Краткое руководство по работе компьютеров для отчаянных новичков

1656658331 kratkoe rukovodstvo po rabote kompyuterov dlya otchayannyh novichkov

Даниэль Ормшоу

pP965b-v56STH1A-HKXv0Sn8MB3gVtELvKwi
Фото предоставлено Pexels.

Единственное назначение вашего компьютера – отправлять и получать информацию в виде чисел – единицы и нуля.

Когда я впервые понял вес этой концепции, я был ошеломлен. Как мы можем создать такие сложные взаимодействия из серии единиц и нулей?

Я прочитал тексты по информатике и уничтожил Интернет. Мне было сложно понять, как это все связано. Это путеводитель, который я хотел бы найти несколько месяцев назад, когда я только начал это путешествие.

Люди общаются с помощью десятичной системы счисления

Когда люди хотят общаться с помощью чисел, они используют десятичную систему. Десятичная система состоит из десяти цифр (0-9), и люди интерпретируют ее на основе столбца, в котором появляются эти цифры. Рассмотрим десятичное число 148. Когда вы читаете этот пример, вы подсознательно выполняете следующие действия.

dDhLCsHJho2mEfhcyTU6p62DYz7B6uYXYURd
Изображение предоставлено Даниэль Ормшоу.
  1. Умножьте крайнее правое число на 10^0.
  2. Умножьте среднее число на 10^1.
  3. Умножьте крайнее левое число на 10^2.
  4. Добавьте результаты 1–3.

Используя эту систему, вы смогли экстраполировать правильное значение – сто сорок восемь.

В десятичной системе мы всегда умножаем цифры на 10 в степени чего-то. Каждый раз, когда мы добавляем новый столбец к левой стороне таблицы, эта мощность должна увеличиваться на единицу. Таким образом, мы говорим, что десятичная система счисления имеет основу 10. Достаточно просто?

Компьютеры общаются с помощью двоичной системы

Когда компьютеры хотят общаться, они используют схожую систему. Двоичная система состоит из двух цифр (0,1) и мы можем разбить ее так же, как и десятичную систему. В этот раз вместо того, чтобы работать с основанием 10, мы работаем с основанием 2.

Рассмотрим двоичное число 110. Когда компьютер интерпретирует этот двоичный код, он будет выполнять следующие действия.

On4kpucSuObeC674s2uIY41mDzZYuvPzlwMU
Изображение предоставлено Даниэль Ормшоу.
  1. Умножьте крайнее правое число на 2^0.
  2. Умножьте среднее число на 21.
  3. Умножьте крайнее левое число на 2^2.
  4. Добавьте результаты 1–3.

Опять же, каждый раз, когда мы добавляем новый столбец в левую часть таблицы, нам нужно увеличить мощность на единицу.

Интернет – это физическая система, предназначенная для перемещения информации

Мы научились использовать двоичный код для хранения информации, но как это работает на практике?

Интернет похож на курьера Amazon. Вместо того чтобы отправлять посылки туда и обратно, он доставляет кусочки. Неважно, отправляете ли вы фотографию или документ — каждая информация в Интернете представлена ​​в битах. Каждый бит имеет одно двоичное значение (ноль или единицу), а восемь битов объединяются, чтобы образовать байт.

rke7oIm8BmhDL4tzXCBTkZRlObF829oZFrut
Иллюстрация любезно предоставлена ​​Даниэль Ормшо в Twitter.

Когда вы загружаете файл на свой компьютер, вы, вероятно, увидите размер файла в килобайтах или мегабайтах. Килобайт равен одной тысяче байт, а мегабайт – одному миллиону байт.

Передача двоичной информации может происходить одним из трех способов:

  1. Электрическая передача.
  2. Оптоволоконная передача.
  3. Беспроводная передача.

Интернет-провайдеры (ISP) обеспечивают физическую инфраструктуру, поддерживающую эти системы.

Каждое устройство, подключенное к Интернету, имеет уникальный адрес

Когда вы заказываете посылку из Amazon, курьер будет использовать ваш адрес, чтобы доставить в нужное место. Интернет работает точно так же.

Когда мы что-то ищем в Google, мы посылаем запрос на уникальную строку чисел, известный как IP-адрес. Эти запросы будут включать множество битов и IP-адрес исходного устройства. Это как «обратный адрес», и теперь получатель может понять, откуда поступил запрос.

Однако, когда мы хотим посетить Google, мы не вводим строку цифр в браузере. Итак, как наши компьютеры знают, куда отправлять каждый запрос?

Интернет работает через ряд протоколов и контрольных точек

Система доменных имен (DNS) превращает понятные человеку веб-адреса в числовые IP-адреса. В случае, если DNS не знает адрес, он привлекает сеть подключенных серверов, чтобы найти ответ.

6d9E3Ds1Tgab45xyrutKvKCDDqjDFPHmVjNJ
Иллюстрация любезно предоставлена ​​Даниэль Ормшо в Twitter.

Когда два устройства общаются, они отправляют информацию пакетами. Нам часто приходится разбивать информацию на несколько пакетов. Каждый из них будет содержать байты информации и IP-адреса отправки и получения.

Пакеты перемещаются по сети устройств с помощью системы управления трафиком. Маршрутизаторы отслеживают пути, по которым могут пройти пакеты, и определяют «самый дешевый» маршрут. Самый дешевый маршрут часто определяют как путь с наименьшими пробками. При управлении пакетами маршрутизаторы могут также учитывать нетехнические факторы, например международную политику.

Пакеты могут проходить через сеть разными маршрутами и часто поступают в пункт назначения не по порядку. Как сеть справится с этим?

Протокол управления передачей (TCP) действует как проверка запасов. Если все пакеты присутствуют, TCP передает подтверждение получения на устройство-отправитель. Если нет, то TCP «отказывается подписывать» доставку и запрашивает все недостающие пакеты.

M4qSQ2gLbtyVUQAYMRtlChaPOYuvfzV9mD9A
Иллюстрация предоставлена ​​Даниэль Ормшоу.

Таким образом, сервер доменных имен (DNS) преобразует понятные человеку веб-адреса в IP. Информация разбивается, транспортируется и принимается в виде пакетов. Пакеты содержат двоичную информацию в виде битов, а электрические кабели, оптоволоконная сеть и беспроводные сети пересылают эти биты между IP-адресами.

Что дальше?

Если эта публикация помогла вам понять основы, выразите свою благодарность бурным аплодисментам или подпишитесь на меня в Twitter. Счастливого кодирования!

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.