20155336 2017-2018 1 《信息安全系统设计基础》第3周学习总结

本周学习目标

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

6：进一步理解“信息=位+上下文”

《深入理解计算机系统》第2章信息的表示和处理

信息的表示和处理有关知识点

现代计算机存储和处理信息以二值信号表示，这些二进制数字称为位。
计算机将信息按位编码，通常组织成字节序列。
在相同长度无符号和有符号整数之间进行强制类型转换时，大多数C语言实现遵循的原理则是底层的位模式不变。
在补码机器上，对于一个w位的值，这种行为是由函数T2UW和U2TW来描述的。
由于编码长度有限，与传统整数和实数相比，计算机运算具有完全不同的属性。当超出表示范围时，有限长度能够引起数值溢出。例如：当浮点数非常接近于0.0，从而转换成0时，也会下溢出。
浮点表示通过数字编码为x*2^y的形式近似表示实数。
注意因为浮点数只有有限的范围和精度，不会遵守普遍的算数属性。
通过移位来进行乘法运算
- 教材2.4：若x需要乘以一个数k，则将k分解为2的指数的加减法，幂级数代表移位数，随后用加减的正负号来连接。
教材P28的代码，自己添加main来进行测试

教材P35的代码

教材P49的代码

教材学习中的问题和解决过程

关于大端法和小端法

最开始理解定义没什么问题，区分不同的地方在于有效字节的排列。最低有效字节在最前面成为小端法，那么最高有效字节在最前端称谓大端法。

但是书上习题 Ox01234567的例子为什么高位字节的16进制是Ox01 低位时Ox67?

看过课后习题关于Ox87654321的例子明白了，因为每个十六进制的数字，在地址排列中有两个通用规则。考虑一个w位的数，位表示为[Xw-1,Xw-2,...,X1,X0]其中Xw-1是最高位，X0是最低位.这样一来就可以明白高位字节是Ox01，低位字节是Ox67，这样问题就顺利解决了。
关于表示字符串

通过以前的学习也知道是由一张ASCII字符码表，但是对于使用使用ASCII作为字符码的任何系统上会得到相同结果，与字节顺序和字大小规则无关并不太理解。

在虚拟机下使用man ascii得到一张ASCII表，并用书上的例子
```
  const  cahr *s ="abcdef"
  show_bytes( (byte_pointer)s,strlen(s));
```
解决了这一问题。
关于掩码

掩码是位模式，表示从一个字中选出位的集合。根据计算x&OxFF生成一个由x的最低有效字节组成的值，而其他的字节就被置为0。书上的例子X=Ox89ABCDEF和OxFF做&运算，为什么是Ox000000EF，原来运算需要换算成二进制数才可以，十六进制不可以运算。
关于有符号数和无符号数

创建无符号常量，必须加上后缀字符“u”或者“U”。允许无符号数和有符号数之间的转换，转换的原则是底层位保持不变。在转换时候可以采用隐式，这样就解决了书上p48的练习遇到的问题。

隐式类似于：
```
  int x，y；
  unsigned ux， uy；
  x=ux；
  y=uy；
```
因为在代码段中省略了x=（int）ux ;所以在编写代码的时候容易出错，一定要区分清楚哪个是符号数哪个是无符号数。