2017-2018-1 20155227 《信息安全系统设计基础》第三周学习总结

2017-2018-1 20155227 《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

第二章 信息的表示和处理

• 三种数字表示：无符号数、有符号数（2进制补码）、浮点数

• 溢出：计算机的表示法是用有限数量的位来对一个数字编码，当结果太大以至不能表示时，会溢出

• 整数运算：编码的数值范围较小，精确；浮点运算：数值范围较大，近似，不可结合

2.1 信息存储

• 1个字节为8位，大多数计算机将1个字节作为最小的可寻址的存储器单位。（单片机除外）
• 字节顺序：字节顺序是网络编程的基础，是指占内存多于一个字节类型的数据在内存中的存放顺序，通常有小端、大端两种字节顺序。
  • 小端法：低字节数据存放在内存低地址处，高字节数据存放在内存高地址处。
  • 大端法：高字节数据存放在低地址处，低字节数据存放在高地址处。
• 机器级程序将存储器(一般指内存)视为一个非常大的字节数组，称为虚拟存储器。
• 存储器的每个字节由一个唯一的数字标识，称为地址，所有可能地址的集合称为虚拟存储空间。

布尔代数

逻辑运算

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。

逻辑与（&&）：遇0为0；
逻辑或（||）：遇1为1；
逻辑非 (！)：遇0为1，遇1为0；

位运算

按位与（&）：二进制每一位遇0为0；
按位或（|）：二进制每一位遇1为1；
按位异或（^）：0^0=0，0^1=1，1^0=1，1^1=0；
按位取反（~）：二进制每一位取反。

掩码运算

掩码运算：掩码是位运算的重要应用，这里掩码是一个特定位模式，表示从一个字中选择一个位的集合。对特定位可以置一，可以清零。

移位运算

逻辑右移：在左端补k个0，多用于无符号数移位运算

算术右移：在左端补k个最高有效位的值，多用于有符号数移位运算。

Java中用>>表示算术右移，用>>>表示逻辑右移。

移位运算优先级小于算术运算。

2.2 整数表示

• 算术运算溢出：完整的整数结果无法放到数据类型的字长限制中。

• 执行C程序时，不会将溢出作为错误而发出警告信号。

• 判断无符号运算是否溢出，例如s=x+y(s、x、y均为无符号数)，唯一可靠的判断标准就是s < x或s < y。

有符号数和无符号数

• 转换原则：底层的位保持不变

（1）有符号数→无符号数

非负数——保持不变

负数——转换成大正数

（2）无符号数→有符号数

以2^*(w-1)为界限：

小于它——保持不变

大于它——转换为负数值

[0,2^{(w-1))范围内的数字，无符号和补码表示相同；范围之外的，需要加上或者减去2}w

• 运算时若同时存在有符号数和无符号数，会隐式的将有符号数强制类型转换为无符号数，并且假设这两个数都是非负的。

2.4 浮点数

浮点表示对形如 V=x*2^y 的有理数进行编码；适用于:非常大的数字（|V|>>0）、非常接近于0的数字（|V|< < 1）、实数运算的近似值；

浮点数的位表示划分为三个字段，分别对这些值进行编码：

一个单独的符号位 s 直接编码符号 s。
k位的阶码字段 exp = e(k-1)……e1e0编码阶码 E。
n位小数字段 frac = f(n-1)……f1f0编码尾数 M，但是编码出来的值也依赖于阶码字段的值是否等于0。

IEEE浮点格式定义了四种舍入方法：

向偶舍入(默认)：将数字向上或向下舍入，是的结果的最低有效数字为偶数。能用于二进制小数。
向零舍入：把整数向下舍入，负数向上舍入。
向下舍入：正数和负数都向下舍入。
向上舍入：正数和负数都向上舍入。

浮点加法

- 浮点加法是可交换的

- 浮点加法不具结合性

- 大多数值的浮点加法都有逆元，除了无穷和NaN。

- 浮点加法满足单调性

浮点乘法

- 浮点乘法是可交换的

- 浮点乘法不具有结核性

- 浮点乘法的单位元为1.0

- 浮点乘法在加法上不具备分配性

- 在一定条件下满足单调性

C语言中的浮点数

int、float、double的相互转换：

int → float 不会溢出但有可能舍入

int/float → double 结果保留精确数值

double → float： 可能溢出为±∞，由于精确度较小也有可能被舍入

float/double → int 向零舍入，可能溢出。

教材学习中的问题和解决过程

• 问题1：第二章的公式太多，理解记忆有难度。
• 问题1解决方案：希望老师上课时能以一两个公式为例来讲解一下，方便理解。

代码调试中的问题和解决过程

无

代码托管

（statistics.sh脚本的运行结果截图）

上周考试错题总结

• 错题1及原因，理解情况
• 错题2及原因，理解情况
• ...

结对及互评

点评模板：

• 博客中值得学习的或问题：
  • xxx
  • xxx
  • ...
• 代码中值得学习的或问题：
  • xxx
  • xxx
  • ...
• 其他

本周结对学习情况

-[20155318](http://www.cnblogs.com/lxy1997/)
- 结对照片
- 结对学习内容
    - XXXX
    - XXXX
    - ...

其他（感悟、思考等，可选）

本周学习的知识是信息相关的基础知识，涉及到的公式较多，需要记忆的知识点也很多，还需要慢慢理解消化。

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	133/133	1/1	8/8
第三周	159/292	1/3	10/18

尝试一下记录「计划学习时间」和「实际学习时间」，到期末看看能不能改进自己的计划能力。这个工作学习中很重要，也很有用。
耗时估计的公式
：Y=X+X/N ，Y=X-X/N，训练次数多了，X、Y就接近了。

参考：软件工程软件的估计为什么这么难，软件工程 估计方法

• 计划学习时间:15小时

• 实际学习时间:10小时

• 改进情况：

(有空多看看现代软件工程 课件
软件工程师能力自我评价表)

参考资料

• 《深入理解计算机系统V3》学习指导
• ...