20145234黄斐《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

信息的表示和处理

通过使用标准的字符码能够对文档中的字母和符号进行编码。

三种重要的数字表现形式:

1、 无符号数:编码基于传统的二进制表示法表示大于或等于零的数字。

2、 补码:编码是表示有符号整数的最常见方法,可以是正或者是负的数字。

3、 浮点数:编码是表示实数的科学计数法的以二位基数的版本

溢出:计算机的表示法是用有限数量的位来为一个数字编码,因此当结果太大就会导致某些运算溢出。

整数和浮点数会有不同的数学属性是因为:处理数字表示有限性的方法不同:

整数:编码相对较小的数值范围,但精确度高

浮点数:编码较大范围的数,但这种表示是近似的

信息存储

编写机器级程序的常见任务就是在位模式的十进制、二进制、十六进制之间人工的进行进制转换。

1. 十六进制表示

2. 字: 字长:指明整数和指针数据的标称大小。字长决定最重要的系统参数就是虚拟地址空间的最大大小。

3. 数据大小:计算器和编译器支持不同方式编码的数字格式,也具有处理单个字节的指令或2字节,4字节,8字节整数的指令。

4. 寻址和字节顺序:最高有效位前八位和最低有效位后八位。是网络编程基础

小端法:某些机器选择在存储器中按最低有效字节到最高有效字节

大端法:某些机器选择在存储器中按最高有效字节到最低有效字节

小端法“高对高,低对低”大端与之相反。

5. 表示字符串:文本数据比二进制数据具有更强的独立性

6. 布尔代数:二进制是计算机编码存储和操作信息的核心。数电里学过布尔运算。我会。

7. C语言中的位级运算:C语言支持按位的布尔运算。与或非,异或同或

常见用法就是实现掩码运算。

8. C语言中的逻辑运算:&&与。||或。!非。

9. C语言中的移位运算:x<<k:左移k位。x>>k:右移。

整数表示

1.整型数据类型:根据字节分配,不同的大小所能表示的值的范围不同。C

C 和C++默认支持有符号数和无符号数,Java只支持有符号数。

2.无符号数的编码:B2U4([0001])=02^3+02^2+02^1+12^0=1

3.补码编码:B2T4([1011])=-12^3+02^2+12^1+12^0=-5

最高位有效位也称符号位,权重为-2^w-1。符号位为1是负为0是正。

补码的范围不对称,是因为:一半的数的整数一半是负数,而0是非负数。最大的无符号数值刚好比补码的最大值的两倍大一点。

4.有符号数和无符号数之间的转换:

5.C语言中的有符号数和无符号数:默认有符号,若想创建无符号常量必须加后缀U/u。

C语言转换的原则是底层的位保持不变。无到有:U2TW。有到无:T2UW

6.扩展一个数字的位表示:在不同字长的整数之间转换又保持数值不变。

0扩展:简单的在表示的开头加0。

符号扩展:将补码数字转换成更大类型的数据。规则在表中添加最高有效位的值的副本。

7.截断数字:减少表示一个数字的位数。

整数运算

1.无符号加法:可以被视为模运算形式,等价于计算和模2^w。在我的理解看来应该就是跟溢出差不多的性质。运算的溢出是指完整的整数结果不能存放到数据类型的字长限制中。

2.补码加法:负溢出得到的结果比整数和大16,正溢出得到的结果比整数小16.

3.补码的非&4.无符号乘法计算公式看书。

5.补码乘法:给定长度的两个为位向量,无符号乘积的位级与补码乘积的位级表示是相同的,表明及其可以用一种乘法指令来进行有符号数和无符号数的乘法。无符号和补码乘积的低位是相同的

6.乘以常数:为了缩短计算时间,试着用移位和加法运算的组合来代替乘以常数的乘法。推理过程看书。

7除以2的幂:除法比乘法的计算时间更长。除以2 的幂用右移而不是左移。同样推理过程仔细阅读书上的内容。

8.关于整数运算:整数运算实际是一种模运算。表示数字的有限字长限制了可能的取值范围,结果可能溢出。补码提供了技能表示正数也能表示负数的灵活方法,同时使用了与执行无符号算数相同的位级实现。

浮点数运算

1.二进制小数:

二进制小数点向左移动一位相当于这个小数被2除,向右移动一位相当于该数乘以2。

2.IEEE浮点表示:标准 V=(-1)^sM2^E

其中:

符号:s 决定这个数是正数还是负数。

尾数:M 二进制小数。

阶码:E 对浮点数加权,权重是2 的E次幂。

将浮点数的位划分成三段分别进行编码:

一个单独的符号位直接编码符号。

K位的阶码字段exp=ek-1……e1e0编码阶段

N位小数字段

情况1:规格化的值。当exp的为模不全为1或0。阶码字段被解释为以偏置形式表示有符号整数。

情况2:非规格化的值:阶码域全为0。用途:提供了一种表示数值0的方法。表示非常接近于0.0的数。

情况3:特殊值:阶码域全为1。小数域全为0,得到的值表示无穷。在表示未初始化的数据时也很有用。

3.数字示例:k位阶码和n位小数的浮点表示的一般属性:

值+0.0总有一个全为0的位表示。

最小的正非规格化值的位表示,是由最低位为1而其他位为0构成的

最大的非规格化值的位表示,是由全为0的阶段字码和全为1的小数字段组成

最小的正规格化值的位表示,是由最低位为1而其他位为0构成的。

值1.0的位表示的阶码字段除了最高有效位等于0以外其他位为1.

最大的规格化值的位表示,符号位为0阶码的最低有效位为0,其他位为1.

教材内容(页码索引)

p20: 三种数字:无符号数、有符号数(2进制补码)、浮点数,

p22-p34: 进制转换

p25: gcc -m32 可以在64位机上生成32位的代码  GCC编译的四个步骤:预处理(gcc -E)、编译(gcc -S)、汇编(gcc -c)、链接,

p26:

  • 小端法:从最低有效字节到最高有效字节的顺序存储对象
  • 大端法:最高有效字节在最前面的方法。

p32: 能区分逻辑运算(结果是1或0)和位运算(结果是位向量),所有逻辑运算都可以用与、或、非表达(最大式、最小式),而与或非可以用“与非”或“或非”表达,所以,只要一个与非门,就可以完成所有的逻辑运算。

p33: 掩码是位运算的重要应用,对特定位可以置一,可以清零

p38: 要用C99中的“long long”类型,编译是要用 gcc -std=c99

p39: 补码的利用寄存器的长度是固定的特性简化数学运算。想想钟表,12-1 等价于 12 + 11,利用补码可以把数学运算统一成加法,只要一个加法器就可以实现所有的数学运算。

p44: 注意C语言中有符号数和无符号数的转换规则,位向量不变。想想第一章说的 信息就是“位+上下文”

p48: 怎么样让负数等于正数? 信息安全的逆向思维
第二个是无符号运算的话,第一个也会被隐式地转换为无符号数。

p49: 0扩展和符号扩展

  • 0扩展:多用于无符号数转换为一个更大的数据类型。只需在开头加上0即可。
  • 符号扩展:多用于补码数字转换。最高有效位是什么,就添加什么。

p54: 如何让整数运算溢出?如何避免? p62例子看看

p67: 关于整数运算的最后思考

p67: 浮点数有科学计数法的基础就不难理解,IEEE标准754

p68: 浮点数运算的不精确性与舍入

p70: IEEE浮点标准,float/double类型

p74: 整数与浮点数表示同一个数字的关系

p78: 整数与浮点数转换规则

代码托管

已上传一部分

时间: 09-30

20145234黄斐《信息安全系统设计基础》第三周学习总结的相关文章

信息安全系统设计基础第三周学习总结—20135227黄晓妍

一.Vim编辑器 1.Vim的六种模式 2.Vim三种常用模式的使用方式,以及三者的切换.打开Vim即默认进入普通模式,按i进入插入模式,按esc从插入模式退出普通模式,再按:进入命令行模式. 普通模式下游标的移动 按键 说明 h 左 l 右(小写L) j 下 k 上 w 移动到下一个单词 b 移动到上一个单词 普通模式进入插入模式的方式 命令         说明 i        在当前光标处进行编辑 I        在行首插入 A       在行末插入 a       在光标后插入编辑

信息安全系统设计基础第三周学习总结

要点概括: 一.三种最重要的数字表示:    无符号数,有符号数(二进制补码),浮点数 从逆向考虑为什么产生漏洞: 结果太大不能表示时产生溢出,得到了负的结果.   二.信息存储 1.进制转换:以二进制作为桥梁. 2.字长:32位 64位 3.数据大小:单精度(4字节),双精度(8字节) 4.声明指针: 对于任何数据类型T,声明 T *p: 表明p是一个指针变量,指向一个类型为T的对象. 5.gcc –m32 可以在64位机上生成32位的代码. 6.寻址和字节顺序:    字节顺序是网络编程的基

20135223何伟钦—信息安全系统设计基础第三周学习总结

信息的表示和处理 2.0三种数字表示 无符号:编码基于传统的二进制表示法,表示大于或者等于零的数字. 补码:编码是表示有符号整数的最常见的方式,有 符号整数就是可以为正或者为负的数字. 浮点数:编码是表示实数的科学记数法 的以二为基数的版本. 溢出(overflow)的例子:使用 32 位来表示数据类型int,计算表达式200*300*400*500会得出结果 -884 901 888. 这违背了整数运算的特性,计算一组正数的乘积不应产生一个为负的结果. 2.1信息存储 机器级程序将存储器视为一

20135327郭皓——信息安全系统设计基础第三周学习总结

第2章 信息的表示和处理 三种重要的数字表现形式: 1. 无符号数:编码基于传统的二进制表示法,表示大于或等于零的数字. 2. 补码:编码是表示有符号整数的最常见方法,有符号整数就是可以为正或者是负的数字. 3. 浮点数:编码是表示实数的科学计数法的以二位基数的版本 2.1 信息储存 大多数计算机使用8位块,或者字节,作为最小的可寻址的储存器单位,而不是在储存器中访问单独的位. 虚拟储存器:机器级程序将储存器视为一个非常大的字节数组. 地址:储存器的每个字节的唯一的数字标识. 虚拟地址空间:所有

信息安全系统设计基础第三周学习总结 ---20135334 赵阳林

第2章 信息的表示和处理 三种最重要的数字表示: * 无符号 * 补码 * 浮点数 运算: * 整数运算 * 浮点运算 对比: 整数运算只能编码相对较小的范围,但是是精确的: 浮点运算可以编码一个较大的范围,但是是近似的:浮点运算不可结合. 注意:溢出——运算位数的限制 第一节 信息存储 计算机最小的可寻址的存储器单位——字节 一个字节的值域:00H-FFH 一.十六进制表示法 1. C表示法 以0x或0X开头的数字常量为十六进制 2. 进制转换 常用进制:二进制(B),十进制(D),八进制(O

20135210程涵——信息安全系统设计基础第三周学习总结

本次学习任务:仔细研读<深入理解计算机系统>第二章内容,掌握整数表示.浮点数表示及其运算 一.学习过程 三种重要的数字表现形式: 无符号数:编码基于传统的二进制表示法表示大于或等于零的数字. 补码:编码是表示有符号整数的最常见方法,可以是正或者是负的数字. 浮点数:编码是表示实数的科学计数法的以二位基数的版本 溢出:计算机的表示法是用有限数量的位来为一个数字编码,因此当结果太大就会导致某些运算溢出. 整数和浮点数会有不同的数学属性是因为处理数字表示有限性的方法不同. (整数是编码相对较小的数值

信息安全系统设计基础第三周学习总结-吕松鸿

第2章 信息的表示和处理 (一).三种重要的数字表示 无符号数:编码基于传统的二进制表示法(大于或者等于零的数字). 补码:编码是表示有符号整数的最常见方式(为正或者为负的数字). 浮点数:编码是表示实数的科学记数法的以二为基数的版本. 整数的表示虽然只能编码一个相对较小的数值范围,但是是精确的:而浮点数虽然可以编码一个较大的数值范围,但是这种表示是近似的表示. 大量的计算机安全漏洞都是由于计算机运算的微妙细节引发的. (二).信息存储 计算机最小的可寻址的存储器单位——字节 一个字节的值域:0

20135219洪韶武——信息安全系统设计基础第三周学习总结

学习过程总结 一.gcc 编译 使用C99特性时 gcc -std=c99 xxx.c 实验楼环境为64位,编译为32位机器码: gcc -m32 xxx.c 二.重点注意知识点 p20: 三种数字:无符号数.有符号数(2进制补码).浮点数,信息安全系同学从逆向角度考虑为什么会产生漏洞 p22: 进制转换,注意拿二进制作中间结果就好转了 p25: gcc -m32 可以在64位机上(比如实验楼的环境)生成32位的代码 p26: 字节顺序是网络编程的基础,记住小端是“高对高.低对低”,大端与之相反

20145216史婧瑶《信息安全系统设计基础》第九周学习总结

20145216史婧瑶<信息安全系统设计基础>第九周学习总结 教材内容总结 第十章 系统级I/O 输入/输出(I/O)是在主存和外部设备之间拷贝数据的过程. 第一节 Unix I/O 这一节涉及到操作系统的基本抽象之一--文件.也就是说,所有的I/O设备都被模型化为文件,而所有的输入输出都被当做对相应文件的读/写.相关的执行动作如下: 1.打开文件: 应用程序向内核发出请求→要求内核打开相应的文件→内核返回文件描述符 文件描述符:一个小的非负整数,用来在后续对此文件的所有操作中标识这个文件.有

20145311 《信息安全系统设计基础》第二周学习总结

20145311 <信息安全系统设计基础>第二周学习总结 教材学习内容总结 重新学习了一下上周的一部分命令:grep main wyx.c(grep的全文检索功能)ls > ls.txt :ls内容输出到文本find pathname -mtime -n/+nfind -size -n/+n (find的功能还是比较强大) 简单地学习了一下vim编辑器,跟着vimtutor简单地学了一些,在linux bash中使用vim能够极大地提高效率, vim的用法比较多,只学习了其中简单的一部分