补计算机基础

一、计算机中的“位”

数据存储的最小单位。在计算机中的二进制数系统中，位，简记为b,也称为比特，每个0或1就是一个位(bit)。计算机中的CPU位数指的是CPU一次能处理的最大位数
二进制数系统中，位简记为b,也称为比特，每个二进制数字0或1就是一个位(bit)。
例如32位计算机的CPU一个机器周期内可以处理32位二进制数据的计算
1位=0.125 字节
1字节等于8位即 1Byte=8bit
128 位（16 个字节 * 8bit）

我们以Rust语言为例子：

let guess: i8 = 255  (0~2^8-1)
//这里的i8表示二进制8位的最大值是11111111
//11111111（二进制） === 255（十进制）
//表示的是这个内存的允许存储的数值大小为0～255之间
//当你存入256给guess这个内存块的时候，程序就有问题了，溢出了。
//当然你比如存的是25数字或者38数字。它们的大小都是2个字节，就是16bit。
//因为英文和数字占一个字节
//
//i32 又叫4字节整数， 因为一个字节等于8比特， 32比特/8=4，占4个字节
//i16 又叫双字节整数
//i8  又叫单字节整数

二、浅谈编码Base64、Hex、UTF-8、Unicode、ASCII码

计算机只认得二进制，0和1，所以我们现在看到的字都是经过二进制数据编码后的。8比特(bit)一个字节，如01011100就是一个字节。英文和数字占一个字节，中文占一个utf-8字符，是两个字节。

补：
buffer底层内容是二进制，但是经常显示是以16进制数组的形式展现出来，不是十六进制的字符串！！
ASE-128-CBC，表示每个加密数据块大小固定为 128 位（16 个字节），而并不是要求你传入的密钥要十六进制字符串。
因此有人会将缓冲区与十六进制字符串混淆。crypto.pbkdfSync(...)返回一个缓冲区，有些人会画蛇添足加上一个crypto.pbkdfSync(...).toString('hex')，这样会改变数据的大小！

Hex编码(base16编码):

Hex编码是十六进制编码，使用16个可见字符来表示一个二进制数组。
Hex编码是一种特殊的字符(刚好2字符表示一个字节)。编码后数据大小将翻倍，具体大小为什么会变化请看base64的原理。

Base64:多种编码沟通的桥梁

base64，意思是使用64个可见字符来表示一个二进制数组，编码后数据大小变成原来的4/3，也即3个字符用4个可见字符来表示。
支持本国语言的编码系统，打开另一个编码系统编码的文本，会出现什么情况呢？这就是乱码了…
位各国互联网通讯间提供一种形式长度也短，效率也高的编码。
原理：
Base64要求把每三个8Bit的字节转换为四个6Bit的字节（38 = 46 = 24），然后把6Bit再添两位高位0，组成四个8Bit的字节，也就是说，转换后的字符串理论上将要比原来的长1/3。

关于这个编码的规则：
①把3个字节变成4个字节。
②每76个字符加一个换行符。
③最后的结束符也要处理。

转换前 11111111, 11111111, 11111111 （二进制）
Base64编码转换后 00111111, 00111111, 00111111, 00111111 （二进制）
然后参考base64表：

计算过程：
转换前 10101101,10111010,01110110
转换后 00101011, 00011011 ,00101001 ,00110110
十进制 43 27 41 54 （先转化为十进制！）
对应码表中的值 r b p 2

ASCII码：要让可读性更强

Hex编码、base64编码虽然好，但有个问题：从计算机上打开个文件，满眼的十六进制数，很头大啊… 十六进制还是不太好表示文本。能不能创建一种方法，能表示键盘打出来的全部英文字符、符号呢？键盘打不出来的字符，比如什么回车啦，占位啦，用特殊的符号表示。
ASCII氤氲而生。

Unicode和ASCII的区别

ASCII编码是1个字节，而Unicode编码通常是2个字节。
字母A用ASCII编码是十进制的65，二进制的01000001；而在Unicode中，只需要在前面补0，即为：00000000 01000001。
新的问题：如果统一成Unicode编码，乱码问题从此消失了。但是，如果你写的文本基本上全部是英文的话，用Unicode编码比ASCII编码需要多一倍的存储空间，在存储和传输上就十分不划算。

UTF-8：解决除英语之外其他语言

Unicode 当然是一本很厚的字典，记录着世界上所有字符对应的一个数字。UTF-8 是目前互联网上使用最广泛的一种 Unicode 编码方式。这个编码又称为万国码，顾名思义，就是支持包括中文简体、中文繁体、日语、韩语等各种语言的编码

---

二、Buffer、ArrayBuffer、TypedArray之间的区别

概述：
ArrayBuffer对象、TypedArray对象、DataView对象是JavaScript操作二进制数据的一个接口。这些对象早就存在，属于独立的规格，ES6将它们纳入了ECMAScript规格，并且增加了新的方法。
这些对象原始的设计目的，与WebGL项目有关。所谓WebGL，就是指浏览器与显卡之间的通信接口，为了满足JavaScript与显卡之间大量的、实时的数据交换，它们之间的数据通信必须是二进制的，而不能是传统的文本格式。文本格式传递一个32位整数，两端的JavaScript脚本与显卡都要进行格式转化，将非常耗时。这时要是存在一种机制，可以像C语言那样，直接操作字节，将4个字节的32位整数，以二进制形式原封不动地送入显卡，脚本的性能就会大幅提升。
二进制数组就是在这种背景下诞生的。它很像C语言的数组，允许开发者以数组下标的形式，直接操作内存，大大增强了JavaScript处理二进制数据的能力，使得开发者有可能通过JavaScript与操作系统的原生接口进行二进制通信。

1、TypedArray(类型化数组)：用来生成内存的类数组视图(view)，通过9个构造函数，可以生成9种数据格式的视图，比如Uint8Array（无符号8位整数）数组视图, Int16Array（16位整数）数组视图, Float32Array（32位浮点数）数组视图等等。
2、ArrayBuffer：代表内存之中的一段二进制数据，可以通过“视图”进行操作。“视图”部署了数组接口，这意味着，可以用数组的方法操作内存。
3、DataView对象：用来生成内存的视图，可以自定义格式和字节序，比如第一个字节是Uint8（无符号8位整数）、第二个字节是Int16（16位整数）、第三个字节是Float32（32位浮点数）等等。
4、简单说，ArrayBuffer对象代表原始的二进制数据，TypedArray对象代表确定类型的二进制数据，DataView对象代表不确定类型的二进制数据

view视图概念

Buffer 是一个用于操作 ArrayBuffer 的工具(官方称做视图(view))
当我们创建了一个 Buffer 对象后，我们可以通过Buffer对象的 buffer 属性来直接访问其对应的 ArrayBuffer 对象。
Buffer.from(arrayBuffer[, byteOffset[, length]]) 方法中，你可以传入一个 ArrayBuffer及其视图的位置和长度来创建一个 Buffer 视图，然后去操作它了。
从Node的代码来看，一个 Buffer 对象继承自 Uint8Array，是Uint8Array的子类，大概你可以认为他们相同。

ArrayBuffer对象代表储存二进制数据的一段内存，它不能直接读写，只能通过视图TypedArray视图和DataView视图来代为读写，视图的作用是以指定格式解读二进制数据。

“内存池(memory pool)”是个啥？

结合上面注意：

var buffer = new ArrayBuffer(12); //创建了12个字节的底层二进制ArrayBuffer实例
var x1 = new Int32Array(buffer); 
//这里把实例放到了视图构造函数里后生成内存池x1，就可以操作这块内存了
x1[0] = 1;       //赋值
var x2 = new Uint8Array(buffer);
x2[0]  = 2;      //赋值

//结果发现x1内存池和x2内存池是同一个，都是buffer这个12字节大小的实例
//所以切片0的位置也相同，被覆盖赋值了
x1[0] // 2

上面代码对同一段内存，分别建立两种视图：32位带符号整数（Int32Array构造函数）和8位不带符号整数（Uint8Array构造函数）。由于两个视图对应的是同一段内存，一个视图修改底层内存，会影响到另一个视图

总结：Buffer 约等于 Uint8Array 因为 Buffer 就是通过继承 Uint8Array 实现的（ Uint8Array 是9种 TypedArray 视图中的一种）。而 ArrayBuffer 是这些内存块，直接存储二进制数据。打个比方，如果说 ArrayBuffer 像是一块标本，而这些视图像是一个显微镜操作台，你可以看(读)到这个 ArrayBuffer 但是你需要这些 TypedArray （或 DataView）视图来操作这些数据。