Kiến thức cơ bản:Cách thức hoạt động của máy tính dành cho các lập trình viên đầy tham vọng

Bởi Danielle Ormshaw

Mục đích duy nhất của máy tính của bạn là gửi và nhận thông tin dưới dạng số — một và không.

Khi lần đầu tiên tôi hiểu được sức nặng của khái niệm đó, tôi đã choáng váng. Làm cách nào chúng ta có thể tạo ra những tương tác phức tạp như vậy từ một chuỗi số 1 và số 0?

Tôi nghiên cứu các văn bản về khoa học máy tính và lùng sục trên mạng. Tôi đang đấu tranh để hiểu làm thế nào tất cả kết nối với nhau. Đây là hướng dẫn mà tôi ước mình đã tìm thấy cách đây nhiều tháng, khi tôi mới bắt đầu cuộc hành trình này.

Con người giao tiếp bằng hệ thập phân

Khi con người muốn giao tiếp bằng số, họ sử dụng hệ thống thập phân. Hệ thập phân có mười chữ số (0–9) và con người diễn giải nó dựa trên cột mà các chữ số đó xuất hiện. Hãy xem xét số thập phân 148. Khi đọc ví dụ này, bạn vô thức làm theo các bước dưới đây:

_Hình ảnh được cung cấp bởi [Danielle Ormshaw](https://twitter.com/SchnucklePi" rel="noopener" target="blank" title=").

1. Nhân số ngoài cùng bên phải với 10^0.
2. Nhân số ở giữa với 10^1.
3. Nhân số ngoài cùng bên trái với 10^2.
4. Thêm kết quả đầu ra từ bước 1–3.

Bằng cách sử dụng hệ thống này, bạn có thể suy ra ý nghĩa chính xác — một trăm bốn mươi tám.

Trong hệ thập phân, chúng ta luôn nhân các chữ số với 10 lũy thừa của một số nào đó. Mỗi lần chúng ta thêm một cột mới vào phía bên trái của bảng, lũy thừa đó phải tăng thêm một. Bằng cách này, chúng ta nói rằng hệ thập phân có cơ số 10. Đủ đơn giản phải không?

Máy tính giao tiếp bằng hệ nhị phân

Khi máy tính muốn giao tiếp, chúng sử dụng một hệ thống tương tự. Hệ nhị phân có hai chữ số (0,1) và chúng ta có thể chia nhỏ nó theo cách tương tự như hệ thập phân. Lần này, thay vì làm việc với cơ số 10, chúng ta đang làm việc với cơ số 2.

Hãy xem xét số nhị phân 110. Khi máy tính diễn giải mã nhị phân này, nó sẽ thực hiện theo các bước dưới đây:

_Hình ảnh được cung cấp bởi [Danielle Ormshaw](https://twitter.com/SchnucklePi" rel="noopener" target="blank" title=").

1. Nhân số ngoài cùng bên phải với 2^0.
2. Nhân số ở giữa với 2^1.
3. Nhân số ngoài cùng bên trái với 2^2.
4. Thêm kết quả đầu ra từ bước 1–3.

Một lần nữa, mỗi khi chúng ta thêm một cột mới vào phía bên trái của bảng, chúng ta cần tăng lũy thừa lên một.

Internet là một hệ thống vật lý, được thiết kế để truyền tải thông tin

Chúng ta đã học cách sử dụng mã nhị phân để lưu trữ thông tin, nhưng nó hoạt động như thế nào trong thực tế?

Internet giống như một công cụ chuyển phát nhanh của Amazon. Thay vì vận chuyển các bưu kiện qua lại, nó sẽ vận chuyển các bit. Sẽ không thành vấn đề nếu bạn gửi ảnh hoặc tài liệu - mọi thông tin trên internet đều được thể hiện dưới dạng bit. Mỗi bit có một giá trị nhị phân duy nhất (không hoặc một) và 8 bit kết hợp với nhau để tạo thành một byte.

_Minh họa được cung cấp bởi [Twitter](https://twitter.com/SchnucklePi" rel="noopener" target="_blank" title="">Danielle Ormshaw trên _Hình minh họa được cung cấp bởi [Twitter](https://twitter.com/SchnucklePi" rel="noopener" target="_blank" title="">Danielle Ormshaw trên

_Hình minh họa được cung cấp bởi [Danielle Ormshaw](https://twitter.com/SchnucklePi" rel="noopener" target="blank" title=").