20175327 《信息安全系统设计基础》第2周学习总结

教材学习内容总结

1.理解二进制在计算机中的重要地位

二进制是计算技术中广泛采用的一种数制。二进制数据是用0和1两个数码来表示的数。它的基数为2，进位规则是“逢二进一”，借位规则是“借一当二”，由18世纪德国数理哲学大师莱布尼兹发现。当前的计算机系统使用的基本上是二进制系统，数据在计算机中主要是以补码的形式存储的。（计算机中的二进制则是一个非常微小的开关，用“开”来表示1，“关”来表示0。

2.掌握布尔运算在C语言中的应用

c语言中位运算中的布尔运算有：&、|、~、^
&：按位与
|：按位或
~：按位非
^：按位异或，相同为0，相异为1。
计算规则为：

位的逻辑运算的作用：

• 使用位向量做集合编码；
• 使用位向量做掩码mask；
• 使用异或的性质进行变量的交换值；

3. 理解有符号整数、无符号整数、浮点数的表示

1、有符号数机器表示
以16位有符号数为例：
对于正数，非常简单，最高位为0，其余15位表示数值就可以了，比如0110 1110 0101 1110即0x6e5e，表示+28254；
对于负数，稍微有点麻烦，以-4为例，首先计算4的二进制补码，即0000 0000 0000 0100按位取反再加1,即1111 1111 1111 1100，也即0xFFFC。
那么，在有符号数和无符号数之间进行转换时就要注意这一点，如下所示：
int a=-1589；
unsigned int b；
b=a；
那么b是多少呢？肯定不是1589，而是63947。
2、浮点数表示
无论是单精度还是双精度，都有三个部分：

• 符号位；
• 指数位；
• 尾数位；
  float存储方式如下（高位在前，低位在后）：
  符号（1位）| 指数（8位）| 尾数（23位）
  double存储方式如下（高位在前，低位在后）：
  符号（1位）| 指数（11位）| 尾数（52位）

将一个float数转换成内存存储格式步骤：
以3.25为例，将3.25化成二进制，即11.01，用科学计数法表示，则为1.101*2^1，符号位是0，指数是1，尾数是101；但指数位还要进一步计算，需要用127加上刚才算得的指数1，即128（二进制表示1000 0000），
这样3.25的机器存储格式为：（符号位0）（指数1000 0000）（尾数101 0000 0000 0000 0000 0000），即0x40500000。

4.理解补码的重要性

• 使符号位能与有效值部分一起参加运算,从而简化运算规则.
• 使减法运算转换为加法运算,进一步简化计算机中运算器的线路设计

所有这些转换都是在计算机的最底层进行的，而在我们使用的汇编、C等其他高级语言中使用的都是原码。

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

参考：https://www.it610.com/article/5427400.htm

6.进一步理解“信息=位+上下文”

参考：https://www.cnblogs.com/yilinglingyi/p/4224918.html

教材学习中的问题和解决过程

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代码调试中的问题和解决过程

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课后作业中的问题和解决过程

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本周代码托管截图

其他（感悟、思考等，可选）

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