Proměnné 101: Znalost vašeho počítače

Bohužel jsem viděl, že mnoho lidí se nechce naučit programovat tento rok 2018 🙁, ale i kdybych si přečetl jen můj předchozí článek člověk a po krátké době je schopen poslat závazek k bezplatnému softwarovému projektu, byl bych se svou prací spokojen 🙂

Pro ty, kteří milují bezpečnost, slibuji, že následující bude příspěvek o bezpečnostních úlohách, takže každý je šťastný, pokud se někdo chce naučit něco jiného (například git, správa serveru nebo nevím: p), nebo komentujte nějaké jiné téma, na které nelze snadno odpovědět v poli pro komentáře, dejte mi vědět a my uvidíme, jak to dokážeme zpracovat 😉

No, když půjdeme k naší věci, předtím jsme mluvili o psaní, a že to mělo co do činění se způsobem, jakým ukládáme naše proměnné v programu, nyní přezkoumáme trochu toho, co se děje uvnitř a doufejme, že může být dostatečně jasný.

Bity

Myslím, že toto je téma, kterého se vždy dotýkám, když píšu o programování, je to určitě něco, co mě fascinuje a které mi pomohlo pochopit mnoho věcí, nyní se pokusím trochu vysvětlit, jaké jsou, jak jsou čteny a k čemu jsou 🙂

Přemýšlejte o spínači světla, když je obvod uzavřen, máme a 0 na obrazovce, když změníme polohu přepínače, protože a 1🙂 jednoduché, že?

Teď a 0 a 1 Mohou znamenat mnoho věcí, vše záleží na kreativitě, s jakou to berete, předpokládám, že chci vědět, jestli někdo jede na sever nebo jih, 1 může znamenat sever a 0, sur 🙂 řekněme, že chci vědět, jestli je někdo muž nebo žena, 1 může to být muž a 0, žena 🙂. Nyní chci vědět, jestli je tato osoba mladá nebo stará (> 22), 0 může znamenat mladý a 1, vyšší. Pořád si představujme ... Máte nějaké domácí mazlíčky? 1 Řekl bych, že ano 0 Řekl bych ne Nyní chci, abyste si se mnou přečetli následující řádek:

1001

Toto je krátký způsob, jak říct ...

Una jóven mujer de no más de 22 años se dirige al norte acompañada de su mascota.

což se velmi liší od:

0110 o Un hombre con más de 22 años de edad se dirige solo hacia el sur.

Bytů

Pojďme nyní o krok dále, naučme se číst bajty. Bajt je sekvence 8 bitů, které se čtou zprava doleva a každý z nich 1 představuje sílu 2 zvedl k n kde n je poloha bitu. Protože to zní jako čínština, řekněme malý příklad 🙂

01001011 Máme tento bajt, nyní jdeme zprava doleva (<-), dám je shora dolů, abych mohl napsat jejich význam:

1: bit, když je na místě 0 označuje, že máme následující 2 zvýšeny na nulu nebo 2^0. Víme, že to je ekvivalentní 1.

1: druhý bit, nyní pozice 1: 2^1 což je totéž, jako říkat 2

0: třetí bit ... to by mělo být 2^2, ale protože to není zapnuté, nechme to zapnuté 0

1: čtvrtý bit, 2^3 u 8 ????

0: stejný jako 0

0: jiný 0

1: teď jsme v 2^6 o 64

a konečně 0 , už víme, co to znamená 🙂 nyní přidáme naše výsledky a porovnáme je s následující tabulkou 🙂 Máme 75 Pojďme to tedy hledat ve sloupci Desetinný a uvidíme, co se objeví v Char

Máme jednu K!! Gratulujeme, už víte, jak číst v binárním formátu 🙂 Ale ti nejchytřejší si možná všimli, že jsme také získali desetinné číslo a že to má limit (když jsou všechny hodnoty 1) Tento limit se nachází v počtu 255.

Slovo

Nyní mi to řekne více než jeden, ale co když budu potřebovat číslo větší než 255? nebo kde najdu jiné postavy jako Japonci? Odpověď je jednoduchá, pojďme to dát dohromady 2 bytes. Nyní, když máme dvě, je možný počet kombinací, které máme 2^16 o 65536 možné výsledky, jako např 0 je jedním z nich, maximální možné je 65535. Zvoní to číslo? Pamatujete si maximální počet portů v systému Linux? Nechávám jim domácí úkoly 😉

Dvojité slovo a čtyřslovné slovo

Pro matematičtější existují také specifické formáty, dvojité slovo obsahují, jak si již mnozí možná představovali 2 word o 4 bytes (o 32 bits) informací, stejně jako říká:

11111111111111111111111111111111 na 0 a 4 294 967 295

V tomto okamžiku se mnozí budou divit, co se stane se zápornými čísly, to znamená, že někde je třeba uvažovat, že? Aby bylo možné uložit záporné číslo, rozhodli se vývojáři procesorů obsadit první bit vlevo jako hodnotu znaménka. To znamená, že pokud je první bit 0 mluvíme o kladném čísle, ale pokud ano 1 máme zápor. Nyní se podívejte, proč jsou bity tak speciální, že mohou být tím, co chcete 😀

Ale to nám samozřejmě ponechává jednu pozici méně, abychom mohli znásobit! Takže naše0 a 4 294 967 295 se stává:

-2,147,483,648 a +2,147,483,647

Mnozí z nás to již mají 64 bits, a to je hodnota a čtvercové slovo, můžeme mít hodnoty od 0 a 18 446 744 073 709 551 615. To je velké číslo 🙂

Proč 8 bitů?

To je něco, co by se mohlo divit více než jednomu, a odpověď je v hardware. Procesory od začátku potřebovaly data, aby mohly provádět operace. Data jsou uložena v paměti počítače a pokaždé, když to procesor vyžaduje, použije k jejich získání datové sběrnice. Ve starověku mohly tyto sběrnice komunikovat maximálně 8 bitů na cyklus, což znamená, že maximální a nejúčinnější způsob přesunu dat seskupoval 8 bitů a odesílal je do procesoru.

S odstupem času až dodnes vyvinuli procesory schopnost přesouvat 16 bitů, 32 bitů a… 64 bitů.

Co to má společného se psaním?

Nyní jsme u části, kde to všechno dává smysl 🙂 Psaní je vlastnost, kterou programovací jazyky používají k pojmenování těchto paměťových prostorů. Všechny proměnné mají svůj protějšek v jednom z těchto typů dat, bez ohledu na to, jak se nazývají. Tito jsou známí jako primitivní datové typyKaždý jazyk se silným typem má svou koncepci těchto hodnot a množství, které představují. Například v C máme knihovnu limits.h což nám ukazuje maximální a minimální množství primitivních hodnot.

Podívejme se, co se stane, když se pokusíme prolomit jednu z hodnot:

Vpravo máme hodnoty souboru limits.h a nalevo jsme vzali jednu z těchto hodnot (unsigned short int) a přidělili jsme číslo vyšší než odpovídající. Ve výsledku nás kompilátor varuje, že zneužíváme paměť, protože binární forma 66666 se nevejde do binární formy 65535. To nás vede k lekci výkon když programujeme, pokud vaše hodnota v průběhu času nebude moc růst, nebo pokud nepožadujete hodnoty tak velké, jako jsou hodnoty zdvojnásobit o čtvercové slovoPoužití správného typu snižuje množství paměti požadované procesorem, což znamená vyšší rychlost získávání dat, pokud jsou dobře vypočítány.

Na straně tlumočníka je to snazší díky implicitní převody. Ckdyž definujeme proměnnou v jazycích, jako je javascript nebo Python, tlumočník má na starosti pochopení, o jaký typ jde, a přidělení dostatečného paměťového prostoru pro provádění operací. Podívejme se na jednoduchý příklad 🙂

Jak vidíte, nemusíme vysvětlovat tlumočníkovi pythonu typ naší proměnné, protože má na starosti přiřazení typu a jeho uložení do paměti 🙂

Znát své proměnné

Závisí to na jazyce a typu implementace, kterou budete používat, ale prvním krokem k tomu, abyste mohli programovat, je naučit se proměnné, které můžete použít 🙂 Jakmile pochopíte proměnné, budete je moci používat efektivně a logicky ukládat informace (poskytované uživatelem nebo systémem). Toto je první krok na žebříčku programování a doufejme, že po přečtení tohoto článku budete lépe rozumět tomu, jak váš počítač funguje a jak ukládá informace. Bude to se mnou až do dalšího článku, nezapomeňte zanechat své komentáře, abyste zjistili, zda musíte posílit nebo komentovat nějaký konkrétní bod. pozdravy