2017-2018-1 20155207 《信息安全系统设计基础》第3周学习总结

2017-2018-1 20155207 《信息安全系统设计基础》第3周学习总结

教材学习内容总结

第二章 信息的表示和处理

• 2.1 信息存储
  • 虚拟存储器：计算机级程序将存储器视为一个非常大的字节数组
  • 地址：存储器每个字节的唯一数字标识
  • 虚拟地址空间:所有可能地址集合
  • 程序对象：程序数据、指令和控制信息
  • 2.1.1 十六进制表示法
    • 以0X或0x开头的数字常量常被认定为十六进制的值
    • 十进制->十六进制：反复地用16除x，余数从最低位开始计
  • 2.1.2 字
    • 字长：指明整数和整数和指针数据的标称大小
    • 字长决定虚拟空间的虚拟地址空间的最大大小，字长为w的机器，虚拟地址范围为0~2^w-1
  • 2.1.3 数据大小
  • 2.1.4 寻址和字节顺序
    • 小端法：最低有效字节在最前面的的方式
    • 大端法：最高有效字节在最前面的方式
    • 双端法：可配置
    • 强制类型转换：允许一种数据类型引用一个对象，而这种数据类型与创建这个对象时定义的数据类型不同
  • 2.1.5 表示字符串
    • 文本数据比二进制数据具有更强的平台独立性
  • 2.1.6 表示代码
    • 二进制代码是不兼容的
  • 2.1.7 布尔代数简介
    • 布尔代数：将逻辑值TRUE和FALSE编码为二进制0和1，设计出的一种研究逻辑推理基本原则的代数
    • ~对应于NOT，&对应于AND，|对应于OR，^对应于异或
    • 有限集合可以用位向量来编码
  • 2.1.8 C语言中的位级运算
    • C语言支持按位布尔运算
    • 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表示并执行二进制运算，然后再转换成十六进制
    • 掩码：表示从一个字中选出的位的集合
  • 2.1.9 C语言中的逻辑运算
    • 逻辑运算符：||、&&、!分别对应命题中的OR、AND、NOT，与位级运算不同
    • 移位：<<向左移动右边补零，>>无符号数右数是逻辑右移，有符号数算数或者逻辑右移都可以
• 2.2 整数表示
  • 2.2.1 整型数据类型
    • int可以用2字节实现，long4字节，long long至少8字节
  • 2.2.2 无符号数的编码
    • 无符号的二进制数，每个介于0~2^w-1之间的数都有唯一一个w位的值编码
  • 2.2.3 补码编码
    • 将字的最高有效位解释为负权
    • 补码的范围不对称：|TMin|=|TMax|+1
    • UMax(w)=2TMax(w)+1
  • 2.2.4 有符号数和无符号数之间的转换
    • 处理同样字长有符号数和无符号数之间的互相转换：数据可能会变，但是位模式不变
  • 2.2.5 C语言中的有符号数与无符号数
    • 要创建一个无符号常量，必须加上后缀U或u
    • 显式强制转换，隐式一种类型的表达式被赋值给另外一种类型的变量
    • %d有符号十进制 %u无符号十进制 %x十六进制
    • 一个运算数是有符号数一个运算数是无符号数，C语言隐式的将有符号参数强制类型转换成无符号数，并设这两个数都是非负的
  • 2.2.6 扩展一个数字的位表示
    • 零扩展：无符号数
    • 符号扩展：有符号数
    • short转换成usigned时，先转换大小，转换成int，再变成无符号数
  • 2.2.7 截断数字
    • 将一个w位的数截断为一个k位数字时，我们会丢弃高w-k位，等于计算x mod2^k
  • 2.2.8 关于有符号数和无符号数的建议
    • Java不支持无符号数，正常右移>>执行算数右移，特殊运算符>>>执行逻辑右移
    • 想把数仅看作是位的集合，没有任何数字意义 ，无符号数是有意义的
• 2.3 整数
  • 2.3.1 无符号数加法
    • 无符号计算可以看作一种模形式的运算
    • 无符号加法等价于计算和模2^w
    • 溢出：完整的整数结果不能放到数据类型的字长限制中去
    • 当且仅当s<w，发生了溢出，溢出则s=x+y-2^w
    • 阿贝尔群：模数加法形成的一种数学结构
  • 2.3.2 补码加法
    • 负溢出，加2^w
    • 正溢出，减2^w
  • 2.3.3 补码的非
    • 除-2^（w-1）的补码为本身之外，其他补码都为-x
  • 2.3.4 无符号乘法
    • 等价于计算乘积模2^w
  • 2.3.5 补码乘法
    • 和无符号乘法运算的位级相同
  • 2.3.6 乘以常数
    • x<k相当于x*2^k mod2^w
    • x<<k相当于x*2^K
  • 2.3.7 除以2的幂
    • x>k对于非负数与逻辑右移一样
    • 对于无符号变量x>>k相当于x/2^k
  • 2.3.8 关于整数运算的最后思考
• 2.4 浮点数
  • 对形如V=x*2^y的有理数进行编码
  • IEEE标准754
  • 2.4.1 二进制小数
    • 只是近似的表示，并不精确
  • 2.4.2 IEEE浮点表示
    • IEEE浮点标准用V=(-1)^s*M*2E的形式表示一个数
    • 符号：s决定这个数是负数（s=1）还是正数(s=0),对数值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，范围是1_2-e或01-e
    • 阶码：E的作用是对浮点数加权，这个权重是2的E次幂（可能是负数）
    • 单精度浮点格式，s、exp、frac字段分别为1位、k=8、n=23，32位表示
    • 双精度浮点格式，s、exp、frac字段分别为1位、k=11、n=52，64位表示
    • 根据exp的值，被编码的值可以分成三种不同情况
    • 规格化的值：exp的位模式既不全为0，也不全为1（单精度255，双精度2047）
    • 非规格化的值：阶码域为全0
    • 特殊值：阶码全为1
  • 2.4.3 数字示例
  • 2.4.4 舍入
    • 向偶数舍入方式：将数字向上或者向下舍入，使得结果的最低有效数字是偶数
    • 向零舍入方式：把正数向下舍入，把负数向上舍入
    • 向下舍入方式：把正数负数都向下舍入
    • 向上舍入方式：把正数负数都向上舍入
  • 2.4.5 浮点运算
  • 2.4.6 C语言中的浮点数
    • int转换成float，数字不被溢出，但是可能被舍入
    • int/float转换成double，能保留精确数值
    • double转换成float，值可能被溢出，还可能被舍入
    • float/double转换成int，值将会向零舍入

教材学习中的问题和解决过程

• 问题1：我在33页看了这一段文字

尽管浮点型和整型数据都是对数值12345编码，但是他们有截然不同的字节模式：整型为0x00003039，而浮点数为0x4640E400.

• 问题1解决方案
  不是很懂为什么编码12345的浮点数是0x4640E400。 我查了百度，说浮点数使用IEEE754标准，然后我去百度查找IEEE754标准的格式，并使用蓝墨云班课中的IEEE计算器问题就解决了。

代码调试中的问题和解决过程

• 问题1：教材31页代码没有不能运行
• 问题1解决方案：编译之后才发现是由于没有主函数导致的，我自己编写了一个简单的主函数运行

代码托管

上周考试错题总结

打不开错题

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

- [20155223](http://www.cnblogs.com/battlefieldheros/p/7629031.html)
- 结对照片
- 结对学习内容
   教材第二章和实验楼实验三内容

其他（感悟、思考等，可选）

这周是十一放假回来的第一周，放假期间我没有针对课程之前学过的知识进行复习，导致这周在学习过程中有点吃力，因为之前的知识有些生疏了，我想既然我们的教学资源有很多都放在网上，无论是否放假都应该及时复习。

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	200/200	2/2	20/20
第二周	300/500	1/3	18/38
第三周	500/1000	1/4	22/60

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:10小时

• 实际学习时间:7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
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