2017-2018-1 20155227 《信息安全系统设计基础》第七周学习总结

2017-2018-1 20155227 《信息安全系统设计基础》第七周学习总结

教材学习内容总结

第四章

Y86指令

• 只包括四字节整数操作。
• 寻址方式比较少，操作也比较少。
• 指令编码长度从1个字节到6个字节不等，一条指令含有一个单字节的指令指示符，可能含有一个单字节的寄存器指示符，还可能含有一个四字节的常数字。
  

指令编码

• 每条指令的第一个字节表明指令的类型。这个字节分为两个部分，每部分4位：高4位是代码部分，低4位是功能部分。功能值只有在一组相关指令共用一个代码时才有用。
• 有的指令没有寄存器操作数（分支指令和call指令），就没有寄存器指示符字节；只需要一个寄存器操作数的指令（irmovl、pushl、popl），将另一个寄存器指示符设为0xF。

Y86异常

• Y86状态码
  

• 出现异常时Y86处理器停止运行指令，也可以调用一个异常处理程序使其更完整。

Y86程序

Y86代码与IA32代码的主要区别：

（1）Y86可能需要多条指令来执行一条IA32指令所完成的功能。

（2）Y86没有伸缩寻址模式。

以“.”开头的词是汇编命令，他们告诉汇编器调整地址，以便在那儿产生代码或插入一些数据。

要实现一个数字系统需要三个主要的组成部分：

（1）计算对位进行操作的函数的组合逻辑
（2）存储位的存储器元素
（3）控制存储器元素更新的时钟信号

逻辑门

逻辑门只对单个位的数进行操作，而不是整个字。一旦一个门的输入变化，在短时间内，输出就会跟着变化。

组合电路和HCL布尔表达式

• 组合电路：将很多的逻辑门组合成一个网，能构建计算块。
• 组合逻辑电路和c语言中逻辑表达式的区别：

组合电路的输出会持续地响应输入变化，c语言表达式只有在执行过程中被遇到才求值。

C的逻辑表达式允许参数是任意整数，0是FALSE，其他任何值0的都是TRUE，逻辑门只对位值0和1操作。

C的逻辑表达式可能被部分求值（第一个参数就能确定结果的就不会对第二个求值）。

多路复用函数

通用格式：
[
   select_1(布尔表达式):expr_1(整数表达式)
   select_2：expr_2
    ......
   select_k：expr_k
]

集合关系

判断集合关系的通用格式是：iexpr in {iexpr1，iexpr2，……，iexprk}

Y86的顺序实现

• SEQ 顺序处理器：每一个时钟周期上，SEQ执行处理一条完整指令所需的所有步骤。
• 各个阶段以及各阶段内执行操作：

取指：从存储器读取指令字节，地址为程序计数器PC的值

译码：从寄存器读入最多两个操作数，得到valA或valB

执行：算术/逻辑单元要么执行指令指明的操作，计算存储器引用的有效地址，要么增加或减少栈指针。得到的值为valE。

访存：将数据写入存储器，或从存储器中读出数据，读出的值为valM。

写回：最多可以写两个结果到寄存器文件

更新PC：将PC设为下一条指令的地址

SEQ硬件结构

• 画图惯例：

浅灰色方块表示硬件单元

控制逻辑块是用灰色圆角矩形表示的

线路的名字在白色椭圆中说明

宽度为字长的数据连接用中等粗度的线表示

宽度为字节或更窄的数据连接用细线表示

单个位的连接用虚线

SEQ的时序

SEQ的实现包括组合逻辑和两种存储器设备：
时钟寄存器 程序计数器和条件码寄存器

 随机访问存储器 寄存器文件、指令存储器和数据存储器

SEQ阶段的实现

• 取指阶段：以PC为第一个字节的地址，一次读6个字节
• 译码和写回阶段：都需要访问寄存器文件，根据四个端口的情况，判断应该读哪个寄存器产生信号valA、valB。
• 执行阶段： 包括算数/逻辑单元（ALU），包括条件码寄存器。
• 访存阶段：读或者写程序数据。
• 更新PC阶段：产生程序计数器的新值，依据指令的类型和是否要选择分支，新的PC可能是valC、valM或者valP。

教材学习中的问题和解决过程

• 问题1：在安装Y86模拟器时，出现以下错误：
  

• 问题1解决：仔细看过安装教程之后发现是修改Makefile时错误，修改过后又出现如下错误：

按照所给提示，最终还是未解决这个问题。

• 最终解决： 再重新按照安装步骤一步一步检查，发现是自己粗心大意，在修改Makefile文件时，ltk后面少写了一个8.5！修改之后成功安装。

代码调试中的问题和解决过程

• 问题1：在进行实验楼实验时，输入命令sudo ln -s /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libtk8.6.so /usr/lib/libtk.so来构建YIS环境时无反应。
• 问题1解决：输入第二次该命令，提示ln:无法创建符号链接"/usr/lib/libtk.so"：文件已存在

可是不太理解为什么要输入两次这个命令。

代码托管

（statistics.sh脚本的运行结果截图）

上周考试错题总结

• 错题1

下面和代码可移植性相关的C语言属性有（）

 


A  . 

#define


B  . 

typedef


C  . 

sizeof()


D  . 

union




正确答案： A  B  C

理解：#define可以定义宏使得变量可移植，typedef可以使得类型可移植，sizeof()使得不同类型长度可移植。

结对及互评

点评模板：

• 博客中值得学习的或问题：
  • xxx
  • xxx
  • ...
• 代码中值得学习的或问题：
  • xxx
  • xxx
  • ...
• 其他

本周结对学习情况

-[20155318](http://www.cnblogs.com/lxy1997/)
- 结对照片
- 结对学习内容
    - 教材第四章内容
    - 完成第二次实验
    - ...

其他（感悟、思考等，可选）

本周学习了Y86指令集、HCL硬件描述语言和Y86的顺序实现过程。在安装Y86模拟器时遇到许多问题，其中还有一些未解决，解决后会进行进一步的学习。

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	133/133	1/1	8/8
第三周	159/292	1/3	10/18
第五周	121/413	1/5	10/28
第七周	835/3005	2/7	10/38

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:15小时

• 实际学习时间:10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)

参考资料

• 《深入理解计算机系统V3》学习指导
• ...