信息安全系统设计基础第三周学习总结

学习任务： 

1.二进制在计算机中的重要地位：

二进制值是计算机编码、存储和操作信息的核心。

2.布尔运算在C语言中的应用

c语言支持按位布尔运算，这些运算可以运用到任何整型的数据类型上。

确定一个位级表达式的结果的最好方法是 将十六进制的参数扩展成二进制表示并执行二进制运算，然后再转换回十六进制。

3.有符号整数、无符号整数、浮点数的表示

有符号整数表示：

有符号数是针对二进制来讲的。用最高位作为符号位，"0"代表"+"，"1"代表"-";其余数位用作数值位，代表数值。

有符号数的表示:计算机中的数据用二进制表示，数的符号也只能用0/1表示。一般用最高有效位(MSB)来表示数的符号，正数用0表示，负数用1表示。

有符号数的编码方式，常用的是补码，另外还有原码和反码等。用不同二进制编码方式表示有符号数时，所得到的机器数可能不一样，但是真值应该是相同的。

例题：

 

 

 

 

无符号整数表示：

无符号数是针对二进制来讲的，无符号数的表数范围是非负数。

全部二进制均代表数值，没有符号位。即第一个"0"或"1"不表示正负。

 

例题：

 

 

 

有符号数和无符号数之间的转换：

总结：

无符号数转换为有符号数
看无符号数的最高位是否为1，如果不为1（即为0），则有符号数就直接等于无符号数；如果无符号数的最高位为1，则将无符号数取补码，得到的数就是有符号数。
有符号数转换为无符号数
看有符号数的最高位是否为1，如果不为1（即为0），则无符号数就直接等于有符号数；如果有符号数的最高位为1，则将有符号数取补码，得到的数就是无符号数。

C语言中有符号数和无符号数：

 

总结：

C支持所有整形数据类型的有符号数和无符号数运算。尽管C标准并没有指定某种有符号数的表示，但是几乎所有的机器都使用二进制补码。通常，大多数数字默认都使有符号的，C也允许无符号数和有符号数之间的转换，转换原则是基本的位表示保持不变。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，那么C会隐含地将有符号参数强制转换为无符号数，并假设这两个数都是非负的，来执行这个运算。

浮点数表示：

IEEE表示浮点数

 

C语音中浮点数的表示：

 

float:单精度,32位

unsigned float:单精度无符号,32位

double:双精度,64位

long double:高双精度,80位

 

 

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

 

重点练习

1.p24 进制转换代码 

 

1 #!/bin/perl
2  #  Convert list of decimal numbers into hex
3  
4  for($i=0;$i<@ARGV;$i++){
5            printf("%d\t=0x%x\n",$ARGV[$i],$ARGV[$i]);
6  }

 

 

#!/bin/perl
# Convert list of hex numbers into decimal

for($i=0;$i<@ARGV;@i++){
 $val = hex($ARGV[$i]);
 printf("0x%x=%d\n",$val,$val);
}

 

 

2.p24 show_bytes,写个main函数测试一下，参考p30代码

主函数：

 

运行结果：

3.p35 练习2.11， 可以用GDB单步跟踪一下，理解更深刻

答案：

问题A：k，k

问题B：假设k=2，,2k+1=5，当达到最后一次循环的时候，first=last=2，a[2]=3. 此时调用函数inplace_swap,在该函数内部得到：

     第一步：y=3^3=0

     第二步：x=3^0=3

     第三步：y=x^y=3^0=3

这是我们希望的结果，但是在实际上2.10采用了指针的方式。当第一步y=3^3=0时，指针y所指向的地址存储的值已经改变，同时x也指向了与y相同的地址，所以此时x=0。因此后面两步没有意义。事实上结果如下：

     第一步：y=3^3=0，x=0

     第二步：x=0^0=0，y=0

     第三步：y=x^y=0^0=0,x=0

 

问题C：解决方法有两种。

其一可以将for(first = 0, last = cnt - 1;first <= last；first ++, last --)改为for(first = 0, last = cnt -1;first <last;first ++, last --)
其二可以讲inplace_swap函数中的指针xy改为普通变量。

 

4.p44 代码放到一个main函数中，可以用GDB单步跟踪一下，理解更深刻

 

gdb调试：

5.p47/p49代码放到一个main函数中，可以用GDB单步跟踪一下，理解更深刻

gdb：

6.p78,转换规则可以写几行代码测试一下。

分别测试了以下几种情况：

int->float

int->double

double->float

double->int

 

 

 

教材家庭作业

 

代码：

运行结果：

 

出现的问题及解决方法：

1.因为不了解perl语言，不知道怎样运行，最后自己尝试编写了一份c语言的进制转换，能够成功出现结果。

2.由于实验楼没有加入用户组，出现“没有权限。。。”，加入后可正常操作。

3.gdb无法单步跟踪，总是提示the program is not being run。设置断点后后用run命令也无法停到断点处。在网上查阅后，多少人说是由于gdb自身的问题，需要重新安装。

4.在做最后的家庭作业的时候，出现与题意相反结果，如图：

经过检测，是函数的返回值出现了问题，取了相反值，改正后可正确输出。