信息安全系统设计基础第三周学习总结
|
学习计时：共13小时 读书：5 代码：2 作业：5 博客：1 |
|
一、学习目标 |
|
1. 理解二进制在计算机中的重要地位 2. 掌握布尔运算在C语言中的应用 3. 理解有符号整数、无符号整数、浮点数的表示 4. 理解补码的重要性 5. 能避免C语言中溢出，数据类型转换中的陷阱和可能会导致的漏洞
|
|
二、学习资源 |
|
（提示：可选项，如有其他相关资源请在此说明）：
1. 教材：第二章《信息的表示和处理》，详细学习指导见这。 2. 课程资料：https://www.shiyanlou.com/courses/413 实验三，课程邀请码：W7FQKW4Y 3. 教材中代码运行、思考一下，读代码的学习方法见这。
|
|
三、学习方法 |
|
（提示：为提高学生的学习效果，请在此处为学生提出微课程学习的具体要求或建议）
1. 进度很重要：必须跟上每周的进度，阅读，练习，问答，项目。我会认真对待每一位同学，请你不要因为困难半途而废。 2. 问答很重要：遇到知识难点请多多提问，这是你的权利更是您对自己负责的义务。问答到博客园讨论小组：http://group.cnblogs.com/103791/ 3. 实践很重要：解决书中习题，实践书中实例，完成每周项目，才算真的消化了这本好书。通过实验楼环境或自己安装的虚拟机在实践中进行学习 4. 实验报告很重要：详细记录你完成项目任务的思路，获得老师点评和帮助自己复习。学习完成后在博客园中（http://www.cnblogs.com/）把学习过程通过博客发表，博客标题“信息安全系统设计基础第三周学习总结”
|
|
四、学习任务 |
|
（提示：请将要求学生完成的任务、测验或思考题列在此处） 1. 阅读教材，完成课后练习（书中有参考答案） 2. 考核：练习题把数据变换一下 3. 加分题：课后作业最多两人一组，互相不能重复，1星题目每人最多加一分，2星题目每人最多加二分，3星题目每人最多加三分，4星题目每人最多加四分。
|
|
五、后续学习预告（可选）： |
|
教材第三章《程序的机器级表示》 |
|
六、学习过程 |
|
第二章 信息的标识和处理 2.1 信息的储存 1．存储器的每个字节都由唯一字节来标识，成为它的地址。所有可能地址的集合成为虚拟地址空间。其实现时间随机访问存储器（RAM）、磁盘存储器、特殊硬件和操作系统软件结合起来。 2．十六进制表示法 以0x或0X开头表示，字符A-F可大写可小写。 ！掌握二进制和十六进制之间的转换，二进制四位与十六进制一位相对应。 小窍门： 3．字 字长：指明整数和指针数据的标称大小．字长决定的最重要的系统参数就是虚拟地址空间的最大大小。对一个字长为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。 4．数据大小 5．寻址和字节顺序 小端法：在存储器中按照从最低有效字接到最高有效字节的顺序存储对象； 大端法：在存储器中按照从最高有效字接到最低有效字节的顺序存储对象； 举例：变量x十六进制值为0x01234567，则：
6．表示字符串、代码 a-z的ASC||码为0x61-0x7A。 7．布尔代数 用0、1表示真假，以研究逻辑推理的基本原则。 有：~=NOT；&=AND；|=OR；^=异或。 8．C语言中的位级运算 ！！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标识并执行二进制运算，然后再转换回十六进制。 9．C语言中的逻辑运算 有：||、&&、！，分别对应于OR、AND和NOT运算。 ！注意：逻辑运算认为所有非零的参数都表示TRUE，而参数0表示FALSE。 10．C语言中的移位运算 右移运算：x>>k；左移运算：x<<k。 ！对于无符号数据，右移必须是逻辑右移。对于有符号数据，则也可以使算术右移。
2.2整数表示 1. 无符号数编码
2．补码编码 3．扩展一个数字的位表示 零扩展——将一个无符号数转换为一个更大的数据类型，在开头添加0。 符号扩展——将一个补码数字转换为一个更大的数据类型，在表示中添加做高有效位置的副本。 4．截断数字
2.3整数运算 包括无符号加法、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。 1. 无符号加法是一种模运算形式。 2. 补码加法，两个数的w位补码之和与无符号之和又完全相同的位级表示。定义字长为w的、运算数x、y上的补码加法为：
因此，可以得出结论： 3. 补码的非
4. 无符号乘法
5. 补码乘法
6. 乘以常数
！！注意：无论是无符号运算还是补码运算，乘以2的幂都可能导致溢出。但即使溢出，通过移位得到的结果也是一样的。 7. 除以2的幂 除以2 的幂通过逻辑或者算术右移来实现。但这种方法不能推广到除以任意常数。
2.4浮点数 1．二进制小数 小数的二进制表示，二进制点左边的权形如2^i，而右边的数字的权形如1/2^i。 2．IEEE浮点表示 3．浮点运算 IEEE标准定义了一些合理规则。定义1/-0将产生-∞，而定义1/+0会产生+∞。 IEEE标准中指定浮点运算行为方法的一个优势在于，它可以独立于任何具体的硬件或者软件实现。 浮点加法不具有结合性，这是缺少的最重要的群属性；浮点加法满足了单调性属性——如果a>=b，那么对于任何a\b以及x的值，除了NaN，都有x+a>=x+b。无符号或补码加法不具有这个实数（和整数）加法的属性。 浮点乘法满足下列单调性： 4．C语言中的浮点数 三种不同的浮点数据类型：float、double、long double（对于许多机器和编译器，与double等价）。 ！当int、float和double格式之间进行强制转换时，程序改变数之和位模式的原则如下（假设int是32位的）：
作业重点题目： 2.4、2.6、2.8、2.11、2.13、2.14、2.18、2.19、2.21、2.23、 2.24、2.25、2.27、2.29、2.33、2.34、2.39、2.40、2.42、2.43、 2.44、2.45、2.47、2.50、2.52、2.54
|
|
七、遇到的问题及解决 |
|
一开始对浮点数的运用不是很明确，然后再练习过程中2.49题让我知道了什么数不能用浮点数准确表示 |
|
八、其他 |
|
本周的学习任务多为书上的内容，小的知识点有很多，需要记的比较多，也有许多要掌握方法，会计算。刚开始学习的时候感觉有许多都是以前的知识，但是通过这次学习，不仅学习了一些新知识，也对原来的知识有了更深一步的了解。然后做练习的过程中，我认为是对学习知识的巩固的一个非常好的方法。习题比较多，还在钻研当中。 |
