変数101：コンピューターを知る

悲しいことに、私はこの2018年をプログラムすることを学びたいと思っている人はあまりいないことを知っています🙁 前の記事 人と少し時間が経ってからフリーソフトウェアプロジェクトにコミットを送ることができれば、私は自分の仕事に満足するでしょう🙂

セキュリティを愛する人のために、以下がセキュリティのやることについての投稿になることを約束しますので、誰かが何か他のもの（git、サーバー管理、または私が知らない：pなど）を学びたい場合、またはコメントボックスで簡単に答えることができない他のトピックにコメントしてください、私に知らせてください、そして私たちはそれをどのように動かすことができるかを見ることができます😉

さて、さて、前にタイピングについて話しましたが、これはプログラムに変数を保存する方法と関係があるということですが、今度は内部で何が起こっているのかを少し確認し、うまくいけばそれを確認します十分に明確にすることができます。

ビット

これは私がプログラミングについて書くときにいつも触れているトピックだと思います。確かにそれは私を魅了し、多くのことを理解するのに役立ちました。それでは、それらがどのように、どのように読まれているかを少し説明しようと思います。彼らは何のためにあるのか🙂

電灯のスイッチを考えてみてください。回路が閉じているとき、私たちは 0 画面上で、スイッチの位置を変更すると、 1🙂簡単ですね。

今、 0 と 1 彼らは多くのことを意味することができます、それはあなたがそれを取る創造性に依存します、誰かが北に行くのか南に行くのか知りたいと思います、 1 北を意味することができます 0、sur🙂誰かが男性か女性か知りたいとしましょう、 1 それは男でありえますそして 0、女性🙂。 この人が若いか年配か（> 22）を知りたいのですが、 0 若いことを意味することができます 1、より高い。 想像し続けましょう…ペットはいますか？ 1 はいと言いますが 0 いいえと思います今、私はあなたに私と一緒に次の行を読んでもらいたい：

1001

これは言う短い方法です...

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

これは次のものとは大きく異なります。

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

バイト

それでは、さらに一歩進んで、バイトの読み取り方法を学びましょう。 バイトは8ビットのシーケンスであり、右から左に読み取られ、それぞれが読み取られます。 1 の力を表す 2 に上げられた n どこ n ビットの位置です。 中国語のように聞こえるので、少し例を挙げましょう🙂

01001011 このバイトがあります。右から左に移動します（<-）意味を記述できるように、上から下に配置します。

1：所定の位置にあるときのビット 0 次の2つをゼロにするか 2^0。 私たちが知っているこれは、 1.

1：XNUMX番目のビット、現在の位置 1: 2^1 これは言うのと同じです 2

0：XNUMX番目のビット...これは 2^2、でもオンになっていないのでオンのままにしておきましょう 0

1：XNUMX番目のビット、 2^3 u 8 🙂

0： と同じ 0

0：その他 0

1：今、私たちは 2^6 o 64

最後に 0 、それが何を意味するのかはすでにわかっています🙂次に、結果を追加して、次の表と比較します🙂 75 だから、列でそれを探しましょう 10進数 に何が表示されるかを確認します チャー

私たちはXNUMXつ持っています K!! おめでとうございます、あなたはすでにバイナリで読む方法を知っています🙂しかし、最も賢明な人は、XNUMX進数も取得していることに気づいたかもしれません、そしてそれは限界があります（すべての値が 1）その制限は数にあります 255.

Word

今では複数の人が教えてくれますが、より大きな数が必要な場合はどうなりますか 255？ または、日本語のような他のキャラクターはどこにありますか？ 答えは簡単です、まとめましょう 2 bytes。 XNUMXつあるので、可能な組み合わせの数は次のようになります。 2^16 o 65536 次のような考えられる結果 0 それらのXNUMXつであり、可能な最大値は 65535。 その番号は誰かに鐘を鳴らしますか？ Linuxシステムのポートの最大数を覚えていますか？ 私は彼らに宿題を残します😉

ダブルワード＆クワッドワード

より数学的なものについては、特定の形式もあります。 ダブルワード 多くの人がすでに想像しているように、 2 word o 4 bytes (o 32 bits）情報の、言うのと同じ：

11111111111111111111111111111111 へ 0 a 4 294 967 295

この時点で、多くの人が負の数はどうなるのか疑問に思うでしょう。つまり、どこかで考えなければなりませんよね？ 負の数を格納できるようにするために、プロセッサ開発者は左側の最初のビットを符号値として​​使用することを選択しました。 これは、最初のビットが 0 私たちは正の数について話しているが、もしそうなら 1 ネガティブです。 なぜビットが特別なのかを見てみましょう。好きなようにできます😀

しかし、これにより、乗算を実行する位置がXNUMXつ少なくなることは明らかです。 だから私たちの0 a 4 294 967 295 になります：

-2,147,483,648 a +2,147,483,647

今、私たちの多くはすでに持っています 64 bits、これはの値です クワッドワード、からの範囲の値を持つことができます 0 a 18 446 744 073 709 551 615。 それは大きな数字です🙂

なぜ8ビット？

これは複数の人が疑問に思うかもしれないことであり、答えはハードウェアにあります。 プロセッサは当初から、操作を実行できるようにするためにデータを必要としていました。 データはコンピュータのメモリに保存され、プロセッサがデータを必要とするたびに、データバスを使用してデータを取得します。 古代では、これらのバスは8サイクルあたり最大8ビットを通信できました。これは、データを移動する最大かつ最も効率的な方法がXNUMXビットをグループ化してプロセッサに送信することを意味します。

時間の経過とともに、今日まで、プロセッサは16ビット、32ビット、および…64ビットを移動する機能を開発してきました。

タイピングとは何の関係がありますか？

私たちは今、すべてが理にかなっている部分にいます🙂入力は、プログラミング言語がこれらのメモリ空間に名前を付けるために使用するプロパティです。 すべての変数は、それらが何と呼ばれているかに関係なく、これらのタイプのデータのXNUMXつに対応するものがあります。 これらはとして知られています プリミティブデータ型強く型付けされた各言語には、これらの値の概念と、それらが表す量があります。 たとえば、Cにはライブラリがあります limits.h これは、プリミティブ値の最大量と最小量を示しています。

値のXNUMXつを壊そうとするとどうなるか見てみましょう。

右側にはファイルの値があります limits.h 左側では、これらの値のXNUMXつを使用しています（unsigned short int）そして、対応する番号よりも大きい番号を割り当てました。 その結果、コンパイラは、のバイナリ形式が原因でメモリを誤用していることを警告します。 66666 のバイナリ形式に適合できません 65535。 これは私たちのレッスンにつながります パフォーマンス 私たちがプログラムするとき、あなたの価値が時間の経過とともにあまり成長しない場合、またはあなたがの値と同じくらい大きな値を必要としない場合 o クワッドワード正しいタイプを使用すると、CPUが要求するメモリの量が減ります。これは、データが適切に計算されている場合、データの取得速度が上がることを意味します。

通訳側では、これは次の理由で簡単です。 暗黙の変換。 CjavascriptやPythonなどの言語で変数を定義する場合、インタープリターはそれがどのタイプであるかを理解し、操作を実行するのに十分なメモリスペースを割り当てる責任があります。 簡単な例を見てみましょう🙂

ご覧のとおり、変数の型の割り当てとメモリへの保存を担当しているため、Pythonインタープリターに変数の型を説明する必要はありません🙂

あなたの変数を知っている

これは、使用する実装の言語とタイプによって異なりますが、プログラミングできるようにするための最初のステップは、使用できる変数を学習することです🙂変数を理解すると、次のことができるようになりますそれらを効率的かつ論理的に使用して情報を保存する（ユーザーまたはシステムによって提供される）。 これはプログラミングラダーの最初のステップであり、この記事を読んだ後、コンピューターがどのように機能し、どのように情報が格納されるかをよりよく理解できるようになることを願っています。 次の記事まで私と一緒にいます。コメントを残して、特定の点について補強したりコメントしたりする必要があるかどうかを確認してください。 よろしく