Variablen 101: Ihren Computer kennen

Leider habe ich gesehen, dass nicht viele lernen wollen, dieses Jahr 2018 zu programmieren, aber selbst wenn ich nur meine gelesen hätte vorheriger Artikel eine Person und nach einiger Zeit in der Lage ist, ein Commit für ein freies Softwareprojekt zu senden, wäre ich mit meiner Arbeit zufrieden 🙂

Für diejenigen, die Sicherheit lieben, verspreche ich Ihnen, dass das Folgende ein Beitrag über Sicherheitsaufgaben sein wird, damit jeder glücklich ist, wenn jemand etwas anderes lernen möchte (wie Git, Serveradministration oder ich weiß nicht: p) oder zu Kommentar zu einem anderen Thema, das im Kommentarfeld nicht einfach zu beantworten ist. Lassen Sie es mich wissen und wir können sehen, wie wir es bearbeiten können

Nun, wenn wir zu unserem Ding gehen, haben wir vorher über das Tippen gesprochen und dass dies mit der Art und Weise zu tun hat, wie wir unsere Variablen in einem Programm speichern, jetzt werden wir ein wenig darüber nachdenken, was im Inneren passiert und hoffentlich auch kann klar genug sein.

Bits

Ich denke, dies ist ein Thema, das ich immer anspreche, wenn ich über Programmierung schreibe. Es ist sicherlich etwas, das mich fasziniert und das mir geholfen hat, viele Dinge zu verstehen. Jetzt werde ich versuchen, ein wenig zu erklären, wie sie sind, wie sie gelesen werden und wofür sie sind 🙂

Denken Sie an einen Lichtschalter, wenn der Stromkreis geschlossen ist, haben wir einen 0 auf dem Bildschirm, wenn wir die Position des Schalters ändern, weil a 1🙂 einfach, nicht wahr?

Nun a 0 und 1 Sie können viele Dinge bedeuten, alles hängt von der Kreativität ab, mit der Sie es nehmen. Angenommen, ich möchte wissen, ob jemand nach Norden oder Süden geht. 1 kann Norden und bedeuten 0Nehmen wir an, ich möchte wissen, ob jemand ein Mann oder eine Frau ist. 1 es kann ein Mann sein und 0Frau 🙂. Jetzt möchte ich wissen, ob diese Person jung oder alt ist (> 22), 0 kann jung und bedeuten 1höher. Stellen wir uns weiter vor ... Haben Sie Haustiere? 1 Ich würde ja sagen, während 0 Ich würde nein sagen Jetzt möchte ich, dass Sie die folgende Zeile mit mir lesen:

1001

Dies ist der kurze Weg zu sagen ...

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

das ist ganz anders als:

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

Bytes

Gehen wir jetzt noch einen Schritt weiter und lernen, wie man Bytes liest. Ein Byte ist die Folge von 8 Bits, die jeweils von rechts nach links gelesen werden 1 repräsentiert eine Kraft von 2 erhoben zum n wo n ist die Position des Bits. Da es sich wie Chinesisch anhört, lassen Sie uns ein kleines Beispiel geben 🙂

01001011 Wir haben dieses Byte, jetzt gehen wir von rechts nach links (<-). Ich werde sie von oben nach unten setzen, um ihre Bedeutung schreiben zu können:

1: das Bit in Position 0 zeigt an, dass wir die folgenden 2 auf Null oder erhöht haben 2^0. Dies ist, wie wir wissen, gleichbedeutend mit 1.

1: das zweite Bit, jetzt die Position 1: 2^1 Das ist das gleiche wie zu sagen 2

0: drittes Bit ... das sollte sein 2^2, aber da es nicht eingeschaltet ist, lassen wir es 0

1: viertes Bit, 2^3 u 8 🙂

0: das Gleiche wie 0

0: andere 0

1: jetzt sind wir in 2^6 o 64

und schließlich 0 Wir wissen bereits, was es bedeutet. Jetzt werden wir unsere Ergebnisse hinzufügen und sie mit der folgenden Tabelle vergleichen. Wir haben eine 75 Suchen wir also in der Spalte danach Dezimal und wir werden sehen, was in erscheint Saibling

Wir haben einen K!! Herzlichen Glückwunsch, Sie wissen bereits, wie man binär liest. 🙂 Aber die Klügsten haben vielleicht bemerkt, dass wir auch eine Dezimalzahl erhalten haben und dass sie eine Grenze hat (wenn alle Werte sind 1) Diese Grenze befindet sich in der Nummer 255.

Word

Jetzt wird mir mehr als einer sagen, aber was ist, wenn ich eine Nummer größer als brauche? 255? oder wo finde ich andere Charaktere wie die Japaner? Nun, die Antwort ist einfach, lassen Sie uns zusammenstellen 2 bytes. Jetzt, wo wir zwei haben, ist die mögliche Anzahl von Kombinationen, die wir haben, 2^16 o 65536 mögliche Ergebnisse, wie z 0 ist einer von denen, das maximal mögliche ist 65535. Läutet diese Nummer bei irgendjemandem eine Glocke? Erinnern Sie sich an die maximale Anzahl von Ports auf einem Linux-System? Ich lasse ihnen Hausaufgaben 😉

Doppelwort & Vierfachwort

Für die mathematischeren gibt es auch bestimmte Formate, die Doppelwort enthalten, wie viele schon gedacht haben 2 word o 4 bytes (o 32 bits) von Informationen, das gleiche wie zu sagen:

11111111111111111111111111111111 auf 0 a 4 294 967 295

An diesem Punkt werden sich viele fragen, was mit negativen Zahlen passiert, das heißt, irgendwo müssen sie in Betracht gezogen werden, oder? Um eine negative Zahl speichern zu können, haben die Prozessorentwickler das erste Bit links als Vorzeichenwert belegt. Dies bedeutet, wenn das erste Bit ist 0 Wir sprechen von einer positiven Zahl, aber wenn ja 1 Wir haben ein negatives. Jetzt sehen Sie, warum die Bits so besonders sind, dass sie alles sein können, was Sie wollen 😀

Aber dies lässt uns offensichtlich eine Position weniger übrig, um die Multiplikation durchzuführen! So unser0 a 4 294 967 295 wird:

-2,147,483,648 a +2,147,483,647

Jetzt haben viele von uns bereits 64 bitsund das ist der Wert von a Quad-Wortkönnen wir Werte haben von 0 a 18 446 744 073 709 551 615. Das ist eine große Zahl 🙂

Warum 8 Bit?

Dies ist etwas, das sich mehr als einer fragen wird, und die Antwort liegt in der Hardware. Prozessoren benötigten von Anfang an Daten, um Vorgänge ausführen zu können. Die Daten werden im Speicher des Computers gespeichert und jedes Mal, wenn der Prozessor sie benötigt, verwendet er die Datenbusse, um sie abzurufen. In der Antike konnten diese Busse maximal 8 Bit pro Zyklus kommunizieren. Dies bedeutet, dass die maximale und effizienteste Art, Daten zu verschieben, darin bestand, 8 Bit zu gruppieren und an den Prozessor zu senden.

Im Laufe der Zeit haben Prozessoren bis heute die Fähigkeit entwickelt, 16 Bit, 32 Bit und… 64 Bit zu bewegen.

Was hat das mit Tippen zu tun?

Wir sind jetzt an dem Punkt angelangt, an dem alles Sinn macht. 🙂 Die Eingabe ist eine Eigenschaft, mit der Programmiersprachen diese Speicherbereiche benennen. Alle Variablen haben ihr Gegenstück in einem dieser Datentypen, unabhängig davon, wie sie genannt werden. Diese sind bekannt als primitive DatentypenJede stark typisierte Sprache hat ihre Vorstellung von diesen Werten und der Menge, die sie darstellen. Zum Beispiel haben wir in C die Bibliothek limits.h Dies zeigt uns die maximale und minimale Anzahl primitiver Werte.

Mal sehen, was passiert, wenn wir versuchen, einen der Werte zu brechen:

Rechts haben wir die Werte der Datei limits.h und links haben wir einen dieser Werte genommen (unsigned short int) und wir haben eine höhere Nummer als die entsprechende vergeben. Infolgedessen warnt uns der Compiler, dass wir Speicher wegen der binären Form von missbrauchen 66666 kann nicht in die binäre Form von passen 65535. Dies führt uns zu einer Lektion in Leistung wenn wir programmieren, wenn Ihr Wert im Laufe der Zeit nicht viel wachsen wird oder wenn Sie keine Werte benötigen, die so groß sind wie die von a doppelt o Quad-WortDie Verwendung des richtigen Typs reduziert die von der CPU angeforderte Speichermenge, was eine höhere Geschwindigkeit beim Abrufen von Daten impliziert, wenn diese gut berechnet sind.

Auf der Dolmetscherseite ist dies aufgrund der implizite Konvertierungen. C.Wenn wir eine Variable in Sprachen wie Javascript oder Python definieren, ist der Interpreter dafür verantwortlich, den Typ zu verstehen und genügend Speicherplatz für die Ausführung der Operationen zuzuweisen. Sehen wir uns ein einfaches Beispiel an 🙂

Wie Sie sehen können, müssen wir dem Python-Interpreter den Typ unserer Variablen nicht erklären, da er für die Zuweisung und Speicherung eines Typs zuständig ist 🙂

Kennen Sie Ihre Variablen

Dies hängt von der Sprache und Art der Implementierung ab, die Sie verwenden möchten. Der erste Schritt zum Programmieren besteht jedoch darin, die Variablen zu lernen, die Sie verwenden können. 🙂 Sobald Sie die Variablen verstanden haben, können Sie sie effizient und logisch zum Speichern von Informationen verwenden (bereitgestellt) von einem Benutzer oder vom System). Dies ist der erste Schritt auf der Programmierleiter. Nach dem Lesen dieses Artikels haben Sie hoffentlich ein besseres Verständnis dafür, wie Ihr Computer funktioniert und wie er Informationen speichert. Es wird bis zum nächsten Artikel bei mir sein. Denken Sie daran, Ihre Kommentare zu hinterlassen, um zu sehen, ob Sie einen bestimmten Punkt verstärken oder kommentieren müssen. Prost