2021-2022-1 20211200 《資訊保安專業導論》第5周學習總結

作業資訊

教材學習內容總結

• 機器語言與組合語言的區別：
  機器語言是計算機直接使用的二進位制編碼構成的指令（由此我也明白了為什麼早期電腦科學家都是數學家）；而組合語言是一種低階語言，用助記碼表示特定計算機的機器語言，由彙編器進行翻譯工作。
• 虛擬機器pep/9的重要特性：
  虛擬機器是一種假想機器，用來模擬真實機器
  • 基本特性：記憶體單元由65536位元組的儲存空間構成。字長是2位元組，16位，可用兩個十六進位制數字表示一個位元組中的位模式。它有七個暫存器
    。
  • 指令格式：兩部分構成，即8位的指令說明符和（可選的）16位的運算元說明符。長度為1位元組或3位元組。
    指令說明符的格式是操作程式碼（即操作碼），4位到8位不等，教材中均是4位，由此第五位位暫存器，教材中均是0，因為都是A暫存器（累加器）。後面3位是定址模式說明符，其中000是立即定址，001是直接定址。沒有運算元（要處理的資料）的指令稱為一元指令，長度為1位元組。
• 區分立即定址和直接定址：

立即定址就是指令當中自帶資料，直接讀取，最快；
直接定址就是指令中存放的是地址，直接解析這個地址；
間接定址就只指令中存放的是地址的地址，或者是存放地址的暫存器，最慢。
1、立即定址方式:
運算元就包含在指令中。作為指令的一部分，跟在操作碼後存放在程式碼段。
這種運算元成為立即數。立即數可以是8位的，也可以是16位的。
例如:
指令: MOV AX,1234H
則: AX = 1234H
2、直接定址方式:
運算元在暫存器中，指令直接包含有運算元的有效地址(偏移地址)
注：運算元一般存放在資料段
所以運算元的地址由DS加上指令中直接給出的16位偏移得到。如果採用
段超越字首，則運算元也可含在資料段外的其他段中。
例如:
MOV AX,[8054]
如(DS) = 2000H,
則執行結果為(AX) = 3050H
(實體地址=20000+8054=28054H)
28054H裡的內容為3050H

• 編寫一個簡單的機器語言程式：
  

• 描述建立和執行組合語言程式的步驟：
  1、畫框圖
  2、編制程式碼
  3、除錯編譯
  4、執行測試

• 編寫簡單的組合語言程式：
  

• 區分彙編器的指令和要翻譯的指令
  彙編器是將組合語言翻譯為機器語言，而要翻譯的指令是將該虛擬碼翻譯成pep/9語句，二者有本質區別。

• 區分執行一種演算法和開發一種演算法
  執行一種演算法是“從有化為有形”，即演算法已經有了，執行出結果進行輸出；而開發一種演算法則是“從無到有”，即本沒有該種演算法，而新編寫了一個演算法。

• 描述表達演算法時使用的虛擬碼結構

  • 變數
  • 賦值
  • 輸入/輸出
  • 重複（迭代、迴圈）
  • if-then 選擇
  • if-then-else選擇

• 使用虛擬碼描述演算法
  如：

Set sum to 0
Read num1
Set sum to sum + num1
Read num2
Set sum to sum + num2
if(sum<0)
    Write "Error"
ELSE
    Write sum

給變數sum賦值0，輸入num1，將sum賦值為num1+sum，輸入num2，將sum賦值為sum+num2。如果sum的結果小於0，則輸出“Error”，否則輸出sum的值，從而實現num1+num2

• 描述兩種測試方式

  • 程式碼覆蓋測試法，又叫明箱測試法，測試者可以看到程式碼
  • 資料覆蓋測試法，又叫暗箱測試法，測試者看不到程式碼，該測試法基於輸入的資料而非程式碼

• 設計和實現測試方案
  針對上述兩數相加，首先確保不超過儲存邊界值，其次分別對輸入兩個正數、兩個負數、一正一負（其中正數絕對值大於負數絕對值，另一種正數絕對值小於負數絕對值）以及大數進行驗證，輸出結果與預期相符則加大我們對程式執行的信心，若不一樣，則應該尋找沒有覆蓋到的問題。

教材學習中的問題和解決過程

• 問題1：立即定址和直接定址究竟是什麼區別
• 問題1解決方案：首先，我去查了一下網路，得到一個比較通俗的答案，如下圖
  
  儘管如此，我還是不太清楚在程式具體執行過程中究竟有什麼區別，然後我再去閱讀了教材，接著去雲班課提問，首先得到學長和同學的答覆，連結分別如下：
  https://blog.csdn.net/bjbz_cxy/article/details/80534371
  https://blog.csdn.net/skyxmstar/article/details/70039520
  其中均講了直接定址、間接定址和立即定址。

立即定址就是指令當中自帶資料，直接讀取，最快；
直接定址就是指令中存放的是地址，直接解析這個地址；
間接定址就只指令中存放的是地址的地址，或者是存放地址的暫存器，最慢。
1、立即定址方式:
運算元就包含在指令中。作為指令的一部分，跟在操作碼後存放在程式碼段。
這種運算元成為立即數。立即數可以是8位的，也可以是16位的。
例如:
指令: MOV AX,1234H
則: AX = 1234H
2、直接定址方式:
運算元在暫存器中，指令直接包含有運算元的有效地址(偏移地址)
注：運算元一般存放在資料段
所以運算元的地址由DS加上指令中直接給出的16位偏移得到。如果採用
段超越字首，則運算元也可含在資料段外的其他段中。
例如:
MOV AX,[8054]
如(DS) = 2000H,
則執行結果為(AX) = 3050H
(實體地址=20000+8054=28054H)
28054H裡的內容為3050H

由此我大概明確了二者的區別。

程式碼除錯中的問題和解決過程

• 問題1：在宣告類變數的時候，

def speak(self,sound):
        print("{}在叫，'{}'!".format(self.name,sound))

其中，括號裡第二個{}外面我用了雙引號，與最外面的雙引號難以區分，出現問題。

• 問題1解決方案：將任意一對引號改成單引號即可，這裡我改了第二個的{}的引號
• 問題2：c語言中，用char確定的字元我輸入了中文字元，最後輸出不出來，報錯了，不知為何
• 問題2解決方案：求教了學長，學長告訴我，中文是兩位的，char預設只是一位的，所以報錯，幫我修改了一下，如圖：
  
• 問題3:在pep/9中使用匯編語言的迴圈時，忘記在第一行輸入BR（轉到位置001A)和main，使得迴圈執行不出結果
• 問題3解決方案：補上後，成功執行
  

[程式碼託管]

上週考試錯題總結

• 錯題1: The category of numbers called integers includes negative numbers.
  本題應該是正確，本題題意為整數包含負數，我當時並沒有理解到位就做了答。
• 錯題2: The value of each position in number system is determined by subtracting the base from the position number.
  本題應該是錯誤，本題題意為“數字系統中每個位置的值是通過從位置編號中減去基數來確定的。”，並非是減去基數，而是乘以基數的多少次決定的，如十進位制數字23中，基數為10，左邊的值是2*10^1決定。
• 錯題3: Grace Murray Hopper participated in the design of the COBOL programming language.
  本題應該是正確，Grace Murray Hopper參與了COBOL的設計。
• 錯題4: Which of the following is data about data , such as the resolution of an image being stored with the image?
  A.Scientific notation
  B.Keyword encoding
  C.Metadata
  D.Digital
  E.Analog data
  本題應該選C元資料，元資料的概念是元資料（Metadata），又稱中介資料、中繼資料，為描述資料的資料（data about data），主要是描述資料屬性（property）的資訊，用來支援如指示儲存位置、歷史資料、資源查詢、檔案記錄等功能。
• 錯題5: Huffman encoding uses variable length binary strings to represent particular characters.
  本題應該是正確，霍夫曼編碼，是一種編碼方式，霍夫曼編碼是可變字長編碼(VLC)的一種

其他

程式這一塊感覺有點難度，不止是程式碼本身，還要理解程式碼如何執行，現在腦子裡執行一遍，再用終端驗證自己的想法。

學習進度條

• 計劃學習時間:25小時

• 實際學習時間:30小時

• 改進情況：思考時間比以往明顯增加，查閱資料的次數也多了許多。

參考資料

• 《電腦科學概論》
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