2018-2019-1 20165237 《信息安全系统设计基础》第二周学习总结

2018-2019-1 20165237 《信息安全系统设计基础》第二周学习总结

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知识要点

三种数字表示

• 无符号数：基于传统的二进制表示法，表示大于或等于零的数字
• 补码：表示有符号数，可为正可为负的数字
• 浮点数：表示实数的科学计数法的以二为基数的版本
• 整数运算和浮点数运算有不同的数学属性，因为它们处理数字表示有限性的方式不同，整数的表示虽然只能编码一个相对较小的数值范围，但这种表示精确；浮点数编码数值范围相对较大，但是近似的。

信息存储

• 字节：
  • 计算机最小的可寻址的存储器单位——字节
  • 一个字节的值域：00H-FFH
• 字：
  • 每个计算机都有一个字长，指明整数和指针数据的标称大小。因为虚拟地址是以这样的一个字来编码的，所以字长最重要的系统参数就是虚拟地址空间的最大大小。
  • 对于一个字长为w位的机器而言，虚拟地址的范围为0~2^w-1,程序最多访问2^w字节。
  • w=32或64：也就是我们通常所说的电脑是32位还是64位。也可以理解为CPU一次处理数据的位数。
• 寻址和字节顺序：
  • 小端法：最低有效字节在前面——“高对高，低对低”。
  • 大端法：最高有效字节在前面。
• 表示字符串和表示代码
  • 字符串：c语言中字符串被编码成为一个以null（值为0）字符结尾的字符数组。多使用ASCII字符码。在使用ASCII字符码的任何系统上都能得到相同的结果，与字节顺序和字大小规则无关，所以文本数据比二进制数据具有更强的平台独立性。
  • 代码：二进制代码在不同的操作系统上有不同的编码规则，所以二进制代码是不兼容的。例如：char *使用机器的全字长，在32位中占4个字节，而在64位的机器中则占8个字节。

布尔代数

• 运算符号：
  • 与：&&（位与：&）
  • 或：||（位或：|）
  • 非：!(位非：~)
  • 位异或：^

整数运算

• 无符号运算
  • 无符号运算本质上就是模运算，mod 2的w次幂。
  • 加法
  • 乘法
    • 就是模幂运算。
• 补码运算
  • 加法运算：两个数的w位补码之和与无符号之和有完全相同的位级表示。
  • 溢出：
    • 补码加法的溢出情况比无符号运算更为复杂，分为正溢出、正常、负溢出。正溢出就是超过正数的最大范围，负溢出就是超过负数的最大范围。
    • 模掉w位的补码最高有效位的权重2的w次幂。
  • 非运算：
    • 对于范围在[-2^(w-1),2^(w-1))中的x，补码的非运算有如下两种情况：
    • x=-2^{(w-1)时，为-2}(w-1)
    • x>-2^(w-1)时，为-x
  • 乘法运算：同无符号乘法。若为截断后的结果，则取结果的后w位作为计算结果。无符号运算和补码运算在“+”、“-”、“*”在位级上有相同的结果。

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例题测试

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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	20篇	400小时
第一周	61/61	1/1	10/10	了解vim,gcc,gdb基本操作
第二周	0/61	1/2	10/20	了解信息的表示和处理

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