20145327 《信息安全系统设计基础》第三周学习总结

教材学习内容总结

1.三种数字表示
无符号
基于传统二进制表示法，表示大于或者等于零的数字。

补码
表示有符号整数的最常见方式

浮点数
表示实数的科学计数法的以二为基数的版本。

2.信息存储
1.进制
二进制、八进制、十进制、十六进制（转换：以二进制作为中间变量）

十六进制：以0x或0X开头表示，字符A-F可大写可小写。

2.字
虚拟地址是以这样的一个字来编码的。

每台计算机都有一个字长，指明整数和指针数据的大小。

字长决定虚拟地址空间的最大大小，字长决定的最重要的系统参数就是虚拟地址空间的最大大小。对一个字长为w位的机器，虚拟地址的范围为０－２^{（w-1），程序最多访问2}w个字节。

3.数据大小
C语言支持整数和浮点数的多种数据格式

4.寻址和字节顺序
小端法——在存储器中按照从最低有效字节到最高有效字节的顺序存储对象。

大端法——从最高有效字节到最低有效字节的顺序存储。

（小端法：高对高，低对低。大端法：高对低，低对高。）

举例：变量x十六进制值为0x01234567，

5.表示字符串
ASCⅡ字符码

a-z的ASC||码为0x61-0x7A。

6.表示代码
二进制代码是不兼容的。

7.布尔代数
二进制值是计算机编码、存储、操作信息的核心（0、1）

逻辑运算——0或1

位运算————位向量

~=NOT

&=AND

|=OR

^=异或

*位向量：有固定长度为w，由0、1组成的串。每个对应元素之间的运算。掩码。通过指定一个位向量掩码，有选择的使能或不能屏蔽一些信号。（0表示被屏蔽）

8.C语言中的位级运算
我们在布尔运算中使用的那些符号就是C语言所使用的：

|就是OR（或）

&就是AND（与）

~就是NOT（取反）

^就是EXCLUSIVE-OR（异或）

确定一个位级表达式的结果最好的方法，就是将十六进制的参数扩展成二进制标识并执行二进制运算，然后再转换回十六进制。

9.C语言中的逻辑运算
|| OR

&& AND

！ NOT

所有非零的参数表示TRUE

参数0表示FALSE
它们返回1或者0，分别表示结果为TRUE或FALSE

10.C语言中的移位运算
(1)x<<k 表示x向左移动k位

(2)x>>k 表示逻辑右移或算术右移

3.整数表示

无符号数编码
数据类型long long是在ISO C99中引入的。（编译：gcc -std=c99）。

64位机器用8个字节表示；32位机器用4个字节表示。

*负数的范围比整数的范围大1。

2.补码编码
最常见的有符号数的计算机表示方式。

正数的补码=原码

负数的补码=原码各位取反再加1

最高有效位也叫符号位。

3.无符号数与有符号数转换
强制类型转换的结果保持位值不变，改变解释这些位的方式。

处理同样字长的有、无符号数之间相互转换的规则：数值可能会变，但是位模式不变。（底层的位表示保持不变）

无————>有：U2Tw函数

有————>无：T2Uw函数

*w表示数据类型的位数

4.扩展数字的位表示
零扩展：将一个无符号数转换为一个更大的数据类型，在开头添0。

符号扩展：将一个补码数字转换为一个更大的数据类型，添加最高有效位的值的副本。

5.截断数字
可能会改变数值——溢出的一种形式。

对于无符号数字x，截断到k位，相当于计算：x mod 2（k）。（k次幂）

4.整数运算

无符号加法是一种模运算形式。
2.溢出
一个算术运算的溢出——完整的整数结果不能放到数据类型的字长限制中。

x+y>=x,若s没有溢出，可以肯定s>=x;若s溢出，s=x+y-2^(w).

*s=x+(u w)y. x>=0,y<=2^(w)-1,均是非负整数。

整数运算实际上是一种模运算形式。表示数字的有限字长限制了可能的值得取值，结果可能溢出。

5.浮点数
1.二进制小数
定点表示法：“.”为界（不能有效的表示很大的数）

十进制：小数点左边的数字的权是10的非负幂，得到整数值；右边的数字的权是10的负幂，得到小数值。

二进制：小数点左边的数字的权是2的非负幂，右边的数字的权是2的负幂。

2.IEEE浮点表示
1.用V = (-1)s * M * 2E的形式来表示一个数：
符号：s决定这个数是负数（s = 1）还是正数（s = 0），而对于数值0的符号位解释作为特殊情况处理。

尾数：M是一个二进制小数，它的范围是1 ~ 2-ε，或者是0 ~ 1-ε。

阶码：E的作用是对浮点数据加权，这个权重是2的E次幂（可能是负数）。

2.两种常见的格式
C语言中的单精度浮点格式float 和双精度浮点格式double。

在float中，s、exp和frac字段分别为1位、k = 8 位和n = 23位，得到一个32位的表示；

在double中，s、exp和frac字段分别为1位、k = 11 位和n = 52位，得到一个64位的表示。

教材学习中的问题和解决过程

P36页的C语言中的逻辑运算怎么也算不对这个逻辑运算，还是不太理解

代码调试中的问题和解决过程

P28页代码参考30页代码加了主函数后运行失败

P35页代码

本周代码托管截图

链接

其他（感悟、思考等，可选）

本周着重课本知识，总觉得理论知识比代码更有趣更容易理解，因为自己对代码真是很恼火很恼火很差....不断加油吧

学习进度条

	代码行数（新增/累积）	博客量（新增/累积）	学习时间（新增/累积）
目标	5000行	30篇	400小时
第一周	100/100	2/2	10/10
第二周	100/200	1/3	20/30
第三周	80/280	1/4	15/45