateurs électriques qui forment le cœur de la mémoire informatique. Ils sont construits à partir de semi-conducteurs (comme le silicium), des matériaux qui ont une conductivité électrique entre celle d'un conducteur (comme le cuivre) et un isolant (comme le verre).
Comment les transistors stockent les bits:
* ON / OFF STAT: Un transistor peut être dans deux états:"ON" (conduisant de l'électricité) ou "OFF" (ne conduisant pas d'électricité). Ces états correspondent aux valeurs binaires de 1 et 0.
* représentant des bits: Chaque transistor stocke un seul peu d'informations. Un "1" est représenté par le transistor étant "On", et un "0" est représenté par le fait qu'il est "off".
Types de périphériques de stockage:
* RAM (mémoire d'accès aléatoire): Utilise des transistors pour stocker temporairement les données pendant l'exécution de l'ordinateur. Ces transistors sont conçus pour changer rapidement leurs états.
* disques durs (disques durs): Utilisez des disques magnétiques en rotation recouverts d'un matériau magnétique. La direction du champ magnétique sur une petite région du disque représente un 0 ou un 1.
* Drives à l'état solide (SSDS): Utilisez des tableaux de mémoire flash, qui sont essentiellement des transistors électroniques qui peuvent stocker des données même lorsque l'alimentation est désactivée. Les transistors conservent une charge représentant un 0 ou 1.
* stockage optique (CD, DVD, Blu-ray): Les informations sont stockées sous forme de fosses (petites indentations) et de terres (zones plates) sur un disque. Un laser lit les données en détectant si la lumière se reflète à partir d'une fosse ou d'une terre.
La physique derrière tout cela:
* électromagnétisme: Le fonctionnement des transistors et des disques durs repose fortement sur l'électromagnétisme. Les courants électriques génèrent des champs magnétiques et les champs magnétiques peuvent induire des courants.
* Mécanique quantique: Le comportement des électrons dans les semi-conducteurs est régi par la mécanique quantique, ce qui explique pourquoi les transistors peuvent être allumés et désactivés.
* optique: Le stockage optique repose sur la réflexion et la diffusion de la lumière.
* Thermodynamique: Le stockage et la récupération des données génèrent de la chaleur, une conséquence des lois de la thermodynamique.
en résumé:
Les ordinateurs stockent les données numériques en utilisant des transistors pour représenter des 0 et 1. Ceci est réalisé en contrôlant le flux d'électricité à travers les transistors. Les différents types de périphériques de stockage utilisent divers mécanismes physiques pour stocker ces valeurs binaires, toutes enracinées dans les principes de la physique.
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