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代码:1小时
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博客:2小时
第二章 信息的表示和处理
三种重要的数字表示:无符号编码,补码编码(有符号),浮点数编码
当结果太大不能表示时会溢出,大量安全漏洞都是由于算数运算引发的
2.1 信息存储
最小的可寻址存储器单位:字节
虚拟存储器:每个字节都由唯一的数字标识,称为地址
虚拟地址空间:所有可能地址的集合
每个程序对象可视为字节块,程序本身是一个字节序列
2.1.1 十六进制表示法
0x...
当x是2的非负整数二次幂时,将n写作i+4j的形式,j表示0的个数
i=0 :1 i=1 :2 i=2 :4 i=3 :8
进制转换代码
2.1.2 字
字长:指明整数和指针数据的标称大小
字长为w,虚拟地址范围:0~2的w次方-1,最多访问2的w次方个字节
大多数计算机字长为32位,实验楼为64位
gcc -m32 可以在64位机上生成32位的代码
2.1.3 数据大小
见书p26图2-3
两种不同的浮点数格式:单精度 双精度
格式:4字节 8字节
2.1.4 寻址和字节顺序
小端法:最低有效字节在最前面,高对高,低对低
大端法:最高有效字节在最前面,相反
反汇编器:确定可执行程序文件所表示的指令序列的工具
C 强制类型转换
sizeof 确定对象使用字节数
不同的操作系统有不同的分配规则,结果相同,指针值却完全不同
字节模式 整型 0x00003039 浮点数 0x4640E400
2.1.5 表示字符串
字符串:以null字符结尾的字符数组
文本数据比二进制数据具有更强的平台独立性
库函数strlen不计算终止的空字符
2.1.6 表示代码
二进制代码是不兼容的,很少能在不同操作系统间移植
2.1.7 布尔代数简介
与 或 非 异或
位向量:表示有限集合
2.1.8 C语言中的位级运算
确定一个位级运算最好的方法:将十六进制的参数扩展成二进制表示并执行二进制运算,然后再转换回十六进制
常见用法:掩码运算
掩码:位模式,从一个字中选出的位的集合
2.1.9 C语言中的逻辑运算
0 false 非0 true
如果对第一个参数求值就能确定表达式的结果,那么逻辑运算符就不会对第二个参数求值
2.1.10 C语言中的移位运算
<< >>
逻辑右移:左端补0
算数右移:左边补最高有效位
对于无符号数据,右移必须是逻辑的
2.2 整数表示
两种方式
2.2.1 整型数据类型
可表示负数,零,和正数
取值范围中,负数的范围比整数大1
2.2.2 无符号数的编码
重要属性:每个介于0~2的w次方-1之间的数都有唯一一个w位的值编码(双射函数)
2.2.3 补码编码
最常见的有符号数的计算机表示方式就是补码形式
将字的最高有效位解释为负权
最高有效位:符号位
权重-2的位数次方,是无符号表示中权重的负数
最小值[10...0] 最大值[01...1]
UMax TMin TMax
P42页表
|TMin|=|TMax|+1
UMax=2TMax+1
2.2.4 有符号数和无符号数之间的转换
数值可能会改变,但是位模式不变
这一段没太看懂
2.2.5 C语言中的有符号数与无符号数
大多数数字都默认为有符号的
要创建一个无符号常量,要加上后缀U或u
转换的原则是底层的位保持不变
如果一个运算一个有符号一个没符号,会将有符号强制转换为无符号
2.2.6 扩展一个数字的位表示
在不同字长的整数之间转换,同时又保持数值不变
无符号数:开头添0(零扩展)
补码:添加最高有效位值得副本(符号扩展)
2.2.7 截断数字
减少一个数字的位数
截断一个数字会改变值(溢出)
2.3 整数运算
2.3.1 无符号加法
可以被视作一种模运算形式
溢出:完整的整数结果不能放到数据类型的字长限制中去
2.3.2 补码加法
2.3.3 补码的非
2.3.4 无符号乘法
2.3.5 补码乘法
2.3.6 乘以常数
2.3.7 除以2的幂
道理都懂,不再详述
公式不太懂,还有那个立体的图也看不太懂,赶作业匆忙,回头再研究
2.4 浮点数
对形如V=x*2的y次方的有理数进行编码
2.4.1 二进制小数
重点掌握表示方法,p69表
2.4.2 IEEE浮点表示
标准:V=(-1)的s次方*M*2的E次方
符号:s决定正(0)负(1)
尾数:M是二进制小数
阶码:E的作用是对浮点数加权
情况1:规格化的值:当exp的位模式既不全是0,也不全是1
情况2:非规格化的值:阶码域全0
情况3:特殊值:阶码全1
2.4.3 数字示例
2.4.4 舍入
找到最接近的匹配值
四种舍入方式
默认方法找到做接近的匹配,其他三种用于计算上界和下界
向偶数舍入(默认):向上舍入,向下舍入
2.4.5 浮点运算
不具有结合性
满足了单调性
只有有限的范围和精度
2.4.6 C语言中的浮点数
float double
遇到的问题:
1.虽然想要在虚拟机里运行代码,但是还是无法解决敲进代码退不出来的问题,于是只好在windows操作
2.补码编码,有符号数和无符号数之间的转换,这部分,没有看懂,感觉有点乱,习题2.19不会
3.公式基本都看不懂,数学学得不好
4.整数运算部分公式太多,似懂非懂,题还凑合能做
5.这么多不懂主要是这次时间太赶了,明天一早7点就要走了。。。
心得体会:这次作业做得太赶了,有些东西没有深入的理解,没有时间反复钻研了,所以很多都看不懂,等十一回来再找时间研究。第二章内容很丰富,明明提到了我们熟悉的许多C语言以及Java的知识,却给了我们新的视角看看待它们。书读得有点累,可能因为讲的太深了,一遍肯定是不能全懂的。