2017-2018-1 20155213 《信息安全系统设计基础》第三周学习总结

教材学习内容总结

浏览了正章，重点学习了以下几个点

int，float，void*在内存中存储形式，通过P31页的代码，了解的更深一点
- 此函数使用char*型把以上三种类型的数强制转换成按字节读取的类型，因而能更加直观的看出每个字节的位置，以及其包含的值；
- 根据上图可以看出来我的电脑是按照大端法存储的，即高位对其低位；
信息=位+上下文
- 计算机一般都是按照冯诺依曼体系构架的，即存储形式都是以二进制形式存储的，只有0、1两种情况，具体说就是位的两种形式；
- 如果仅仅有位的概念，那所有的存储都是无意义的，还需要对其有解释的方法，也就是在不同语境下的不同解释方法，赋予了位的意义，也就是联系上下文去解释位，解释出来的就是信息；
- 为了更深的理解，我做了下面两种比较：
  - 相同的位但被解释出了不同的信息：教材P83页，整数3510593.00的单精度浮点数存储的十六进制表示是0x4A564504，而对于整数0x4A564504表示的十进制的值为‭1247167748比3510593大得多，虽然有着相同的位，但解释方法不同，也就会有不同的值（信息）；
  - 不同的位但被解释出了相同的信息：对于0x80000001，按照int型的数来解释就是-1，但如果是unsigned型的则为‭2147483649。

教材学习中的问题和解决过程

问题1：P58页练习题2.25题，运行时出现内存错误
问题1解决方案：首先这个length是unsigned型的，即当length=0时，length-1即为2^32-1，而传过来的a[N]的长度远小于这个值，所以会出现内存错误，即越界，非法访问；正确修改就是把length改为int型的；

代码调试中的问题和解决过程

问题1：F:\Atom_C文件\float_bits\float_bits2.c: In function 'main':
F:\Atom_C文件\float_bits\float_bits2.c:12:6: error: invalid operands to binary ^ (have 'float' and 'unsigned int')
f^=x;
问题1解决方案：上面已经写了，说明float不能进行位运算，
查阅资料后，位运算符只能用于整型操作数，即只能用于带符号或无符号的char,short,int与long类型，C语言位运算详解;
解决方案就是可以使用int指针指向float型的，然后对该指针进行位操作；
问题2：/tmp/ccVdmxHM.o：在函数‘float_f2i’中：float_bits.c:(.text+0x183)：对‘pow’未定义的引用float_bits.c:(.text+0x1f4)：对‘pow’未定义的引用;collect2: error: ld returned 1 exit status意思就是没找到pow函数。
问题2解决：可是我在代码里已经声明了#include<math.h>了的，要么是在linux中没有pow这个函数，或者说是表示不同，或者就是有这个函数但不在<math.h>中。百度了问题，就是后者，gcc的数学函数都是定义在libm.so里面了linux c数学库函数

家庭作业（P97页2.96题）

题目：遵循位级浮点编码规则，实现如下原型的函数：

int float_f2i(float_bits f);对于浮点数f，这个函数计算（int）f。如果f是NaN，你的函数一个向零舍入。如果f不能用整数表示（例如，超出表示范围，或者他是一个NaN），那么函数一应该返回0x80000000.测试你的函数，对参数f可以取得所有2^32个值求值，将结果与你使用的机器的浮点运算得到的结果相比较。

题目分析：
- 这题是要在没有float型的数运算的前提下，按照float编码形式读出四个字节中的数，并将此数用（int）强制转换。
- 首先是按照float读出unsigned字节，需要四句程序，unsigned sign=f>>31;unsigned exp=f>>23&0xFF; int exp_E=(int)exp-127;unsigned frac=f&0x7FFFFF;
- 这样之后float_bits函数就好做了，根据要求写出该函数

    int float_f2i(float_bits f)
{
    unsigned sign=f>>31;
    unsigned exp=f>>23&0xFF;
    int exp_E=(int)exp-127;
    unsigned frac=f&0x7FFFFF;
    frac=frac|0x800000;
    if(exp==0)return f&0x80000000;
    if(exp_E>30)return 0x80000000;
    if(exp_E<0)return 0;
    if(sign==1)return -(int)(frac*pow(2,exp_E-23));
    return (int)(frac*pow(2,exp_E-23));
}

- 剩下的就是检测，但怎么获得一个float值的位信息并将其位不变换的转换成unsigned型，这就需要之前在书上P31页看到的东西，将float型按位读取，并赋值给unsigned型数，于是有了下面函数

unsigned swift(bit_transform b)
{
    unsigned un=0;
    unsigned sign[4];
    sign[0]=(unsigned)b[0];
    sign[1]=((unsigned)b[1])<<8;
    sign[2]=((unsigned)b[2])<<16;
    sign[3]=((unsigned)b[3])<<24;
    un=sign[0]|sign[1]|sign[2]|sign[3];
    printf("%x %x %x %x\n", b[3],b[2],b[1],b[0]);
    return un;
}

- 这两个问题解决了就是测试主函数的编写了：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
typedef unsigned float_bits;
typedef unsigned char* bit_transform;
unsigned swift(bit_transform b);
int float_f2i(float_bits f);
int main()
{
    unsigned x=0x80000000;
    float f=-9.8;
    printf("%d\n",float_f2i(swift((bit_transform)&f)));
    printf("%d",(unsigned)f);
    printf("\nHello world!\n");
    return 0;
}

- 运行截图
现在解决题目中的第二大问题就是：对参数f可以取得所有2^32个值求值。
- 这个好解决，就是将传入的unsigned值一个一个加上去，但又出现了一个问题，就是如何检测，虽然对unsigned值可以一个一个加，但float值不可以一个一个加来改变每一位，并且float也不能通过位运算来改变每一位，此时就想到可不可以通过除法来控制每一位，经过反复测试，有这么句除法形式可以很好的操作，float f=(i*2)/pow(2,150);
- 这样得到的从i=0取到i=2^{23,输出值就是0x0-0x0080000；但在往后取就不会再有每位的变化了，比方说i=（2}24）时，位信息是0x01000000，而i=（2^24）+1,位信息依然是0x01000000，并且这种方法计算量也挺大的，故而舍弃；
- 这时就想到可以借鉴P35页的那个showbyte（）函数的构造来进行位操作从而改变每一位，借鉴其思想就是用一个unsigned型指针指向float型数，然后将该指针指向的值每每加一来实现，unsigned* un_p;float f;un_p=&f;
问题都解决了，就需要运行并且比较检测了，但2^32次是真的太多了，我电脑几次跑崩了，这里就节选了三部分进行了检测，第一部分是0x0-0xFFFF（32位的前65535）；第二部分5201-5239(我班学号)；第三部分0xFFFF0000-0xFFFFFFFE（32位的后65535），全部写到文件里了，可以在我的码云那部分找到；
截图

代码托管

（statistics.sh脚本的运行结果截图）

结对及互评

结对队友20155303
他的博客中值得学习的或问题：
他的代码中值得学习的或问题：
结对照片：
结对学习内容

其他（感悟、思考等，可选）

这周就是学习了几种数值类型在计算机中的存储方式，以及解释方法，以前觉得浮点型就是规定了几位存小数点前面的数，规定了几位存小数点后面的数，一直也没有深究过，现在回头看看自己，发现我那种解释还是有点道理的，不过当真正遇到浮点型表示超过整型数时，我的解释就崩溃了。学无止境，带着自己的猜测去学习位未知的东西，总会发现有趣的东西。

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）
目标	5000行	15篇	400小时
第一周	177/177	1/1	10/10
第三周	308/485	2/2	12/22

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:XX小时
实际学习时间:XX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)

posted on 2017-10-13 13:40 20155213陆忠民阅读(316) 评论(2) 编辑收藏举报