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
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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]
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进制转换
- 进制转换，注意拿二进制作中间结果就好转了
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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
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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
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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
- 具体在后面重点练习中
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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怎么样让负数等于正数？
- 在负数后加上U
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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。
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浮点数有科学计数法的基础就不难理解，IEEE标准754
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浮点数运算的不精确性与舍入
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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12-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
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p28，show_bytes,写个main函数测试一下
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问题：
无法正常运行
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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：
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p35 练习2.11， 可以用GDB单步跟踪一下，理解更深刻
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代码如下：
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遇到的问题：在敲写代码时敲错
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解决方法：根据提示13，26找到相应错误并改正即可
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运行成功
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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
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存储不当遇到些问题，找不到目录
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解决，运行结果：
本周代码托管截图
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 |