Elgondolkodott már azon, hogy mik is valójában – bitek, bájtok és binárisak? Hangzásunkban hasonló, egészen más, mint amit jelentenek, ez a cikk megismerteti Önt a számítógépekkel a lényegükben: levesszük a fizikai szintre és még sok másra …
Bit és Bits!
A számítógépek az embertől eltérően dolgozzák fel az adatokat. De elgondolkodott már azon, vajon hogyan tárolják valójában ezeket a hatalmas mennyiségű adatot? Az üdvözlés a számítógépeknél a legfontosabb: bitek. A legtöbb számítógépes rendszerben mindig tárolnak információkat, legyen szó asztali PC-ről, mobilról vagy az intelligens hűtőszekrény intelligens képernyőjéről, „bitek” segítségével.
A legrészletesebb információ, amelyet a számítógép képes „megért” és a folyamat a bit. De mi is egy kicsit? Hogyan számszerűsíthetünk egy kicsit? Valójában nagyon egyszerű. Kép, hogy van egy kis darab fém (mágnesezhető formában) és egy mágnes. Ha mágnesezi a fémdarabot, ezt az állapotot hívjuk mágnesezett vagy 1. Ha nem mágnesezzük a fémdarabot, vagy ha egy mágnesezett fémdarabot nem állítunk demagnetizált állapotba, akkor ezt a demagnetizált állapotot hívjuk 0.
Lényegében ez egy kicsit: mágnesezett vagy mágnesezett fémdarab. Így úgy tűnik, hogy nem sok információt tárolhatunk egyetlen bitben: csak a 0 és a 1 – két lehetséges állapot. Vegyünk inkább nyolc bitet, és nézzük meg, mit tehetünk ezzel.
Bájt és bájt!
Amikor nyolc bitet egyesítünk, bájtot alkotunk. A bájt emberi fogalom, nem egy, amelyet a számítógép magjaiban megért. A korai számítógép-fejlesztők úgy döntöttek, hogy 8 bájtból bájtokat hoznak létre. Nézzük meg, hány kombinációt tudunk létrehozni nyolc bit használatával, állítva 0 vagy 1:
0000 0000 = 0 0000 0001 = 1 0000 0010 = 2 0000 0011 = 3 ... 0000 1000 = 8 0000 1001 = 9 ... 0100 0000 = 64 ... 1000 0000 = 128 1000 0001 = 129 1000 0010 = 130 ... 1111 1111 = 255
Bal oldalon a bináris szám, a jobb oldalon a tizedesjegy található.
Pontosan vannak 256 lehetséges kombinációk (0 to 255). Annak ellenére, hogy csak nyolc apró fémdarabunk van, és egy mágnesünk van, most 255 különböző állapotot tárolhatunk úgy, hogy a nyolc darab fém bármelyikét egyszerűen mágnesezzük vagy mágnesezzük. Nagy? Talán, de ha belegondolunk, hogy egy egyszerű, néhány beolvasott oldallal rendelkező PDF fájl könnyen 10 megabájtos (= 10 000 000 bájt vagy 80 000 000 bit) lehet, elgondolkodhat azon, hogy miként tudna bármilyen számítógép kezelni 80 millió kis fémdarabot ?
Még ennél is megdöbbentőbb, hogy sok embernek legalább 50 Mbps (megabit / másodperc) internetkapcsolata van. Az 50 Mbps sebesség 6.250.000 bájt másodpercenként, ami viszont elképesztő 50.000.000 bit másodpercenként. Ebben az esetben az adatokat nem mágnesezett fémdarabokon tárolják.
A következő kérdés, ami eszembe juthat, hogy – hova vannak írva ezek a bitek? Bármilyen formájú tárolás számítási rendszerben. Például a számítógép fő memória chipjeihez, de ugyanolyan jól egy fizikai lemezhez, például egy régebbi HDD (merevlemez-meghajtó) típushoz, amelynek szó szerint forgó mágnesezhető lemezei voltak, és egy kis fej előre-hátra mozog miközben a lemezek 5400, 7000 vagy 10000 fordulat / perc sebességgel pörögtek, és be- vagy kikapcsolják a biteket (1 vagy 0).
A számítógépnek más helyei is vannak, ahol információkat tárolhat, például az 1. és a 2. szint (és adott esetben a 3. szint stb.) Gyorsítótárai a CPU-ban (Központi feldolgozó egység). Tehát melyek azok a legnagyobb sebességek, amelyeket a számítógépek valójában mágnesezhetnek és demagnetizálhatnak a bitekkel?
Üdvözöljük a világ leggyorsabb lemezein: a gyors, modern NVMe-k (a szilárdtest-meghajtó típusa, amely viszont a merevlemez-meghajtó utódja) 7 000 MB / s, azaz 56 000 000 000 fizikai mágneses írási sebességet érhetnek el. bit másodpercenként ír. Hihetetlen, de valóságos.
Jó néha visszatekinteni egy kicsit a történelembe és a dolgok működésébe, hogy értékeljük az elérteket, és felismerjük, milyen hihetetlen sebességgel haladunk. Valójában ez történik a számítógép belsejében, minden másodpercben, és egyre gyorsabban, még akkor is, ha intenzív terhelést dolgoz fel. Menő?
Bináris!
Most, hogy megnéztük a biteket és a bájtokat, tehetünk egy kis lépést, és áttérhetünk a Binary-re. A bináris mint kifejezés használható bináris szám jelzésére (hasonlóan a fenti egybájtos példánkhoz, ahonnan 0000 0000 (0 tizedesjegy) – 1111 1111 (255 tizedesjegy), vagy folyamatként néhány adat vagy állapot.
Beszélhetünk például a bináris adatfolyam amikor nullákról és a számítógép vezetékén haladókról beszélünk. Ilyen esetben (bináris adatáramlás) a bitek állapota nem mágnesezhető vagy demagnetizálódik, mint amikor egy lemezen vagy gyorsítótárban van tárolva, hanem egy feszültség (például +5 Volt), amely jelzi a 1, és nulla Volt a állapot jelzésére 0.
A bináris szót használhatjuk binárisként (például egy lemezen) tárolt adatokra, vagy állapotként, például egy számítógépen egy futtatható fájlt gyakran binárisnak jelölnek. Vajon a bináris rendszerek mindezen különféle felhasználásainak egy kis időbe telik-e megszokni a zsargont.
Csomagolás
Ebben a cikkben azt kutattuk, hogy milyen finom dinamika zajlik a számítógép középpontjában: a lemezre mágnesezett vagy mágnesezetté vált egyszerű bitek, vagy a vezetéken áramló be- vagy kikapcsolt feszültség a számítástechnika és az adattárolás legalapvetőbb egysége. Ezután egy lépéssel feljebb léptünk a bájtokra, és arra, hogy egy bájt hogyan tartalmazhat 0 és 255 közötti értéket 8 egyedi bit be- vagy kikapcsolásával. Végül feltártuk a bináris szót és a bináris szó sokféle felhasználási módját.
Legközelebb a kávézóban meséljen néhány kevésbé jártas barátjának egy történetet a bitekről, a bájtokról és a binárisról.
Élvezd!
