Кожен комп'ютер насправді працює лише з дуже простою, але основоположною структурою: інформація зберігається у вигляді 1 і 0. Але що насправді відбувається за сценою, коли ти використовуєш ці 1 і 0? У цьому посібнику ти дізнаєшся про основи та концепцію змінних в оперативній пам’яті. Змінні є вирішальними для тимчасового зберігання та маніпулювання даними. Давай зануримось!
Найважливіші висновки
- Змінні є основними компонентами, які дозволяють тобі зберігати значення в оперативній пам’яті.
- В комп'ютерній системі ти маєш справу з байтами та бітами, при цьому один байт складається з 8 біт.
- Цінність бітів зростає експоненційно, що є дуже важливим у програмуванні та обробці даних.
Основи змінних
Щоб зрозуміти, як працюють змінні, спершу потрібно з’ясувати, що таке змінна. У програмуванні змінна є заповнювачем для значень, які можна змінювати під час виконання програми. Вони дозволяють тимчасово зберігати інформацію і пізніше до неї звертатися. Це зберігання відбувається в оперативній пам'яті, також відомій як ОЗП (оперативний запам'ятовуючий пристрій).
Значення оперативної пам'яті
Оперативна пам'ять є летючою пам'яттю, в якій дані та програми зберігаються під час їх виконання. Усе, що ти робиш у комп'ютері, відбувається в оперативній пам'яті. Отже, коли ти оголошуєш змінну і присвоюєш їй значення, ця інформація зберігається в оперативній пам'яті, поки програма не завершиться або змінна не буде перезаписана.
Розуміння біт і байтів
Центральним поняттям в обробці даних є байт. Один байт складається з 8 біт. Кожен біт може мати значення 0 або 1. Взаємодія цих бітів в бінарному вигляді служить для зберігання інформації. Кожен біт має певну позицію і, відповідно, певну цінність. Ці цінності такі:
- Біт 1: 1
- Біт 2: 2
- Біт 3: 4
- Біт 4: 8
- і так далі...
Ця структура нагадує десяткову систему, в якій кожна позиція є степенем числа 10. У бінарній системі, навпаки, цінність подвоюється. Якщо, наприклад, ти активуєш четвертий біт, ти підсумовуєш цінності, щоб отримати десяткове значення.
Бінарна система на практиці
Щоб далі прояснити концепцію, припустимо, ти додаєш різні біти. Якщо активний лише біт 1, це представляє значення 1. Якщо також активується біт 3, ти додаєш 4, отримуючи значення 5. Це просто проілюструвати за допомогою бінарного представлення.
Це означає, що за допомогою комбінації активних бітів ти можеш представити безліч різних десяткових значень. Наприклад: якщо активний біт 5 (32) і біт 3 (4) та біт 1 (1), ти підсумовуєш ці значення і отримуєш 37. Цей вид обчислення називається бінарним додаванням.
Від десяткового до бінарного значення
Важливе поняття в програмуванні полягає в перетворенні десяткових значень у бінарні. Кожен активований біт додається до загальної суми. Якщо, наприклад, ти активуєш біт 5 (32) і біт 3 (4), ти підсумовуєш цінності і отримуєш 36. Бінарне значення для 36 буде 100100.
Масштабування значень
Межі для представлення значень у комп'ютері досягаються, якщо ти враховуєш ємність своєї системи. Звичайний комп'ютер сьогодні зазвичай працює з 64-бітними архітектурами. Це означає, що ти маєш 2^64 можливих комбінацій, що дозволяє представляти надзвичайно великі десяткові значення. Принцип залишається незмінним і є дуже важливим для програмування.
Резюме – Змінні та оперативна пам'ять: Основи програмування програмного забезпечення
У цьому посібнику ти дізнався про основні аспекти змінних і їх роль в оперативній пам'яті. Тепер ти розумієш значення біт і байтів і як вони використовуються для представлення значень. Розуміння цих концепцій є вирішальним для твоєї подорожі в програмування програмного забезпечення.
Часто задавані питання
Скільки біт в одному байті?Один байт складається з 8 біт.
Що стає із змінними, коли програма закінчується?Інформація в змінних втрачається, коли програма завершується.
В чому різниця між бінарною та десятковою системою?У бінарній системі є лише дві цифри (0 та 1), тоді як десяткова система має десять цифр (0-9).
Скільки різних значень може представити 64 біти?64 біти можуть представити 2^64 різних комбінацій.
