Variabler 101: Kjenne datamaskinen

Dessverre har jeg sett at ikke mange ønsker å lære å programmere dette 2018 🙁 men selv om jeg bare hadde lest min forrige artikkel en person og etter litt tid er i stand til å sende en forpliktelse til et gratis programvareprosjekt, ville jeg være fornøyd med arbeidet mitt 🙂

For de som elsker sikkerhet, lover jeg deg at følgende vil være et innlegg om sikkerhetstester så alle er glade, hvis noen vil lære noe annet (som git, serveradministrasjon, eller jeg ikke vet: p), eller å kommentere noe annet emne som ikke kan besvares på en enkel måte i kommentarfeltet, gi meg beskjed og vi ser hvordan vi kan jobbe med det 😉

Vel, nå hvis vi går til tingene våre, tidligere snakket vi om å skrive, og at dette hadde å gjøre med måten vi lagrer variablene våre på i et program, nå skal vi gjennomgå litt av hva som skjer inni og forhåpentligvis kan det klart nok.

Bits

Jeg tror dette er et tema som jeg alltid berører når jeg skriver om programmering, det er absolutt noe som fascinerer meg og som har hjulpet meg til å forstå mange ting, nå vil jeg prøve å forklare litt hvordan de er, hvordan de blir lest, og hva de er for 🙂

Tenk på en lysbryter, når kretsen er lukket, har vi en 0 på skjermen når vi endrer bryterens posisjon, fordi a 1🙂 enkelt er det ikke?

Nå en 0 og en 1 De kan bety mange ting, alt avhenger av kreativiteten du tar det med, antar at jeg vil vite om noen skal til Nord eller Sør, 1 kan bety nord og 0la oss si at jeg vil vite om noen er en mann eller en kvinne, 1 det kan være en mann og 0, kvinne 🙂. Nå vil jeg vite om denne personen er ung eller gammel (> 22), 0 kan bety ung og 1, høyere. La oss fortsette å forestille oss ... Har du noen kjæledyr? 1 Jeg vil si ja, mens 0 Jeg vil si nei Nå vil jeg at du skal lese følgende linje med meg:

1001

Dette er den korte måten å si ...

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

som er veldig forskjellig fra:

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

Bytes

La oss nå gå et skritt videre, la oss lære å lese byte. En byte er sekvensen på 8 bits, som leses fra høyre til venstre og hver 1 representerer en kraft av 2 hevet til n der n er bitposisjon. Da det høres ut som kinesisk, la oss sette et lite eksempel 🙂

01001011 Vi har denne byten, nå skal vi gå fra høyre til venstre (<-) Jeg skal sette dem fra topp til bunn for å kunne skrive deres betydning:

1: biten når den er i posisjon 0 indikerer at vi har følgende 2 hevet til null eller 2^0. Denne brønnen vi vet tilsvarer 1.

1: den andre biten, nå posisjonen 1: 2^1 som er det samme som å si 2

0: tredje bit ... dette burde være 2^2, men siden den ikke er på, skal vi la den være på 0

1: fjerde bit, 2^3 u 8 ????

0: det samme som 0

0: annet 0

1: nå er vi inne 2^6 o 64

og til slutt 0 , vi vet allerede hva det betyr 🙂 nå skal vi legge til resultatene og sammenligne dem med følgende tabell 🙂 Vi har en 75 så la oss se etter det i kolonnen Desimal og vi får se hva som vises i chariot

Vi har en K!! Gratulerer, du vet allerede hvordan du leser i binær 🙂 Men den mest sagaistiske har kanskje lagt merke til at vi også har fått et desimaltall, og at det har en grense (når alle verdier er 1) Den grensen finnes i antall 255.

ord

Nå vil mer enn en fortelle meg, men hva om jeg trenger et tall som er større enn 255? eller hvor kan jeg finne andre tegn som japanerne? Svaret er enkelt, la oss sette sammen 2 bytes. Nå som vi har to, er det mulige antall kombinasjoner vi har 2^16 o 65536 mulige utfall, for eksempel 0 er en av disse, er det maksimalt mulig 65535. Ringer det tallet en bjelle til noen? Husker du maksimalt antall porter på et Linux-system? Jeg lar dem lekser 😉

Dobbelt ord & firord

For de mer matematiske er det også spesifikke formater, dobbelt ord inneholder, som mange kanskje allerede har forestilt seg 2 word o 4 bytes (o 32 bits) av informasjon, det samme som å si:

11111111111111111111111111111111 til 0 a 4 294 967 295

På dette punktet vil mange lure på hva som skjer med negative tall, det vil si at de må vurderes et sted, ikke sant? For å kunne lagre et negativt tall, valgte prosessorutviklerne å okkupere den første biten til venstre som en tegnverdi. Dette betyr at hvis den første biten er 0 vi snakker om et positivt tall, men hvis det er det 1 vi har et negativt. Se nå hvorfor bitene er så spesielle at de kan være hva du vil 😀

Men dette etterlater oss åpenbart en posisjon mindre til å gjøre multiplikasjonen! Så vår0 a 4 294 967 295 blir til:

-2,147,483,648 a +2,147,483,647

Nå har mange av oss allerede gjort det 64 bits, og dette er verdien av a firord, kan vi ha verdier fra 0 a 18 446 744 073 709 551 615. Det er et stort tall 🙂

Hvorfor 8 bit?

Dette er noe mer enn man lurer på, og svaret ligger i maskinvaren. Fra begynnelsen trengte prosessorer data for å kunne utføre operasjoner. Dataene lagres i minnet på datamaskinen, og hver gang prosessoren krever det, bruker de databussene for å få det. I eldgamle tider kunne disse bussene kommunisere maksimalt 8 bits per syklus, dette betyr at den maksimale og mest effektive måten å flytte data på var å gruppere 8 bits og sende dem til prosessoren.

Med tidens gang, frem til i dag, har prosessorer utviklet evnen til å flytte 16 bits, 32 bits og ... 64 bits.

Hva har det med skriving å gjøre?

Vi er nå på den delen der alt er fornuftig 🙂 Skriving er en egenskap som programmeringsspråk bruker for å gi navn til disse minneområdene. Alle variablene har sin motstykke i en av disse typer data, uansett hva de heter. Disse er kjent som primitive datatyperHvert sterkt skrevet språk har sin oppfatning av disse verdiene, og mengden de representerer. For eksempel i C har vi biblioteket limits.h som viser oss den maksimale og minste mengden primitive verdier.

La oss se hva som skjer hvis vi prøver å bryte en av verdiene:

Til høyre har vi verdiene til filen limits.h og til venstre har vi tatt en av disse verdiene (unsigned short int) og vi har tildelt et tall som er høyere enn det tilsvarende. Som et resultat advarer kompilatoren oss om at vi misbruker hukommelse fordi den binære formen av 66666 kan ikke passe i den binære formen av 65535. Dette fører oss til en leksjon i ytelse når vi programmerer, hvis verdien din ikke kommer til å vokse mye over tid, eller hvis du ikke trenger verdier så store som verdiene til en dobbelt o firordVed å bruke riktig type reduseres mengden minne som CPU krever, noe som innebærer en større hastighet for å skaffe data hvis det er godt beregnet.

På tolkesiden er dette lettere på grunn av implisitte konverteringer. CNår vi definerer en variabel på språk som javascript eller Python, er tolken ansvarlig for å forstå hvilken type det er, og tildele nok minneplass til å utføre operasjonene. La oss se et enkelt eksempel 🙂

Som du kan se, trenger vi ikke å forklare pythontolken typen variabelen vår, fordi den har ansvaret for å tilordne en type og lagre den i minnet 🙂

Kjenn variablene dine

Dette avhenger av språket og typen implementering du skal bruke, men det første trinnet for å kunne programmere er å lære variablene du kan bruke 🙂 Når du forstår variablene, vil du være i stand til å bruke dem effektivt og logisk for å lagre informasjon (levert av en bruker eller av systemet). Dette er det første trinnet på programmeringsstigen, og forhåpentligvis vil du etter å ha lest denne artikkelen få en bedre forståelse av hvordan datamaskinen din fungerer og hvordan den lagrer informasjon. Det vil være med meg til neste artikkel, husk å legge igjen kommentarene dine for å se om du må forsterke eller kommentere noe spesifikt punkt. Jubel