2018-2019-1 20165228 《信息安全系統設計基礎》第二周學習總結

教材學習內容總結

信息=位+上下文

• 無符號編碼：基於傳統的二進制表示法，表示大於等於零的數字
• 補碼編碼：表示有符號數證書最常見的方式，可表示或正或負的數字
• 浮點數編碼：表示實數的科學計數法的以二為基數的版本

• 溢出：計算機的表示法是用有限數量的位來對一個數字編碼，當結果太大以至不能表示時，某些運算就會溢出

  信息的存儲

• 1個字節為8位，大多數計算機將1個字節作為最小的可尋址的存儲器單位。

• 機器級程序將存儲器視為一個非常大的字節數組，稱為虛擬存儲器。存儲器的每個字節都由一個唯一的數字來標識，稱為地址。所有地址的集合稱為地址空間。

  字

• 字長：指明證書和指針數據的標稱大小。決定最重要的系統參數就是虛擬地址空間的最大大小。對於一個w位的機器而言，虛擬地址的範圍為0~2^w-1，程序最多訪問2^w個字節。

  字節排列規則

• 小端法（little endian）：最低有效字節排列在最前面
• 大端法 (big endian)：最高有效字節排列在最前面

• 網絡應用程序的代碼編寫必須遵守已建立的關於字節順序的規則，以確保發送方機器將它的內部表示轉換成網絡的標準，而接收方機器則將網絡標準轉換為它的內部表示。

  字符串

• C語言中的字符串被編碼為一個以null（其值為0）字符結尾的字符數組。每個字符都由某個標準編碼來表示，最常見的是ASCII字符碼。

• 不同的機器類型使用不同的且不兼容的指令和編碼方式。即使處理器完全一樣，但是運行不同操作系統，也會有不同的編碼規則，因此二進制代碼是不兼容的。

  十進制( Decimal)與R進制的轉換

• R個基本符號(0,1,2.R-1)
• R稱為基數(base),它代表每個數位上可以使用的不同數字符號個數。R稱為第位上的權

• 逢R進一

  二進制與八進制/十六進制的轉換

• 二進制轉化為八進制：從低位開始，三位二進制碼表示的十進制數作為一位八進制碼，高位不足時補0。
• 二進制轉化為十六進制：從低位開始，四位二進制碼表示的十進制數作為一位十六進制碼，高位不足時補0。

• 八進制/十六進制轉化為二進制時，只需要將每一位八進制碼/十六進制碼還原為三位/四位二進制碼即可。

  位級運算

• 位向量：固定長度位w、由0和1組成的串
• 位的高低：從左到右，從高到低

• 運算：
  &（按位與）
  | （按位或）
  ~（按位取反）
  ^（按位異或）

  邏輯運算

  &&（邏輯與）
  ||（邏輯或）
  ！（邏輯非）

• 非零參數都表示TRUE，0表示FALSE

  移位運算

• 邏輯右移：右移N位，就在高位補N個0

• 算術右移：右移N位，就補N個最高位的值

  有符號數與無符號數之間的轉換

• 處理同樣字長的有符號數與無符號數之間相互轉換的一般規則：數值可能會改變，但是位模式不變。
  （1）有符號數→無符號數
  非負數——保持不變

負數——轉換成大正數
（2）無符號數→有符號數
以2^*(w-1)為界限：

小於它——保持不變

大於它——轉換為負數值
[0,2(w-1))範圍內的數字，無符號和補碼表示相同；範圍之外的，需要加上或者減去2w

運算時若同時存在有符號數和無符號數，會隱式的將有符號數強制類型轉換為無符號數，並且假設這兩個數都是非負的。

無符號數運算

• 加法：
  

• 乘法：
  

• 除法：向下取整

  補碼運算

• 加法：
  

• 乘法：
  

• 除法：算術右移

浮點數運算

IEEE浮點表示：V=(-1)s x M x 2E（符號 s，尾數 M，階碼 E）
向偶舍入(默認)：將數字向上或向下舍入，是的結果的最低有效數字為偶數。能用於二進制小數。
向零舍入：把整數向下舍入，負數向上舍入。
向下舍入：正數和負數都向下舍入。
向上舍入：正數和負數都向上舍入。

代碼托管

其他（感悟、思考等，可選）

本周主要是理論知識的學習，進一步了解C中信息的存儲、轉換和運算規則。

學習進度條

• 計劃學習時間:9小時

• 實際學習時間:4小時

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