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2019-2020-1 20175324 《信息安全系统设计基础》第2周学习总结

时间:2019-09-29 22:15:42      阅读:128      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:gcc   double   family   集合   存储   整数   处理   点数据   核心   

教材学习内容总结

1.进制

  • 二进制、八进制、十进制、十六进制(转换:以二进制作为中间变量)

2.字

  • 每台计算机都有一个字长,指明整数和指针数据的大小。
  • 虚拟地址是以这样的一个字来编码的,字长决定虚拟地址空间的最大大小。

3.字节顺序

  • 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。

4.布尔代数

  • (1)二进制值是计算机编码、存储、操作信息的核心(0、1),最简单的布尔代数是在二元集合{0,1}上的定义。
  • (2)一个布尔代数,是指一个有序的四元组〈B,∨,∧,〉,其中B是一个非空的集合,∨与∧是定义在B上的两个二元运算,是定义在B上的一个一元运算,并且它们满足一定的条件。
  • (3)布尔值有两个,真(用1表示)和假(用0表示)。
  • (4)布尔值的基本运算是基本逻辑运算,如:逻辑与,逻辑或,逻辑非,异或,同或等等。有自己的一套概念如最大项、最小项、卡诺图、反演律、吸收律之类。

5.整数表示

  • 数据类型long long是在ISO C99中引入的。(编译:gcc -std=c99)。
  • 64位机器用8个字节表示;32位机器用4个字节表示。
  • 负数的范围比整数的范围大1。

6.补码

  • 补码是最常见的有符号数的计算机表示方式。
正数的补码=原码
负数的补码=原码各位取反再加1
最高有效位也叫符号位。

7.无符号数与有符号数转换

  • 强制类型转换的结果保持位值不变,改变解释这些位的方式。
  • 处理同样字长的有、无符号数之间相互转换的规则:数值可能会变,但是位模式不变。(底层的位表示保持不变)
无————>有:U2Tw函数
有————>无:T2Uw函数
  • 注:w表示数据类型的位数。

8.扩展数字的位表示

  • 零扩展:在开头添0。(将无符号数转换成更大的数据类型)
  • 符号扩展:添加最高有效位的值的副本。(一个补码数字转换成更大的数据类型)

9.截断数字

  • 可能会改变数值——溢出的一种形式。

  • 对于无符号数字x,截断到k位,相当于计算:x mod 2(k)。(k次幂)

10.整数运算

  • 整数运算实际上是一种模运算形式。表示数字的有限字长限制了可能的值得取值,结果可能溢出。
  • 溢出:一个算术运算的溢出——完整的整数结果不能放到数据类型的字长限制中。

11.浮点数:标准:IEEE标准754

(1)二进制小数
定点表示法:“.”为界(不能有效的表示很大的数)

十进制:小数点左边的数字的权是10的非负幂,得到整数值;右边的数字的权是10的负幂,得到小数值。
二进制:小数点左边的数字的权是2的非负幂,右边的数字的权是2的负幂。

(2)IEEE浮点表示

●用V = (-1)s * M * 2E的形式来表示一个数:

符号:s决定这个数是负数(s = 1)还是正数(s = 0),而对于数值0的符号位解释作为特殊情况处理。
尾数:M是一个二进制小数,它的范围是1 ~ 2-ε,或者是0 ~ 1-ε。
阶码:E的作用是对浮点数据加权,这个权重是2的E次幂(可能是负数)。

●将浮点数的位表示划分为三个字段,分别对这些值进行编码:

一个单独的符号位s直接编码符号s。
k位的阶码字段exp = ek-1…e1e0编码阶码E。
n位小数字段frac = fn-1…f1f0编码尾数M,但是编码出来的值也依赖于阶码字段的值是否等于0。

●两种常见的格式:C语言中的单精度浮点格式float 和双精度浮点格式double。

float中,s、exp和frac字段分别为1位、k = 8 位和n = 23位,得到一个32位的表示;
在double中,s、exp和frac字段分别为1位、k = 11 位和n = 52位,得到一个64位的表示。

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