Змінні 101: Знання вашого комп’ютера

На жаль, я побачив, що не багато хто хоче навчитися програмувати цей 2018 🙁, але навіть якби я прочитав лише свій попередня стаття людина і через трохи часу зможе надіслати комісію до проекту вільного програмного забезпечення, я був би задоволений своєю роботою 🙂

Для тих, хто любить безпеку, я обіцяю вам, що далі буде допис про завдання безпеки, тому всі будуть раді, якщо хтось хоче навчитися чомусь іншому (наприклад, git, адміністрування сервера або я не знаю: p), або прокоментуйте якусь іншу тему, на яку неможливо легко відповісти у полі для коментарів, дайте мені знати, і ми побачимо, як ми можемо з цим працювати 😉

Що ж, тепер, якщо ми перейдемо до нашої справи, раніше ми говорили про введення тексту, і що це було пов’язано зі способом збереження наших змінних у програмі, тепер ми розглянемо трохи того, що відбувається всередині, і, сподіваємось, це може бути досить зрозумілим.

біти

Я думаю, що це тема, яку я завжди зачіпаю, коли пишу про програмування, це, безумовно, щось мене захоплює і що допомогло зрозуміти багато речей, зараз я спробую трохи пояснити, як вони, як їх читають і для чого вони 🙂

Подумайте про вимикач світла, коли ланцюг замикається, ми маємо 0 на екрані, коли ми змінюємо положення перемикача, оскільки a 1🙂 просто чи не так?

Зараз a 0 і 1 Вони можуть означати багато речей, все залежить від творчості, з якою ви це сприймаєте, припустимо, я хочу знати, хтось їде на Північ чи Південь, 1 може означати північ і 0, sur 🙂 скажімо, я хочу знати, хтось чоловік чи жінка, 1 це може бути чоловік і 0, жінка 🙂. Тепер я хочу знати, молода людина чи стара (> 22), 0 може означати молодий і 1, вище. Давайте продовжувати уявляти ... Чи є у вас домашні тварини? 1 Я б сказав так, поки 0 Я б сказав, що ні Тепер я хочу, щоб ви прочитали зі мною наступний рядок:

1001

Це короткий спосіб сказати ...

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

що сильно відрізняється від:

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

байтів

Тепер підемо на крок далі, навчимося читати байти. Байт - це послідовність 8 бітів, які зчитуються справа наліво та кожен 1 представляє силу 2 піднято до n де n - положення біта. Оскільки це звучить як китайська, давайте наведемо невеликий приклад 🙂

01001011 У нас є цей байт, тепер ми будемо рухатися справа наліво (<-) Я збираюся помістити їх зверху вниз, щоб мати можливість записати їх значення:

1: біт у положенні 0 вказує на те, що у нас є наступні 2 підняті до нуля або 2^0. Це добре відомо, що еквівалентно 1.

1: другий біт, тепер позиція 1: 2^1 що те саме, що сказати 2

0: третій біт ... це повинно бути 2^2, але оскільки це не ввімкнено, залишмо це 0

1: четвертий біт, 2^3 u 8 🙂

0: такий же як і 0

0: інший 0

1: зараз ми в 2^6 o 64

і нарешті 0 , ми вже знаємо, що це означає 🙂 тепер ми збираємося додати наші результати та порівняти їх із наступною таблицею 🙂 У нас є 75 тож давайте шукати це в колонці Десятковий і ми побачимо, що з’явиться в колісниця

У нас є одна K!! Вітаємо, ви вже знаєте, як читати в двійковому вигляді 🙂 Але найпроникливіший, можливо, помітив, що ми також отримали десяткове число і що воно має межу (коли всі значення 1) Ця межа знаходиться в кількості 255.

слово

Зараз мені скажуть не один, але що, якщо мені знадобиться число більше, ніж 255? або де я можу знайти інших символів, таких як японські? Ну відповідь проста, давайте разом 2 bytes. Тепер, коли у нас є дві, можлива кількість комбінацій у нас є 2^16 o 65536 можливі результати, такі як 0 є одним із таких, максимально можливим є 65535. Цей номер комусь дзвонить? Пам'ятаєте максимальну кількість портів в системі Linux? Я залишаю їм домашнє завдання 😉

Подвійне слово & чотирикутник

Для більш математичних існують також специфічні формати, подвійне слово містять, як багато хто вже міг собі уявити 2 word o 4 bytes (o 32 bits) інформації, те саме, що сказати:

11111111111111111111111111111111 або де- 0 a 4 294 967 295

У цей момент багато хто задаватиметься питанням, що відбувається з від’ємними числами, тобто їх потрібно десь споглядати, правда? Для того, щоб мати можливість зберігати від’ємне число, розробники процесорів вирішили зайняти перший біт зліва як знакове значення. Це означає, що якщо перший біт є 0 ми говоримо про додатне число, але якщо воно є 1 маємо негатив. А тепер подивіться, чому біти такі особливі, вони можуть бути будь-якими you

Але це, очевидно, залишає нам одну позицію менше, щоб робити множення! Отже наш0 a 4 294 967 295 стає:

-2,147,483,648 a +2,147,483,647

Зараз у багатьох з нас це вже є 64 bits, і це значення a чотирикутне слово, ми можемо мати значення від 0 a 18 446 744 073 709 551 615. Це велике число 🙂

Чому 8 біт?

Це те, що може задаватися питанням не одному, і відповідь полягає в апаратному забезпеченні. З самого початку процесори потребували даних, щоб мати можливість виконувати операції. Дані зберігаються в пам’яті комп’ютера, і кожного разу, коли процесор цього вимагає, він використовує шини даних для їх отримання. У давнину ці шини могли передавати максимум 8 біт за цикл, це означає, що максимальним і найефективнішим способом переміщення даних було групування 8 бітів і їх відправка в процесор.

З плином часу, до сьогоднішнього дня, процесори розробили здатність переміщувати 16 біт, 32 біти і ... 64 біти.

Яке відношення це має до набору тексту?

Зараз ми перейшли до тієї частини, де все це має сенс. Ping Введення тексту - це властивість, яку мови програмування використовують для іменування цих просторів пам'яті. Усі змінні мають аналог в одному з цих типів даних, незалежно від того, як вони називаються. Вони відомі як примітивні типи данихКожна сильно набрана мова має свою концепцію цих цінностей та їх кількість. Наприклад, в C ми маємо бібліотеку limits.h що показує нам максимальну та мінімальну кількість примітивних значень.

Давайте подивимося, що станеться, якщо ми спробуємо зламати одне зі значень:

Праворуч ми маємо значення файлу limits.h і зліва ми взяли одне з цих значень (unsigned short int), і ми призначили номер, що перевищує відповідний. В результаті компілятор попереджає нас про те, що ми зловживаємо пам'яттю через двійкову форму 66666 не може поміститися в двійковій формі 65535. Це веде нас до уроку в продуктивність коли ми програмуємо, якщо ваше значення не буде сильно зростати з часом, або якщо вам не потрібні такі величини, як значення подвійний o чотирикутне словоВикористання правильного типу зменшує обсяг пам'яті, запитуваний процесором, що передбачає більш високу швидкість отримання даних, якщо вони добре розраховані.

З боку перекладача це простіше завдяки неявні перетворення. C.тоді ми визначаємо змінну в таких мовах, як javascript або Python, інтерпретатор відповідає за розуміння, якого типу це, та виділення достатньої кількості пам'яті для виконання операцій. Побачимо простий приклад 🙂

Як бачите, нам не потрібно пояснювати інтерпретатору python тип нашої змінної, оскільки вона відповідає за присвоєння типу та збереження його в пам'яті 🙂

Знайте свої змінні

Це залежить від мови та типу реалізації, яку ви збираєтесь використовувати, але першим кроком для програмування є вивчення змінних, які ви можете використовувати. використовувати їх ефективно та логічно для зберігання інформації (наданої користувачем або системою). Це перший крок на сходах програмування, і, сподіваюся, прочитавши цю статтю, ви краще зрозумієте, як працює ваш комп’ютер і як він зберігає інформацію. Це буде зі мною до наступної статті. Не забудьте залишити свої коментарі, щоб побачити, чи потрібно вам підкріплювати чи коментувати якийсь конкретний момент. Ура