20135328-信息安全系统设计基础第三周学习总结（信息的处理和表示）

***第四周学习笔记（9.28-10.04）:
学习计时：共小时
读书：
代码：
作业：
博客：6
一、学习目标

1. 理解二进制在计算机中的重要地位
2. 掌握布尔运算在C语言中的应用
3. 理解有符号整数、无符号整数、浮点数的表示
4. 理解补码的重要性
5. 能避免C语言中溢出，数据类型转换中的陷阱和可能会导致的漏洞

二、学习资源
（提示：可选项，如有其他相关资源请在此说明）：

1. 教材：第二章《信息的表示和处理》，详细学习指导见这。
2. 课程资料：https://www.shiyanlou.com/courses/413 实验三，课程邀请码：W7FQKW4Y
3. 教材中代码运行、思考一下，读代码的学习方法见这。

三、学习方法
（提示：为提高学生的学习效果，请在此处为学生提出微课程学习的具体要求或建议）

1. 进度很重要：必须跟上每周的进度，阅读，练习，问答，项目。我会认真对待每一位同学，请你不要因为困难半途而废。
2. 问答很重要：遇到知识难点请多多提问，这是你的权利更是您对自己负责的义务。问答到博客园讨论小组：http://group.cnblogs.com/103791/
3. 实践很重要：解决书中习题，实践书中实例，完成每周项目，才算真的消化了这本好书。通过实验楼环境或自己安装的虚拟机在实践中进行学习
4. 实验报告很重要：详细记录你完成项目任务的思路，获得老师点评和帮助自己复习。学习完成后在博客园中（http://www.cnblogs.com/）把学习过程通过博客发表，博客标题“信息安全系统设计基础第三周学习总结”

四、学习任务

1. 阅读教材，完成课后练习（书中有参考答案）
2. 考核：练习题把数据变换一下
3. 加分题：课后作业最多两人一组，互相不能重复，1星题目每人最多加一分，2星题目每人最多加二分，3星题目每人最多加三分，4星题目每人最多加四分。

五、后续学习预告（可选）：
教材第三章《程序的机器级表示》

六、学习过程
1.进制

• 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
  计算机的运算方式和人的思维方式的差异？也就是设计者的问题？
• p22: 进制转换，注意拿二进制作中间结果就好转了
  0x十六进制-->二进制-->十进制
• 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
  2.字和字节
• p26: 字节顺序是网络编程的基础，记住小端是“高对高、低对低”，大端与之相反就可以了。
  小端法——在存储器中按照从最低有效字节到最高有效字节的顺序存储对象。
  大端法——从最高有效字节到最低有效字节的顺序存储。
• p28: 代码执行一下

3.布尔运算

• 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。
  不应该是与或非门吗？
• p33: 掩码是位运算的重要应用，对特定位可以置一，可以清零（被屏蔽）
  通过指定一个位向量掩码，有选择的使能或不能屏蔽一些信号。

• 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。
  正数的补码=原码
  负数的补码=原码各位取反再加1
• 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”
  一个同样的字节序列，表示的东西因上下文的不同而不同
• p48: 怎么样让负数等于正数？ 信息安全的逆向思维
  负数溢出？
• p49: 0扩展和符号扩展
  对数据类型进行的拓展
  公式较为复杂

• p52: 深入思考一下代码和结果

• p54: 如何让整数运算溢出？如何避免？ p62例子看看
  无符号加法等于计算和模上2
• p67: 关于整数运算的最后思考
  对整数运算还是有概念模糊，在位级运算上，我更倾向于
• 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
  符号sign、尾数significand、阶码exponent
• p74: 整数与浮点数表示同一个数字的关系
  74页的整数值转换成浮点形式例子很好.......

• p78: 整数与浮点数转换规则

七、遇到的问题及解决

• 只要一个与非门（？），就可以完成所有的逻辑运算。
  不应该是与或非门吗？
  关于此问题,在逻辑代数中有一个【完备集】的概念.所谓【完备集】就是：能够【表示或等价表示】所有【逻辑表达式】的【联结词】的集合.
  　　任何一个【逻辑表达式】都可以看作是一个【逻辑函数】的解析式.那么,两个【逻辑表达式】等价,就可表示为两个【逻辑函数】相等.于是,问题转化为【是否可以用一组联结词,表示所有的逻辑函数】了.
  　　逻辑函数,除了可以用逻辑表达式表示外；还可以用【真值表】表示.一个逻辑函数的表达式可以有千万种变化——所以,很难用逻辑表达式表示出所有的逻辑函数.但是,在真值表中,所有相等的逻辑函数的取值情况,却是唯一的.
  　　不论一个逻辑函数有多复杂,它在真值表中,最终都是由一列0、1数列唯一确定的.而我们都知道：
  　　任何一个逻辑函数,都可以根据其真值表直接写出它的【标准与或式】；
  而标准与或式显然是仅由｛与、或、非｝表示的.这也就证明了｛与、或、非｝是一个【完备集】.
  　　事实上,在｛与、或、非｝中,去掉【与】,或者去掉【或】之后,它仍然是一个完备集.即：只用｛与、非｝或者｛或、非｝也可以表示所有逻辑函数.证明思路很简单：
  　　只要证明可以用｛与、非｝表示【或】,也可以用｛或、非｝表示【与】就行了.

八、其他
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