20145328 《信息安全系统设计基础》第5周学习总结

20145328 《信息安全系统设计基础》第5周学习总结

教材学习内容总结

本周学习内容为《深入理解计算机系统》第三章，主要内容基于两种相关的机器语言：Intel IA32和x86-64

3.1 历史观点###

简要介绍了从最开始78年29K个晶体管的8086到08年781M个晶体管的Core i7的Intel系列处理器发展过程

X86寻址方式经历三代

1. DOS时代的平坦模式，不区分用户空间和内核空间，很不安全
2. 8086的分段模式
3. IA32的带保护模式的平坦模式

摩尔定律：

在未来十年，芯片上的晶体管数量每年都会翻一番。

事实证明摩尔定律的预测不仅有点乐观，而且短视。在超过45年中，半导体工业一直能够使晶体管数目每18个月翻一番。

备注：一开始并不能理解乐观且短视是什么意思，多次阅读进行理解才明白。短视是因为在摩尔定律中的预测是未来十年，而实际中已超过45年，乐观则是因为预测中翻一番的时间是以每年来进行计算，而实际情况中则是每18个月才翻一番。这就是摩尔定律乐观且短视的原因。

3.2 程序编码

两种抽象

• 指令集体系结构

  • 定义：机器级程序的格式和行为，即指令集体系结构（Instruction set architecture，ISA）
  • 定义了处理器状态、指令的格式，以及每条指令对状态的影响。

• 虚拟地址

  • 定义：机器级程序使用的存储器地址
  • 虚拟地址所提供的存储器模型看上去是一个非常大的字符数组。
  • 实际实现：将多个硬件存储器和操作系统软件组合起来。

汇编代码

• 在表示上非常接近于机器代码

• 比起机器代码的二进制格式，汇编代码的文本格式可读性更高

• 与C语言差别非常大

• 通常对C语言程序员隐藏的处理器状态是可见的。

  • 程序计数器%eip：指示将要执行的下一条指令在存储器中的位置
  • 整数寄存器文件：包含8个命名的位置，分别存储32位的值
  • 条件码寄存器：保存着最近执行的算术或逻辑指令的状态信息。用来实现控制或数据流中的条件变化。
  • 浮点寄存器：存放浮点数据

• 程序存储器包含：

  • 程序的可执行机器代码
  • 操作系统需要的一些信息
  • 用来管理过程调用和返回的运行时栈
  • 用户分配的存储器块

代码示例

• 通过gcc -S xxx.c -o xxx.s获得汇编代码
• Ubuntu中gcc编译无法识别-01,所以直接使用gcc -S code.c即可
• 64位Ubuntu下得到的汇编代码如下，

• 在64位机器上输入gcc -m32 -S xxx.c可以得到32位汇编代码

• objdump -d xxx反汇编

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课后练习

代码托管情况

代码托管地址→代码托管地址

学习中遇到的问题

好多。。。看不完。。。。

心得体会

本周学习的内容是汇编相关的，由于上个学期没有选汇编这门课，没有汇编基础，所以在看书的时候只能一点一点的来，感觉这一块的只是其实并没有想象中的那么难，但是量真的好大，从上个星期说了要边看书边写博客之后，这周基本上都是对着书一点一点的来，但是好像又看得太细了，导致速度真的很慢，还有好多东西并没有看完，可能之后还是要稍微加快点进度，分辨出哪些东西需要细看哪些不需要。

学习进度条

	代码行数（新增/累积）	博客量（新增/累积）	学习时间（新增/累积）	重要成长
目标	5000行	30篇	400小时
第一周	0/0	1/2	20/40
第二周	63/63	1/3	20/60
第三周	0/63	1/4	20/80
第四周	0/63	1/5	20/100
第五周	45/63	1/6	20/120

参考资料

• 《深入理解计算机系统V2》学习指导
• 实验二 程序的机器级表示
• 2016-2017-1 《信息安全系统设计基础》教学进程 第二周指导