2018-2019-1 20165226 《信息安全系统设计基础》第2周学习总结

2018-2019-1 20165226 《信息安全系统设计基础》第2周学习总结

目录

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• 教材学习内容总结
• 教材学习中的问题和解决过程
• 代码学习中的问题和解决过程
• 代码托管与统计
• 2.96
• 上周错题总结
• 学习进度条
• 参考资料

教材学习内容总结

**** ### 一、信息存储 1、字数据大小 > ①程序适用机器类型： >> `gcc -m32 prog.c`可在32位或者64位机器上正确运行 >> `gcc -m64 prog.c`只能在64位机器上运行 > > ②声明指针： >> 对于任何数据类型T，声明：`T*p`,表明p是一个指针变量，指向一个类型为T的对象。 >> 例如：`char *p`就将一个指针声明为指向一个char类型的对象。

2、字节顺序

①小大端：

小端法：最低有效字节在最前面的方式
大端法：最高有效字节在最前面的方式

②表示整数数据的字节序列时字节顺序（遇小端则将字节按相反方向显示）

4004d3: 01 05 43 0b 20 00 add %eax,0x200b43(%rip)

3、位级运算

确定位级表达式：将十六进制的参数扩展成二进制表示并执行二进制运算，然后再转换回十六进制。

4、移位运算

操作	值
参数x	[01100011][10010101]
x<<4	[00110000][01010000]
x>>4(逻辑右移)	[00000110][00001001]
x>>4(算数右移)	[00000110][11111001]

斜体数字表示的是最右端（左移）或最左端（右移）填充的值，但算术运算，拿右移来说，操作数最高位是1，则填充值为1

二、整数表示

1、无符号数的编码

原理

• 无符号数编码的定义
  

• 无符号数编码的唯一性

示例

2、补码的编码

原理

• 补码编码的定义

• 补码编码的唯一性

运行程序及结果

反码除了最高有效位的权是-（2^(w-1)-1）而不是-2^（w-1）

3、无符号数与有符号数转换

• 显式：

int tx,ty;
unsigned ux,uy;
tx=(int) ux;
uy-(unsigned) ty;

• 隐式

int tx,ty;
unsigned ux,uy;
tx= ux;
uy= ty;

• 举例（t2u为例）

#include <stdio.h>
int main()
{
    char t = 0xFF;
    unsigned char u = (unsigned char)t;
    //%d把对应的整数按有符号十进制输出，%u把对应的整数按无符号十进制输出
    printf("t=%d,t2u=%u
",t,u);
    return 0;//c标准规定建议main函数返回值为int
}

4、截断

• 截断无符号数：x'=xmod(2^k) 截断k位
• 截断补码数值：x'=U2(T_k)（xmod2^k)

三、整数运算

1、无符号数加法

用x和y为例，将整数和x+y截断为w位的结果作为一个无符号数输出

正常：x+y
溢出：x+y-MAX
无符号数求反（结果如下）
x, x=0
2^w-x, x>0

2、补码加法

x+y-MAX, 正溢出
x+y, 正常
x+y+MAX, 负溢出

3、补码的非

TMin
-x，x>TMin

4、无符号乘法：

x*y=（x·y）mod(2^w)

5、补码乘法：

x*y=U2T((x·y)mod(2^w))
无符号和补码乘法的位级等价性：T2B(xy)=U2B((x'y')

6、乘以常数

乘以2的幂：x2^k的w+k位表示：后面增加k个0
与2的幂相乘的无符号乘法&补码乘法：x<<k

7、除以2的幂

无符号除法：x>>k
补码除法（向下舍入）：算术右移k位
补码除法（向上舍入）：(x+(1<<k)-1)>>k

四、浮点数

1、IEEE浮点表示：V = (-1)^s * M * 2^E

整数值和单精度浮点值在危机表示上有如下关系：相关的区域对应于整数的低位，刚好在等于1的最高有效位之前停止（这个位就是隐含的1），和浮点表示的小数部分的高位是相匹配的。
舍入：找到最接近x的匹配值x'。

向偶数舍入/向最接近的值舍入（默认）
向零舍入（正数向下、负数向上）|x'|<=|x|
向下舍入
向上舍入

2、浮点运算

加法不具有结合性
乘法不具有分配性
C语言中的浮点数运算

int->float 数字不会溢出，但是可能被舍入
int/float->double 能保留精确的数值
float/double->int 值将会向零舍入

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教材学习中的问题和解决过程

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• 问题1： 怎么样让负数等于正数？
• 问题1解决方案：可以通过将有符号数转换成无符号数。
• 问题2：如何让整数运算溢出？如何避免？
• 问题2解决方案：

整数溢出：若2^(w+1)＞ x+y ≥ 2^w，则表示溢出

• ps：若是无符号数，对于c = a + b，如果c < a || c < b 则已经溢出了
  避免：

①通过检测，若溢出将该合数减去2^w
②找一个较大值进行模运算

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代码学习中的问题和解决过程

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• 问题1：

gcc 编译出错

• 问题1解决办法：

通过提示，发现将-o误写成了-0，更改后成功运行。

• 问题2：

报错： too many arguments for format

• 问题2解决方案：

开始以为是要打印的内容太多了，即引号内部的打印顺序有问题，调整后再编译还是出现了warning,就直接运行看看结果，发现是打印格式出错，如下图：

误将%d写成了&d，更改后运行成功

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代码托管与统计

**** [代码托管](https://gitee.com/Sean-Lxs/5226lxs.git) 

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教材2.96

**** ### 题目如下： 

知识点分析

1、浮点数通常表示

其中，M(Mantissa)被称为浮点数的尾数 ，R(Radix)被称为阶码的基数 ，E(Exponent)被称为阶的*** 阶码 ***。

2、浮点数规格化表示

尾数用原码；阶码用“移码”；基为2)

下面举一个32位单精度浮点数-3.75表示的例子帮助理解：

运行结果

代码（https://gitee.com/Sean-Lxs/5226lxs.git）

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上周错题总结

**** 1、(多选题) > 用gcc hello.c -o hello 编译hello.c，hello中不存在（）节 > A ..debug B ..text C ..line D ..rodata  > > 正确答案： A C 你的答案： A > 解析:gcc -g 才会出现.debug .line

2、( 单选题 | 1 分)

dll，so文件的链接是运行在（）
A .编译时 B .加载时 C .运行时 D .链接时

正确答案： C 你的答案： A
解析:动态链接库在运行时加载

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学习进度条

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	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	87/87	2/2	20/20
第二周	71/158	1/3	12/32

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:12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)

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参考资料

**** - [《深入理解计算机系统V3》学习指导]([http://www.cnblogs.com/rocedu/p/5826467.html]) - [浮点数](https://blog.csdn.net/github_36186488/article/details/72639364) - [浮点数表示](https://blog.csdn.net/shuzfan/article/details/53814424) - [浮点异常值：NAN，QNAN，SNAN](http://www.cnblogs.com/konlil/archive/2011/07/06/2099646.html)

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