2018-2019-1 20175206《信息安全系统设计基础》第二周学习总结

信息的进制与转换

字节：计算机中最小的可寻址的内存单元
虚拟内存：机器级程序将内存视为一个非常大的字节数组

进制表示

十进制：D=dndn-1...d1d0.d-1...d-m(m,n为正整数)
二进制：B=bnbn-1...b1b0.b-1...b-m(m,n为正整数)
八进制：O=onon-1...o1o0.o-1...0-m(m,n为正整数)
十六进制：H=hnhn-1...h1h0.h-1...h-m(m,n为正整数)，在C语言中以0x或0X开头的数字常量为十六进制的值

进制转换：

十进制转换R进制：整数部分除以R，商为权值，直至商为0并以下至上排列；小数部分不断乘R记录结果的整数部分并以上至下排列
二进制转换八进制：每三位为一个八进制，不足在最高位补0
二进制转换十六进制：每四位为一个十六进制，不足在最高位补0
对于一个字长为w位的机器，虚拟地址的范围为0~2^w-1，程序最多访问2^w个字节
可在32位或64位机器上运行的程序指令：gcc -m32 prog.c
大端法规则：最高有效字节在最前面
小端法规则：最低有效字节在最前面
在计算机系统中，程序仅仅只是字节序列

位的概念

位或比特（bit）：一个电子线路单元称为一个“位”（bit），它有两个稳定的工作状态，分别以“0”和“1”表示。是计算机中最小的数据单位。
字节（byte）：8位二进制数称为一个“字节”（byte，简写B）。它是计算机存储信息的基本单位，也是计算机存储空间大小的最基本容量单位。
千字节（KB）、兆字节（MB）、吉字节（GB）、太字节（TB）

1KB=1024B=210B 1MB=1024KB=220B
1GB=1024MB=230B 1TB=1024GB=240B

字（word）若干个字节组成一个“字”（word）：一个“字”可以存放一条计算机指令或一个数据。
字长CPU内每个字可包含的二进制的长度称为“字长”（word size）。
字长越长，在相同时间内就能传送越多的信息。
微机的字长有16位（两个字节）、32位（四个字节）等。

信息=位+上下文

系统中所有的信息——包括磁盘文件、存储器中的程序、存储器中存放的用户数据以及网络上传送的数据，都是一串比特表示的。区分不同数据对象的唯一方法是我们读到这些数据对象时的上下文。比如，在不同的上下文中，同样的字节序列可能表示一个整数、浮点数、字符串或者及其指令。

数值运算

无符号整数

加法
当发生溢出情况时，丢弃所溢出的最高位，所得到的结果是x + y (mod 2^w)

乘法
在大多数机器上，整数乘法指令相当慢，常采用用移位和加法运算的组合来代替乘法运算

除法：向下取整
x/2 实际上是x的位向量向右移1位
x/16 是x向右移4位

补码运算
加法、乘法
除法：算术右移

信息的存储

网络字节序
网络上的数据流是字节流，收到的第一个字节被当作高位看待
网络字节序是大端字节序
主机字节序和网络字节序转换
htons()把unsigned short类型从主机序转换到网络序
htonl()把unsigned long类型从主机序转换到网络序
ntohs() 把unsigned short类型从网络序转换到主机序
ntohl()把unsigned long类型从网络序转换到主机序

参考文献：
教材《深入理解计算机系统》
信息就是位+上下文
位、字、字长的概念

原文地址：https://www.cnblogs.com/ldc175206/p/11610428.html