บทความหลัก: การประมวลผลข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์

อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล

บทความหลัก: Data storage device (Camin chuto)

คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ระยะแรก เช่น Colossus ใช้เทปเจาะรู(เป็นกระดาษแถบยาวที่ข้อมูล ถูกแทนด้วยชุดของรู) เทคโนโลยีที่ปัจจุบันนี้ล้าสมัยไปแล้ว[16] ที่จัดเก็บข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ในเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ทันสมัย ย้อนหลังไปหลังสงครามโลกครั้งที่สอง เมื่อรูปแบบหนึ่งของหน่วยความจำแบบ delay line (เมมโมรีแบบเข้าถึงโดยลำดับ) ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อลบล้างความยุ่งเหยิงจากสัญญาณเรดาร์ การใช้งานในทางปฏิบัติเป็นครั้งแรกเป็น delay line ปรอท[17] อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลดิจิตอลแบบเข้าถึงโดยการสุ่มตัวแรกคือหลอดของ วิลเลียมส์ ที่มีมาตรฐานของหลอดรังสีแคโทด,[18] แต่ข้อมูลที่เก็บไว้ในนั้นมีความผันผวน จะ ต้องได้รับการฟื้นฟูอย่างต่อเนื่องและหายไปเมื่อไฟดับ รูปแบบที่เก่าแก่ที่สุดของตัวจัดเก็บข้อมูลในคอมพิวเตอร์โดยไม่ผันผวนคือกลองแม่เหล็ก (อังกฤษ: magnetic drum) ที่ถูกคิดค้นใน ปี ค.ศ. 1932[19] และถูกใช้ในเครื่อง Ferranti Mark 1 ซึ่งเป็น คอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์วัตถุประสงค์ทั่วไปที่ใช้ในเชิงพาณิชย์เครื่องแรกของโลก[20]

ไอบีเอ็มเปิดตัวฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ตัวแรกในปี ค.ศ. 1956 เพื่อเป็นส่วนหนึ่งของระบบคอมพิวเตอร์ 305 RAMAC ของพวกเขา[21] ข้อมูลดิจิตอลส่วนใหญ่ในปัจจุบันจะยังคงถูกเก็บไว้ในรูปสนามแม่เหล็กในฮาร์ดดิสก์ หรือในรูปแสงบนสื่อเช่น ซีดีรอม[22] จนกระทั่งปี ค.ศ. 2002 ข้อมูลส่วนใหญ่ ถูกเก็บไว้บนอุปกรณ์แบบอนาล็อก แต่ในปีเดียวกัน ความสามารถในการจัดเก็บข้อมูลดิจิทัลก็เกินอนาล็อกเป็นครั้งแรก ขณะที่ปี ค.ศ. 2007 เกือบ 94% ของข้อมูลที่ถูกจัดเก็บทั่วโลกเป็นดิจิทัล[23]: 52% ในฮาร์ดดิสก์, 28% บนอุปกรณ์แสง และ 11% ในเทปแม่เหล็กดิจิทัล คาดว่าความจุทั่วโลกในการจัดเก็บข้อมูลบนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะเพิ่มขึ้นจาก น้อยกว่า 3 exabytes ใน ค.ศ.1986 ไปเป็น 295 exabytes ในปี ค.ศ. 2007[24] เป็นสองเท่าทุก ๆ 3 ปี[25]

ฐานข้อมูล

บทความหลัก: Database management system

ระบบการจัดการฐานข้อมูลเกิดขึ้นใน ปี ค.ศ.1960 เพื่อแก้ไขปัญหาการจัดเก็บและเรียกใช้ข้อมูลจำนวนมากได้อย่างถูกต้องและรวดเร็ว หนึ่งในระบบดังกล่าวแรกสุดเป็นระบบ Information Management System (IMS) ของไอบีเอ็ม[26], ซึ่งยังคงใช้งานอย่างกว้างขวางกว่า 40 ปีต่อมา[27] IMS เก็บข้อมูลตามลำดับขั้น[28] แต่ ในปี ค.ศ.1970 เท็ด Codd เสนอรูปแบบการจัดเก็บข้อมูลที่สัมพันธ์เป็นทางเลือก อยู่บนพื้นฐานของการตั้งทฤษฎีและตรรกะ คำกริยาและแนวคิดที่คุ้นเคยของตาราง แถวและคอลัมน์ ระบบการจัดการฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์ ในเชิงพาณิชย์ (อังกฤษ: relational database management system หรือ RDBMS) มีให้บริการเป็นครั้งแรกโดยบริษัท ออราเคิล ในปี ค.ศ.1980[29]

ทุกระบบการจัดการฐานข้อมูลประกอบด้วยจำนวนขององค์ประกอบที่ร่วมกันยอมให้ข้อมูลที่พวกมันเก็บไว้สามารถเข้าถึงได้พร้อมกันโดยผู้ใช้หลายคนในขณะที่ยังรักษาความสมบูรณ์ของข้อมูลไว้ด้วย ลักษณะของฐานข้อมูลทั้งหมดเป็นโครงสร้างของข้อมูลที่พวกมันเก็บไว้ถูกกำหนดและจัดเก็บไว้แยกต่างหากจากข้อมูลของตัวมันเองในโครงสร้างแบบสกีมา[30]

ภาษามาร์กอัปขยายได้ (XML ) ได้กลายเป็นรูปแบบที่นิยมสำหรับการแทนข้อมูลในหลายปีที่ผ่านมา แม้ว่าข้อมูล XML จะถูกเก็บไว้ในระบบไฟล์ปกติ มันจะถูกจัดเก็บโดยทั่วไปในฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์ เพื่อใช้ประโยชน์จาก "การดำเนินงานที่แข็งแกร่งที่ถูกตรวจสอบโดยหลายปีความพยายามทั้งทางทฤษฎีและปฏิบัติ" ของพวกเขา[31] เนื่องจากการวิวัฒนาการของ Standard Generalized Markup Language ( SGML ) โครงสร้างที่มีพื้นฐานมาจากข้อความของ XML ได้เสนอข้อได้เปรียบของการเป็นทั้งเครื่องและสิ่งที่มนุษย์สามารถอ่านได้[32]

การค้นคืนข้อมูล

รูปแบบฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์ได้แนะนำให้รู้จักการเขียนโปรแกรมอิสระภาษา ชื่อ Structured Query Language (SQL) ที่มีพื้นฐานจากพีชคณิตสัมพันธ์[33]

คำว่า "ข้อมูล"และ"สารสนเทศ" ไม่ใช่คำเดียวกัน อะไรที่เก็บไว้เป็นข้อมูล แต่มันจะกลายเป็นสารสนเทศก็ต่อเมื่อ มันถูกจัดระเบียบและนำเสนอความหมาย[34] ส่วนใหญ่ของข้อมูลดิจิตอลของโลกไม่มีโครงสร้างและถูกเก็บไว้ในหลายรูปแบบทางกายภาพที่แตกต่างกัน[35][36] แม้จะอยู่ในองค์กรเดียวกันก็ตาม คลังข้อมูลเริ่มถูกพัฒนาในช่วงปี ค.ศ.1980 ที่จะรวมร้านค้าที่แตกต่างกันเหล่านี้ พวกมันมักจะมีข้อมูลที่รวบรวมจากแหล่งต่าง ๆ รวมทั้งแหล่งภายนอกเช่น Internet, ที่ถูกจัดในลักษณะเพื่ออำนวยความสะดวกให้ระบบสนับสนุนการตัดสินใจ (อังกฤษ: decision support system หรือ DSS)[37]

การส่งผ่านข้อมูล

การส่งผ่านข้อมูลมี 3 มุมมอง ได้แก่ การส่ง, การแพร่ และการรับ[38] มันสามารถจำแนกกว้าง ๆ เป็น การกระจายออกไปในสื่อที่ข้อมูลจะถูกส่งไปทิศทางเดียวลงไปท้ายน้ำหรือการสื่อสารโทรคมนาคมที่มี 2 ช่องทาง ไปทางต้นน้ำและปลายน้ำ [39]

XML ถูกนำมาใช้งานมากขึ้นเพื่อเป็นวิธีการของแลกเปลี่ยนข้อมูลตั้งแต่ช่วงต้นยุค ค.ศ. 2000[40] โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สำหรับการปฏิสัมพันธ์แบบเครื่องต่อเครื่อง เช่น ผู้ที่เกี่ยวข้องในโพรโทคอลที่ใช้กับเว็บ เช่น SOAP[41] ที่อธิบาย "ข้อมูลในการขนส่ง มากกว่า ... ข้อมูลที่พักอยู่"[42] หนึ่งในความท้าทายของการใช้งานดังกล่าวเป็นการแปลงข้อมูลจากฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์ ให้เป็นโครงสร้าง (รักอิ๋ว) XML Document Object Model (DOM)[43]

การจัดดำเนินการข้อมูล

ฮิลแบร์ต และ โลเปซ ระบุการก้าวแบบ exponential ของการเปลี่ยนแปลงทางเทคโนโลยี ( ชนิดของกฎของมัวร์): ความสามารถในการประยุกต์ใช้เฉพาะงานของเครื่องเพื่อคำนวณข้อมูลต่อหัวจะประมาณสองเท่าทุก ๆ 14 เดือนระหว่างปี ค.ศ. 1986 ถึง ค.ศ. 2007 ความสามารถต่อหัวของเครื่องคอมพิวเตอร์วัตถุประสงค์ทั่วไปของโลกจะเป็นสองเท่าทุก ๆ 18 เดือนในช่วงสองทศวรรษเดียวกัน; ความสามารถในการสื่อสารโทรคมนาคมระดับโลกต่อหัวจะเป็นสองเท่าทุก ๆ 34 เดือน ความจุของตัวเก็บข้อมูลของโลกต่อหัวต้องการประมาณ 40 เดือนจึงจะเป็นสองเท่า (ทุก 3 ปี); และ ต่อหัวของข้อมูลที่กระจายไปในสื่อจะเป็นสองเท่าทุก ๆ 12.3 ปี[44]

ข้อมูลจำนวนมหาศาลจะถูกเก็บไว้ทั่วโลกทุกวัน นอกจากมันจะสามารถถูกวิเคราะห์และนำเสนอได้อย่างมีประสิทธิภาพ มันจำเป็นที่จะถูกเก็บอยู่ในสิ่งที่ถูกเรียกว่า สุสานข้อมูล: "เป็นคลังเก็บข้อมูลที่ไม่ค่อยมีการเข้าเยี่ยมชม"[45] เพื่อแก้ไขปัญหานั้น สาขาของเหมืองข้อมูล - "กระบวนการของการค้นพบรูปแบบที่น่าสนใจและ ความรู้จากข้อมูลจำนวนมาก"[46] - เกิดขึ้นใน ช่วงปลายปี ค.ศ.1980[47]