2021-2022-1学期20212325《网络空间安全专业导论》第三周学习总结

《第三周学习总结》

- 第六章 低级程序设计语言与伪代码

• 计算机操作包括 可编程的（programmable）、存储（store）、检索（retrieve）和处理（process）
• 机器语言（machine language） 即计算机直接使用的二进制编码指令构成的语言
  • 虚拟机（virtual computer） 即为了模拟真实机器的重要特征而设计的假想机器。书中提到的Pep/9是Stanley Warford设计的虚拟计算机，它有四十条机器语言指令。
    • Pep/9有七个寄存器，书中重点研究三个：
      程序计数器（PC）：其中包含下一条即将被执行的指令的地址。
      指令寄存器（IR）：其中包含正在本质性的指令的一个副本。
      累加器（A）：用来存储数据和运算的结果。
    • 指令格式：一条指令由两部分构成，即8位的指令说明符(instruction specifier)（指令的第一个字节）和（可选的）16位的操作数说明符(oprand specifier),因此Pep/9的指令在长度上是1字节还是3字节，取决于是否需要用操作说明符。
    • 一些事例指令：
      0000 停止执行
      1100 将字载入寄存器A中
      1101 将字节载入寄存器A中
      1110 存储寄存器A中的字
      1111 存储寄存器A中的字
      0110 将操作数加到寄存器A中
      1000 从寄存器A减操作数
  • Pep/9的输入/输出（I/O）遵循的设计原则是内存映射输入/输出（memory mapped I/O),且Pep/9使用ASCII字符集来表示字符。
• 一个程序实例
  • Pep/9模拟器执行程序时，像真实机器一样每次只运行一条程序命令，并且遵守读取-执行周期：
    1）从由程序计数器确定的存储器位置上获取指令；
    2）解码指令，更新程序计算器；
    3）获得操作数（如果需要）；
    4）执行指令。
  • 另一个机器语言实例
    
• 汇编语言（assembly language）：一种低级语言，用助记码表示特定计算机的机器语言指令。
  汇编器（assembler）：把汇编语言程序翻译成机器代码的程序。
  • Pep/9汇编语言
    
  • 数字数据、分支（branch）、标签（label），其中标签即对内存位置起的名字，可以将这个名字当作操作数。
    
    
  • 汇编语言中的循环，通过重写AddNums程序来使用循环。
• 表达算法
  算法（algorithm）：解决方案的计划或概要，或解决问题的逻辑步骤顺序。
  伪代码（pseudocode）：一种表达算法的语言。
  • 伪代码的功能，伪代码没有特定的语法规则，但必须要表示出下面的概念：
    1、变量
    2、赋值
    3、输入/输出
    4、选择
    5、重复
    以下是总结的伪代码语句：
  • 执行、写、翻译伪代码算法

- 第七章 问题求解与算法设计

• 如何解决问题
  • 提出问题
    • 寻找熟悉的情况
    • 分治法
    • 算法
    • 计算机问题求解过程
    • 方法总结
      1、分析问题
      2、列出主要任务
      3、编写其余的模块
      4、根据需要进行重组和改写
    • 测试算法
• 有简单变量的算法，简单（原子）变量是指那些不能被分开的变量，是存储在一个地方的一个值。
  • 带有选择的算法
  • 带有循环的算法：
    1、 计数控制循环‘使用一个特殊的变量叫做循环控制变量（loop control variable），第一部分是初始化，第二部分是测试，第三部分是增量。
    2、事件控制循环也分为三部分：事件必须初始化，事件必须被测试，事件必须更新。
    3、平方根，用一个更简单的使用适用于实数以及整数的近似算法。
    抽象步骤（abstract step）：细节仍未明确的算法步骤。
    具体步骤（concrete step）：细节完全明确的算法步骤。
• 复杂变量
  • 数组是同构项目的有名集合，可以通过单个项目在集合中的位置访问它们。项目在集合中的位置叫做索引。与数组有关的算法分为三类：搜索、排序、和处理。
  • 搜索算法
    • 顺序搜索遵循了搜索定义。
    • 有限数组中的顺序搜索，在算法中使用index而不是position。
    • 二分检索（binary search）：在有序列表中查找项目的操作，通过比较操作拍吹大部分检索范围。
  • 排序
    • 选择排序
    • 冒泡排序，也是一种选择排序法，但在查找最小值的时候采用了不同的方法，而且是非常慢的算法，比较迭代算法的方法通常是看他们对数组排序的迭代次数。有时对他稍加修改，就能成为有些情况的最佳选择。
    • 插入排序
• 递归算法中，递归（recursion）即算法调用它本身的能力，每个递归算法至少有两种情况，基本情况和一般情况，所有递归解决方案的第一步是确定尺寸系数，在每次继续递归之前，先了解一个新的控制结构：子程序语句。
  • 子程序语句有两种形式，一种是指执行特定任务的命名代码，一种是不止执行任务，还返回给调用单元一个值（值返回子程序）。子程序是抽象的一种强力工具。
  • 递归阶乘
  • 递归二分检索
  • 快速排序的基础是递归
• 几种重要思想
  • 信息隐蔽（information hiding）：隐蔽模块的细节以控制对这些细节的访问的做法。
  • 抽象（abstraction）：复杂系统的一种模型，中包括对观察者来说必需的细节。抽象和信息隐蔽就像一个硬币的两面，信息隐蔽是隐藏细节的做法，抽象则是隐藏细节后的结果。
    计算领域中的各种抽象模型：
    数据抽象（data abstraction)：把数据的逻辑视图和他的视线分离开。
    过程抽象（procedural abstraction）：把动作的逻辑视图和他的视线分离开。
    控制抽象（control abstraction）：把控制结构的逻辑视图和他的视线分离开。
    控制结构（control structure）：用于改变正常的顺序控制流的语句。
  • 事物命名，给数据和过程一个名字，这些名字叫做标识符。

问题：概念较多，在理解的基础上根据逻辑多加记忆。