2017-2018-1 20155314 《信息安全系统设计基础》第7周学习总结

2017-2018-1 20155314 《信息安全系统设计基础》第7周学习总结

教材学习内容总结

学习目标

• 了解ISA抽象的作用
• 掌握ISA，并能举一反三学习其他体系结构
• 了解流水线和实现方式

教材内容提炼

第2章 信息的表示和处理

• 三种最重要的数字表示
  • 无符号编码：表示大于或等于零的数字
  • 补码编码：表示有符号整数的最常见方式
  • 浮点数编码：表示实数的科学记数法的以2为基数的版本
• 信息存储
  • 虚拟内存：机器级程序将内存视为一个非常大的字节数组，称为虚拟内存
  • 十六进制表示法
  • 字数据大小
    • 一个字长为w位的机器，虚拟地址的范围为0～2^{w-1，程序最多访问2}w个字节
    • 向后兼容：大多数64位机器也可以运行为32位机器编译的程序
    • ISO C99引入一类数据类型，其数据大小是固定的，不随编译器和机器设置而变化
      • int32_t：4字节
      • int64_t：8字节
    • 对关键字的顺序以及包括还是省略可选关键字来说，C语言允许存在多种形式：如 unsigned long、unsigned long int、long unsigned、long unsigned int均等价
  • 寻址和字节顺序
    • 小端法：最低有效字节在最前面
    • 大端法：最高有效字节在最前面
  • 表示字符串
  • 表示代码
  • 布尔代数简介
    • 布尔环中加法运算是^{，每个元素的加法逆元都是它自己本身，即对于任何值a，**a}a=0**
  • C语言中的位级运算（按位布尔运算）
    • |
    • &
    • ~
    • ^
  • C语言中的逻辑运算（逻辑运算认为所有非零的参数都表示TRUE（返回1），而参数0表示FALSE（返回0））
    • ||
    • &&
    • !
  • C语言中的移位运算
    • 左移
    • 右移
      • 逻辑右移：在左端补k个0
      • 算术右移：在左端补k个最高有效位的值
• 整数表示
  • 整型数据类型
  • 无符号数的编码
  • 补码编码
  • 有符号数和无符号数之间的转换
  • C语言中的有符号数与无符号数
  • 扩展一个数字的位表示
  • 截断数字
  • 关于有符号数与无符号数的建议
• 整数运算
  • 无符号加法
  • 补码加法
  • 补码的非
  • 无符号乘法
  • 补码乘法
  • 乘以常数
  • 除以2的幂
  • 关于整数运算的最后思考
• 浮点数
  • 二进制小数
  • IEEE浮点表示
  • 数字示例
  • 舍入
  • 浮点运算
  • C语言中的浮点数
    • 从int转成float：数字不会溢出，但可能被舍入
    • 从int或float转成double：能保留精确的数值
    • 从double转成float：值可能溢出成+∞或-∞，还可能被舍入
    • 从float或double转成int：值将会向零舍入

课后实践：mybash

实践要求

加分题-mybash的实现

• 使用fork,exec,wait实现mybash
• 写出伪代码，产品代码和测试代码
• 发表知识理解，实现过程和问题解决的博客（包含代码托管链接）

我的代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>

#define MAXARGS 20              
#define ARGLEN 100             

int mybash20155314(char *arglist[])
{ 
    int pc,pr;
    pc=fork();
    pr=wait(NULL);
    if(pc==0) execute(arglist);
    else return 0;
}

int execute(char *arglist[])
{
    execvp(arglist[0],arglist);        
    perror("execvp failed");
    exit(1);
}

char *makestring(char *buf)
{
    char  *cp;
    buf[strlen(buf)-1] = '';      
    cp = malloc( strlen(buf)+1 );       
    if ( cp == NULL ){          
        fprintf(stderr,"no memory
");
        exit(1);
    }
    strcpy(cp, buf);        
    return cp;          
}

int main() {
    char *arglist[MAXARGS + 1];
    int numargs;
    char argbuf[ARGLEN];

    numargs = 0;
    while (numargs < MAXARGS) {
        printf("Arg[%d]? ", numargs);
        if (fgets(argbuf, ARGLEN, stdin) && *argbuf != '
')
            arglist[numargs++] = makestring(argbuf);
        else {
            if (numargs > 0) {
                arglist[numargs] = NULL;
                mybash20155314(arglist);
                numargs = 0;
            }
        }
    }
    return 0;
}

运行截图

教材学习中的问题和解决过程

• 问题1：什么是GCC？
  • GCC（GNU Compiler Collection，GNU编译器套件），是由 GNU 开发的编程语言编译器。它是以GPL许可证所发行的自由软件，也是 GNU计划的关键部分。GCC原本作为GNU操作系统的官方编译器，现已被大多数类Unix操作系统（如Linux、BSD、Mac OS X等）采纳为标准的编译器，GCC同样适用于微软的Windows。
• 问题2：什么是汇编和反汇编？
  • 汇编（Assembly）：把汇编语言翻译成机器语言的过程
  • 反汇编(Disassembly)：把目标代码转为汇编代码的过程
• 问题3：什么是GUI？
  • 图形用户界面（Graphical User Interface，简称 GUI，又称图形用户接口）是指采用图形方式显示的计算机操作用户界面。

代码调试中的问题和解决过程

macOS High Sierra下终端man命令中文显示问题

解决方法

代码托管

上周考试错题总结

1. main.c 调用了静态库libmath.a中的函数，编译main.c的命令是（）

   A. gcc -static main.c ./libmath.a -o main

   B. gcc -static main.c -L. -lmath -o main

   C. gcc -static main.c -L. -llibmath.a -o main

   D. gcc -static main.o ./libmath.a -o main

   【错选】B D

   【答案】A B

2. 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

   【错选】D

   【答案】C

结对及互评

本周结对学习情况

• 20155323
• 结对学习内容
  • 教材第1章 计算机系统漫游

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

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:5小时

• 实际学习时间:2小时

参考资料

• 《深入理解计算机系统V3》学习指导
• IEEE 754 Calculator
• GNU Linux核心命令和工具的源代码路径
• mac 自带 ftp工具