20145229吴姗珊 《信息安全系统设计基础》第3周学习（知识重点总结）

20145229吴姗珊 《信息安全系统设计基础》第3周知识总结

知识总结

-三种重要的数字表示
无符号[表示大于或等于零的数字]
补码[二进制补码][表示有符号整数]
浮点数[表示实数的科学计数法的以二为基数的版本]

-数据大小
gcc -m32 可以在64位机上（比如实验楼的环境）生成32位的代码

-寻址和字节顺序
最低有效字节在最前面的方式，小端法
最高有效字节在最前面的方式，大端法

-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

-掩码是位运算的重要应用，对特定位可以置一，可以清零。
掩码是一个位模式，表示从一个字中选出的位的集合。
用位向量给集合编码，通过指定掩码来有选择的屏蔽或者不屏蔽一些信号，比如某一位位置上为1时，表明信号i是有效的；0表示该信号被屏蔽。

-整型数据类型
要用C99中的“long long”类型，编译是要用 gcc -std=c99。long long至少需要8个字节表示

-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。
-怎么样让负数等于正数？
当执行一个运算时，如果它的一个运算数是有符号的而另一个是无符号的，所以c语言将有符号参数强制类型转换为无符号数，并假设这两个数都是非负的，这种方法对标准的算术运算来说没有差别，但是对于关系运算符来说，它会产生不同的结果。

-扩展和符号扩展
从一个较小的数据类型转换到一个较大的类型。无符号数的转换是简单的在表示的开头添0，这种运算称为零扩展，补码数字的转换则是在表示中添加最高有效位值的副本,称为符号扩展。扩展前要先将要扩展的数值进行二进制表示才能找到最高有效位Xw-1。虽进行扩展，但位向量不变。
零扩展：简单地在表示的开头添加0；
符号扩展：在表示中添加最高有效位的值的副本。

-IEEE浮点标准，float/double类型
IEE浮点标准： 用V=(-1)^s X 2^E X M 来表示一个数
符号：s决定这个数是正还是负。0的符号位特殊情况处理。
阶码：E对浮点数加权，权重是2的E次幂（可能 为负数）
尾数：M是一个二进制小数，范围为1_2-ε或者01-ε（ε=1/2的n次幂）
编码规则：单独符号位s编码符号s，占1位 k位的阶码字段exp编码阶码E n位小数字段frac编码尾数M（同时需要依赖阶码字段的值是否为0）
单精度（float），k=8位，n=23位，一共32位；双精度（double），k=11位，n=52位，一共64位

p33:了解掩码：掩码是一串二进制代码对目标字段进行位与运算，屏蔽当前的输入位。我们可以通过指定一个位向量掩码，有选择地使能或是不能屏蔽一些信号，当某一位置掩码为1，表明信号i有效，而0表明该信号被屏蔽，那么掩码表示的也就是设置为有效信号的集合。

p39: 补码是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。
补码的编码方式是有符号的，即取反加1，书上的解释更加清楚，用向左指的灰色条（负轴方向）表示符号位具有负权重，即该位向量的值就是就可以用向左指的和向右指的条相加决定的。

-补码运算规则：

[X+Y]补 = [X]补 + [Y]补;
[X-Y]补 = [X]补 - [Y]补 = [X]补 + [-Y]补

心得体会

由于要求在周四之前发一篇博客，时间不是很够，所以打算先学习理论的知识点内容，以上即为第三周学习的理论知识，下一篇将会补上学习的实践内容，把脚步放慢一点，让自己学得更扎实一点，但是在这门课的学习中，也应该加紧步伐每天多学习一些内容让自己赶上同学们的步伐，学习的知识固然是难以理解的，但是在一点点的学习中，相信一切都会迎刃而解的，只要想学习，一切都不算晚。

参考资料

• [《深入理解计算机系统V2》学习指导]
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