20135323符运锦--信息安全系统设计基础第八周期中总结

学习计时：共10小时

读书：5小时

代码：0小时

作业：3小时

博客：2小时

第二周

1. man -k有一个共同特点就是基于"搜索"

2. cheat命令是在GNU通用公共许可证下，为Linux命令行用户发行的交互式备忘单应用程序。它提供显示Linux命令使用案例，包括该命令所有的选项和简短但尚可理解的功能。

3. grep 可以对文件全文检索，支持正则表达式，正则表达式也是一个重要的元知识。

4.ac,apt-get,bzip2,cat,chgrp,chmod,chown,clear,compress,cp,dd,df,diff,du,dump,evn,find,finger,free,grep,gzip,head,kill,less,ln,locate,l,gout,ls,man,mkdir,more,mount,mt,mv,netstat,nslookup,od,passwd,patch,ps,pstop,pwd,rm,shell,sort,ssh,stty,tail,tar,telnet,touch,tree,uname,unzip,vi,vim,whereis,which,who,write等

5.做错的试题：

填空：Linux Bash中，Ctrl+a快捷键的作用是（将光标移至输入行头，相当于Home键）。

判断：Linux Bash中， man printf和man 1 printf 功能等价。 Ok

填空：Linux Bash中，使用wc统计hello.c共有几行代码的的命令是（ wc -l hello.c ）

判断：col 命令的-h参数可以将Tab换成对等数量的空格建。x ， 空格换tab

第三周

电子材料：

1 GCC编译的四个步骤：预处理(gcc -E)、编译(gcc -S)、汇编(gcc -c)、链接,  gcc 选项可以简记为"ESc",相应的产出文件的后缀可以简记为"iso"

2 静态链接库的生成：ar rcsv libxxx.a xxx.o

静态库的使用： gcc -o main main.c -L. -lxxx   注意-L   -l 的含义

3 共享库的生成 gcc -fPIC -c xxx.c

                    gcc -shared -o libxxx.so xxx.o

共享库的使用：gcc -o main main.c -L. -lxxx

注意注册共享库的方法

   

注意：

• 静态库、动态库（共享库）解决了不想给别人xxx.c时还要别人用xxx.c的功能的好办法。
• 做项目时，不要一切从头来，没准别人就有实现你功能的静态库、动态库（共享库）
• 理解一个项目，多个模块的分模块编译的好处：没有修改就不用重新编译

   

4 gdb:  gcc -g

    四种断点（函数、行、条件、临时）

    p68 例子走一遍就行

    p75 修改变量的值：set var n=4   资料上有误

5 makefile:

会画依赖图

   会根据依赖图写显示规则：

     目标：依赖文件

命令

   makefile中的变量  p78的自动变量要理解

教材第一章：

p1 理解信息就是位+上下文

p2 查看源文件可以用od 命令 ： od -tc -tx1 hello.c

p5 冯式结构，理解p6 CPU执行指令的操作（加载、存储、操作、跳转）

p9 存储系统的核心思想：缓存

p10 操作系统核心抽象（文件、虚存、进程、虚拟机）：可以指导大家学习《操作系统》

教材第七章：

p450 链接器的两个任务、目标文件的三种形式、目标文件格式（a.out COFF

 PE ELF） ：这四种格式，特别是PE，ELF格式是信安专业同学要掌握的，是研究病毒等恶意代码的基础。

p451: ELF文件格式：试试readelf命令

p455: 理解全局符号的解析：学会多个模块。

p473: 处理目标文件的工具

9.做错的试题：

man -k 填空: 数据结构中有线性查找算法，C标准库中没有这个功能的函数，但Linux中有，这个函数是（lfind或lsearch）

cheat 填空：To list the content of /path/to/foo.tgz archive using tar ( tar -jtvf /path/to/foo.tgz )

CH07选择：教材p449中 swap.c中的bufp1 是（ A ） A 全局符号 B外部符号 C本地符号 D以上都不对

CH07 判断：C语言中，全局变量是强符号。（X）

1. 在vi中，查看scanf和printf man pages(帮助文档)的命令分别是？（2分）

K 3K

2. 编译和运行以上代码的命令(2分)

gcc *.c -o main

./main

3. 使用GDB调试以上代码：编译代码的命令是？main.c中如何给main函数设置断点？如何在第六行设置断点？（3分）

gcc -g *.c -o main

b main

b 6

4. 除了main.c外，其他4个模块(add.c sub.c mul.c div.c)的源代码不想给别人，如何制作一个mymath.a静态库？main.c如何使用mymath.a?（3分）

gcc -c add.c sub.c mul.c div.c

ar rcvs libmymath.a add.o sub.o mul.o div.o

 

gcc main.c -o main -L. -lmymath (or gcc main.c ./libmymath.a -o main)

 

5. 除了main.c外，其他4个模块(add.c sub.c mul.c div.c)的源代码不想给别人，如何制作一个mymath.so共享库？main.c如何使用mymath.so?（4分）

gcc -fPIC -c add.c sub.c mul.c div.c

gcc -shared -o libmymath.so add.o sub.o mul.o div.o

 

gcc -o main main.c -L. -lmymath

 

libmymath.so 要拷贝到/lib or /usr/lib

 

6. 写出编译上面代码的makefile,编译出来的目标文件为testmymath, 只用显式规则就可以.（4分）

 

testmymath: main.o add.o sub.o mul.o div.o

gcc main.o add.o sub.o mul.o div.o -o testmymath

main.o: main.c head.h

gcc -c main.c

add.o: add.c head.h

gcc -c add.c

sub.o: sub.c head.h

gcc -c sub.c

mul.o: mul.c head.h

gcc -c mul.c

div.o: div.c head.h

gcc -c div.c

 

 

第四周

1. 学习任务教材第二章

公式可以不看，习题不能不做，考核题目和课后习题类似，重点题目：

2.4、2.6、2.8、2.11、2.13、2.14、2.18、2.19、2.21、2.23、

 2.24、2.25、2.27、2.29、2.33、2.34、2.39、2.40、2.42、2.43、

2.44、2.45、2.47、2.50、2.52、2.54

   

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

p22: 进制转换，注意拿二进制作中间结果就好转了

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

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。

p28: 代码执行一下

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。

p33: 掩码是位运算的重要应用，对特定位可以置一，可以清零

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。

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"

p48: 怎么样让负数等于正数？ 信息安全的逆向思维

p49: 0扩展和符号扩展

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

p67: 关于整数运算的最后思考

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

p74: 整数与浮点数表示同一个数字的关系

p78: 整数与浮点数转换规则

2.做错的试题：

man -k 填空：Linux中显示文件（file ）属性(status)的命令是（ stat ）

cheat 填空：使用du命令对当前目录下的目录或文件按大小排序 的命令是( du -sk *| sort -rn )

2.14 填空：a,b长度都是一个字节，a=1,b=6, a||b = ( 1 or true )

2.18 填空：16位机器上，补码0x8004转化等值的十进制是（ -2044 ）

2.19 判断：T2U4(-8) + 8 = 16 （OK）

2.54 判断： f== -(-f) (ok)

 

第五周

1. 学习任务教材第三章
   本章学习内容是汇编语言，现在直接写汇编的机会不多了，但一定要能读懂，信息安全的核心思维方式"逆向"在这有很好很直接的体现，反汇编就是直接的逆向工程。
   本章重点是3.7，但没有3.1-3.6的基础也是不行，如果想真正的提高动手能力，3.11如何用GDB调试汇编要好好练习一下，不过大多GDB技巧大家都会了。
   3.1-3.7中练习,重点：3.1,3.3,3.5,3.6,3.9,3.14,3.15,3.16,3.22,3.23,3.27,3.29,3.30,3.33,3.34
   
   p104, p105: 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
   p106: ISA的定义，ISA需要大家能总结规律，举一反三，比如能对比学习ARM的ISA；PC寄存器要好好理解;
   p107： gcc -S xxx.c -o xxx.s 获得汇编代码，也可以用objdump -d xxx 反汇编; 注意函数前两条和后两条汇编代码，所有函数都有，建立函数调用栈帧，应该理解、熟记。 
   注意: 64位机器上想要得到32代码：gcc -m32 -S xxx.c
   MAC OS中没有objdump, 有个基本等价的命令otool 
   Ubuntu中 gcc -S code.c （不带-O1） 产生的代码更接近教材中代码（删除"."开头的语句）
   p108: 二进制文件可以用od 命令查看，也可以用gdb的x命令查看。
   有些输出内容过多，我们可以使用 more或less命令结合管道查看，也可以使用输出重定向来查看
   od code.o | more
   od code.o > code.txt
   p109: gcc -S 产生的汇编中可以把 以"."开始的语句都删除了再阅读
   p110: 了解Linux和Windows的汇编格式有点区别：ATT格式和Intel格式
   p111: 表中不同数据的汇编代码后缀
   p112: 这几个寄存器要深入理解，知道它们的用处。esi edi可以用来操纵数组，esp ebp用来操纵栈帧。 
   对于寄存器，特别是通用寄存器中的eax,ebx,ecx,edx,大家要理解32位的eax,16位的ax,8位的ah,al都是独立的，我们通过下面例子说明：
   假定当前是32位x86机器，eax寄存器的值为0x8226，执行完addw $0x8266, %ax指令后eax的值是多少？ 
   解析：0x8226+0x826=0x1044c, ax是16位寄存器，出现溢出，最高位的1会丢掉，剩下0x44c，不要以为eax是32位的不会发生溢出.
   
   p113: 结合表，深入理解各种 寻址方式；理解操作数的三种类型：立即数、寄存器、存储器；掌握有效地址的计算方式 Imm(Eb,Ei,s) = Imm + R[Eb] + R[Ei]*s
   p114: MOV相当于C语言的赋值"="，注意ATT格式中的方向， 另外注意不能从内存地址直接MOV到另一个内存地址，要用寄存器中转一下。能区分MOV，MOVS，MOVZ，掌握push,pop
   p115/p116: 栈帧与push pop; 注意栈顶元素的地址是所有栈中元素地址中最低的。
   p117: 指针就是地址；局部变量保存在寄存器中。
   p119: 结合表理解一下算术和逻辑运算, 注意目的操作数都是什么类型
   特别注意一下减法是谁减去谁
   注意移位操作移位量可以是立即数或%cl中的数
   p123: 结合C语言理解一下控制部分，也就是分支（if/switch），循环语句(while, for)如何实现的。考验大家举一反三的学习能力。控制中最核心的是跳转语句：有条件跳转p128（实现if,switch,while,for），无条件跳转jmp(实现goto)
   p124: 有条件跳转的条件看状态寄存器（教材上叫条件码寄存器）
   注意leal不改变条件码寄存器
   思考一下：CMP和SUB用在什么地方
   p125: SET指令根据t=a-b的结果设置条件码
   p127: 跳转与标号
   p130/p131: if-else 的汇编结构
   p132/p133: do-while
   p134/p135: while
   p137/p138: for
   p144/p145: switch
   p149: IA32通过栈来实现过程调用。掌握栈帧结构，注意函数参数的压栈顺序.
   p150/p151： call/ret; 函数返回值存在%eax中
   p174: bt/frame/up/down :关于栈帧的gdb命令
2. 做错的试题：

   CH03 填空：从i386开始，x86体系结构扩展到了32位，增加了（平坦）寻址模式
   CH03 填空：在64位机器上，要用gcc编译出32位机器码，需要使用（-m32） 选项

   CH03 选择：栈用来（ABCD） A 传递参数 B 存储返回信息 C保存寄存器 D本地存储。

    

    

第六周

学习任务教材 第四章

本章内容是处理器体系结构，重点掌握ISA，并能举一反三；本章带着大家设计并实现了一个结合CISC和RISC思想的处理器Y86，一个类IA32体系的处理器；ISA在编译器编写者和处理器设计者之间提供了一个抽象。

本章重点是4.1-4.3，流水线部分4.4-4.5供学有余力的同学自学

练习题：4.1 4.2 4.5 4.6 4.8 4.10 4.11 4.12 4.16 4.17 4.19 4.21 4.24

做错的试题：

4.2 Y86中 0xa00f 对应的汇编语句是（pushl %eax）

4.10 填空：写出HCL代码，求输入字A、B中的最小值（ 注意是两个 ）

CH04 填空：p266, icode == IOPL :ifun; 的功能是（加减与异或运算的选择） 

 

第七周

1. 学习任务教材第六章
   了解存储设备的类型和特点；重点理解局部性原理和缓存思想在存储层次结构中的应用
   
   重点练习题：6.2，6.3，6.4，6.8，6.9，6.10，6.11，6.12, 6.13
   
   6.1 节
   
   了解三种常见存储技术：RAM/ROM/磁盘；
   RAM有SRAM和DRAM，特点和应用；
   ROM有PROM，EPROM，E2PROM，FLASH；
   磁盘是重点，涉及到后面的i/o和文件系统，做好相关练习
   磁盘结构：盘片、磁道、扇区、间隙、柱面；磁盘驱动器
   磁盘容量
   访问时间：寻道、旋转、传送
   逻辑磁盘块：这个很重要，内存可以看成字节数组、磁盘可以看成块数组
   总线
   数据总线、控制总线、地址总线
   系统总线、存储总线、I/O总线：p395图要理解
   读写事务：P389图要能理解
   
   6.2 节
   局部性原理：时间局部性、空间局部性，有能力者理解一下p429最后一段"存储器山"
   数据引用局部性
   取指令局部性
   6.3 节
   存储层次结构：系统观(1+1>2)（举一反三：对称不对称加密形成的混合加密系统，混合动力汽车...）
   中心思想：每层存储设备都是下一层的"缓存"
   对照p408的表理解
   6.4节
   高速缓存结构（S，E，B，m）：高速缓存组、高速缓存行、块
   映射
   命中
   缓存管理
2. 做错的试题：

   6.8 填空：只修改第八行，让程序具有良好的空间局部性。改为：（ sum +=a[i][j][k] ）

   6.2 填空：计算磁盘容量（327.68G）：4个盘片，100000个柱面，每条磁道800个扇区，每个扇区512个字节。
   CH06 填空：对磁盘扇区的访问时间包括三个部分（寻道时间、旋转时间、传送时间）。

   6.11 填空：3/4的命中率的如何计算的（(32-8)/32,或每4次有一次不命中）

   CH06 填空：局部性有两种形式（时间局部性、空间局部性）。

收获

开学从学习《深入理解计算机系统》以来，对这门课已经有了一定的了解。从首先VIM，GCC，GDB入门，再到后来的存储器结构，一节节地跟着老师的脚步，学习到了很多的知识，对于LINUX，有了一定的认识，对于后续的学习有很大的帮助。唯有基础打得好，才能学得更多。这次期中总结让我可以对前面的知识有一个更加系统的回顾，夯实了基础，我觉得十分的有意义。

 

不足

每节都有一定的知识点不能理解，但是也不能很及时消化，总想着解决，但是学习任务过于紧凑，有时可能转眼就忘了，正好借此次总结，再次回顾之前学习的知识。

 

课程建议和意见

课程相比刚开学已经轻松了不少，希望老师以后可以加大在上课时间对知识点的讲解，其实很多知识点如果没有师傅领进门也是挺难自学的，可能我的学习能力实在有限，有时候感觉到十分吃力，望老师采纳。