2019-2020-1 20175227 《信息安全系统设计基础》第二周学习总结

教材学习内容总结

• 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。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。
  • 三种数字表示：
    • 无符号编码：基于传统的二进制表示法，表示非负数。
    • 补码编码：表示有符号整数的最常见的方式。
    • 浮点数编码：表示实数的科学计数法的以2为基数的版本。
  • 信息存储：
    • 字长
      • 机器级程序将存储器视为一个非常大的字节数组，称为虚拟存储器。存储器的每个字节都能由唯一的数字来标识，称为地址。字长用来指明整数和指针数据的标称大小，虚拟地址空间的大小由字长决定，对于一个字长为w位的机器而言，虚拟地址的范围为0-2^w-1。
    • 寻址和字节顺序
      • 对于跨越多字节的程序对象，必须建立两个规则：
        • 对象的地址是什么
        • 在存储器中这些字节如何排列
    • 大端法&小端法：
      • 最低有效字节在最前面的方式称为小端法
      • 最高有效字节在最前面的方式称为大端法。
      • 大多数Intel兼容机都只用小端模式；许多较新的微处理器是双端法，两种方法均可配置。

字节顺序可见的三种情况：
网络应用程序代码编写时必须遵循已建立的关于字节顺序的规则
反汇编器显示（确定可执行文件所表示的指令序列的工具）
编写规避正常的类型系统的程序时，可以使用强制类型转换来允许一种数据类型引用一个对象
使用sizeof来确定对象使用的字节数，sizeof（T）返回存储一个类型为T的对象所需字节数。

可以把编译过程分成四步，以编译hello.c生成可执行文件hello为例，如下图：

• 预处理：gcc –E hello.c –o hello.i gcc –E调用cpp

• 编 译：gcc –S hello.i –o hello.s gcc –S调用ccl

• 汇 编：gcc –c hello.s –o hello.o gcc -c 调用as

• 链 接：gcc hello.o –o hello gcc -o 调用ld

• GDB

  • UNIX及UNIX-like下的调试工具。GDB这个调试工具相比于VC、z的优点是具有修复网络断点以及恢复链接等功能，比BCB的图形化调试器有更强大的功能。
  • 功能
    • 启动程序，可以设置运行环境和参数来运行指定程序
    • 让程序在指定断点处停止执行
    • 对程序作出相应调整，这样就能纠正一个错误后继续调试
  • 注意使用-g编译选项的gcc命令来编译源程序
  • 命令
    
    

• Makefile

  • 一个工程中的源文件不计其数，其按类型、功能、模块分别放在若干个目录中，makefile定义了一系列的规则来指定，哪些文件需要先编译，哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新编译，甚至于进行更复杂的功能操作，因为 makefile就像一个Shell脚本一样，其中也可以执行操作系统的命令。
  • 功能
    • 启动程序，可以设置运行环境和参数来运行指定程序

库是共享程序代码的方式，一般分为静态库和动态库。

• 静态库
  • 程序编译一般需经预处理、编译、 汇编和链接几个步骤。在我们的应用中，有一些公共代码是需要反复使用，就把这些代码编译为“库”文件；在链接步骤中，连接器将从库文件取得所需的代码，复制到生成的可执行文件中。这种库称为静态库。
  • 特点：
    • 可执行文件中包含了库代码的一份完整拷贝
  • 缺点：
    • 被多次使用就会有多份冗余拷贝。

• 动态库
  • 动态库又称动态链接库英文为DLL，是Dynamic Link Library 的缩写形式，DLL是一个包含可由多个程序同时使用的代码和数据的库，DLL不是可执行文件。动态链接提供了一种方法，使进程可以调用不属于其可执行代码的函数。函数的可执行代码位于一个 DLL 中，该 DLL 包含一个或多个已被编译、链接并与使用它们的进程分开存储的函数。DLL 还有助于共享数据和资源。多个应用程序可同时访问内存中单个DLL 副本的内容。DLL 是一个包含可由多个程序同时使用的代码和数据的库。Windows下动态库为.dll后缀，在linux下为.so后缀。

• 二者区别
  • 静态库：链接时完整地拷贝至可执行文件中，被多次使用就有多份冗余拷贝。
  • 动态库：链接时不复制，程序运行时由系统动态加载到内存，供程序调用，系统只加载一次，多个程序共用，节省内存。

教材学习中的问题和解决过程

无

代码调试中的问题和解决过程

• 问题1：编译c文件时，提示警告信息

• 问题1解决方案：不需要注意警告信息，不会影响编译结果

代码托管

（statistics.sh脚本的运行结果截图）

上周考试错题总结

无

学习进度条

	代码行数（新增/累积）	博客量（新增/累积）	学习时间（新增/累积）	重要成长
目标	10000行	30篇	400小时
第一周	51/51	1/1	8/8

参考资料

• 《深入理解计算机系统V3》学习指导
• https://blog.****.net/weixin_30394333/article/details/99319515
• https://www.jianshu.com/p/090e1c0310ab