20145330 第3周《信息安全系统设计基础》

20145330 第3周《信息安全系统设计基础》

教材学习内容总结

• 本章主要介绍了计算机如何编码以及不同的编码方式，数据类型之间的转换以及溢出等特殊现象。这一章主要是数据处理方面的要点，是以后学习的基础，搞不懂这些以后的编程中很容易出错，所以需要多加练习加强理解。

信息的表示和处理

• 三中重要的数字表示

  • 无符号[表示大于或等于零的数字]
  • 补码[二进制补码][表示有符号整数]
  • 浮点数[表示实数的科学计数法的以二为基数的版本]

• 进制转换

  • 进制转换，注意拿二进制作中间结果就好转了

• 数据大小

  • gcc -m32 可以在64位机上（比如实验楼的环境）生成32位的代码

• 寻址和字节顺序

  • 最低有效字节在最前面的方式，小端法
  • 最高有效字节在最前面的方式，大端法

• P28代码执行一下，自己添加了一个主函数，编译及运行结果如下

  • 具体在后面重点练习中
    

• 所有逻辑运算都可以用与、或、非表达（最大式、最小式），而与或非可以用“与非”或“或非”表达，所以，只要一个与非门，就可以完成所有的逻辑运算。

• 掩码是位运算的重要应用，对特定位可以置一，可以清零。

  • 掩码是一个位模式，表示从一个字中选出的位的集合。
  • 用位向量给集合编码，通过指定掩码来有选择的屏蔽或者不屏蔽一些信号，比如某一位位置上为1时，表明信号i是有效的；0表示该信号被屏蔽。

• 整型数据类型

  • 要用C99中的“long long”类型，编译是要用 gcc -std=c99。long long至少需要8个字节表示。

• 补码的利用寄存器的长度是固定的特性简化数学运算。想想钟表，12-1 等价于 12 + 11，利用补码可以把数学运算统一成加法，只要一个加法器就可以实现所有的数学运算。

• 注意C语言中有符号数和无符号数的转换规则，位向量不变。

• 怎么样让负数等于正数？

  • 在负数后加上U

• 0扩展和符号扩展

  • 零扩展：简单地在表示的开头添加0；
  • 符号扩展：在表示中添加最高有效位的值的副本。

• 浮点数有科学计数法的基础就不难理解，IEEE标准754

• 浮点数运算的不精确性与舍入

• IEEE浮点标准，float/double类型

  • IEE浮点标准： 用V=(-1)^s X 2^E X M 来表示一个数
  • 符号：s决定这个数是正还是负。0的符号位特殊情况处理。
  • 阶码：E对浮点数加权，权重是2的E次幂（可能 为负数）
  • 尾数：M是一个二进制小数，范围为1_2-ε或者01-ε（ε=1/2的n次幂）
  • 编码规则：单独符号位s编码符号s，占1位 k位的阶码字段exp编码阶码E n位小数字段frac编码尾数M（同时需要依赖阶码字段的值是否为0）
  • 单精度（float），k=8位，n=23位，一共32位；双精度（double），k=11位，n=52位，一共64位。

代码调试中的问题和解决过程

重点练习

• p28，show_bytes,写个main函数测试一下
  

• 问题：
  

无法正常运行

• 解决方法：
  有一些参数变量没有之前交代清楚，将代码完善。
  运行成功：
  

• p35 练习2.11， 可以用GDB单步跟踪一下，理解更深刻

• 代码如下：

• 遇到的问题：在敲写代码时敲错

• 解决方法：根据提示13，26找到相应错误并改正即可

• 运行成功
  

• p44 代码放到一个main函数中
  

• p49 代码放到一个main函数中
• 进行代码编写
  

• 存储不当遇到些问题，找不到目录
  

• 解决，运行结果：
  

本周代码托管截图

• 托管连接：http://git.oschina.net/20145330swx/Linux

思考与感悟

这一周的学习主要是操作系统中的信息表示和处理，乍一看上去十分复杂枯燥，但是这些知识却是我们学习编程的基础中的基础，一定要清楚概念和运算转换方式。我觉得主要在于实践，考察了编写代码的能力，有些代码不是靠单纯地组合就能运行成功的，需要自己编写主函数，把书中的子程序放进去，我在编程这方面能力并不是很强，需要以后多加巩固练习。

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）	重要成长
目标	5000行	30篇	400小时
第一周	0/ 0	1/1	20/20
第二周	200/200	2/4	18/38
第三周	350 /400	3/7	22/60