2020-2021-1学期 20202427《网络空间安全专业导论》第三周学习总结

一.地及程序设计语言与伪代码

1.计算机操作

包括可编程的,存储，检索，处理。

2.机器语言

由计算机直接使用的二进制编码指令构成的语言

①Pep/9：一台虚拟机

虚拟机：为了模拟真实机器的重要特征而设计的假想机器

（1）Pep/9的基本特性

PEP/9的内存单元由65536字节的存储空间构成。这些字节从0到65536（十进制）进行编号。

寄存器是中央处理器中算术/逻辑单元的一小块存储区域，它用来存储特殊的数据和中间值。Pep/9由七个寄存器，但在学习内容中针对三个进行讨论：

• 程序寄存器：其中包含下一条即将被执行的指令的地址
• 指令寄存器：其中包含正在被执行的指令的一个副本
• 累加器：用来存储数据和运算的结果

（2）指令格式

一条指令由两部分组成，即8位的指令说明符和（可选的）16位操作数说明符。

• 指令说明符（指令的第一个字节）说明了要执行什么操作（比如把一个数（操作数）加到一个已经存储在寄存器中的值上）和如何解释操作数的位置。
• 操作指示符（指令的第二和第三个字节）存放的是操作数本身或者操作数的地址。注：有些指令没有操作指示符。

（3）一些示例指令

②Pep/9的输入/输出

该虚拟机遵循的设计原则是内存映射输入/输出，这种方式将输入和输出设备与主存中特定的、固定的地址联系起来。在虚拟机中，输入设备在地址FC15，输出设备在地址FC16.

3.程序实例

程序：在屏幕上显示“Hi“。这个程序有5条机器语言指令：2条用于载入，2条用于存储，1条用于停止程序运行。

使用二进制和十六进制些的程序语句

对于每一个二进制指令，第一行展示了8位指令说明符，第二行展示了16位操作数说明符。

①Pep/9模拟器

在Pep/模拟器中，通过选中”构建“>“装入“菜单选项来装入程序。再将程序装入内存中后，可以通过”构建“>”执行“菜单选项运行程序

②另一个机器语言实例

4.汇编语言

• 汇编语言：一种低级语言，用助记码表示特定计算机的机器语言指令
• 汇编器：把汇编语言程序翻译成机器代码的程序
  

①Pep/9汇编语言

在Pep/9汇编语言中，操作数用0x和十六进制表示，接下来是逗号，最后是寻址模式（由字母i（立即寻址）或d（直接寻址）说明）

除了常规的指令，汇编语言编程还支持汇编器指令，这些指令都是汇编器本身使用的指令，有时它们也被称作伪操作。

汇编器指令：翻译程序使用的指令

注释：为程序读者提供的解释性文字

②数字数据，分支，标签

分支：指出执行下一条指令的指令

标签：对内存位置起的名字，可以将这个名字当作操作数

5.表达算法

• 算法：解决方案的的计划或概要，或解决问题的逻辑步骤顺序
• 伪代码：一种表达算法的语言

①伪代码的功能

1. 变量
2. 赋值
3. 输入/输出
4. 选择
5. 重复

布尔表达式：评价为真或假的表达式

伪代码语句

②执行伪代码算法

在之前的学习中，有一个算法可以把十进制数字系统转化为其他进制数字的算法。用这个算法把十进制数93转换成8进制数

③写伪代码运算

桌面检查：在纸上走查整个设计

6.测试

• 测试计划：一个文档，说明了要全面测试程序需要运行的次数以及运行程序使用的数据。
• 代码覆盖（明箱）测试法：通过执行代码中的所有语句测试程序或子程序的测试方法
• 数据覆盖（暗箱）测试法：把代码作为一个暗箱，基于所有可能的输入数据测试程序或子程序的测试方法
• 测试计划实现：用测试计划中规定的测试用例验证程序是否输出了预期的结果

二.问题求解与算法设计

1.如何解决问题

1. 你必须理解问题
2. 找到数据和未知量之间的联系。如果找不到直接的联系，则可能需要考虑辅助问题。最终应该得到解决方案。
3. 执行方案
4. 分析得到的解决方案

①提出问题

• 对这个问题我了解多少？
• 解决方案是什么样的？
• 存在什么特例？
• 我如何直到已经找到解决方案了？

②寻找熟悉的情况

③分治法

把一个大问题划分成几个能解决的小单元

④算法

算法：在有限的时间内用有限的数据解决问题或子问题的明确指令集合

⑤计算机问题求解过程

1. 分析和说明阶段
2. 算法开发阶段
3. 实现阶段
4. 维护阶段

⑥方法总结

1. 分析问题
2. 列出主要任务
3. 编写其余模块
4. 根据需要进行重组和改写

⑦测试算法

2.有简单变量的算法

①带有选择的算法

if语句

②带有循环的算法

1. 计数控制循环
2. 事件控制循环。 嵌套结构：控制结构嵌入另一个控制结构的结构，又称嵌套逻辑。
3. 平方根

抽象步骤：细节仍未明确的算法步骤

具体步骤：细节完全明确的算法步骤

3.复杂变量

①数组

同构项目的有名集合，可以通过单个项目在集合中的位置访问它们。项目在集合中的位置叫做索引

②记录

异构项目于的有名集合，可以通过名字单独访问其中的项目。所谓异构，指集合中的元素可以不必相同

4.搜索算法

①顺序搜索

依次查找每个元素并将其与我们需要搜索的元素进行比较。

②有序数组中的顺序搜索

③二分检索

在有序列表中查找项目的操作，通过比较操作排除了大部分检索范围。

5.排序

①选择排序

②冒泡排序

③插入排序

6.递归算法

递归：算法调用它本身的能力

①子程序语句

子程序有两种形式：

1. 不仅执行任务，还返回给调用单元一个值（值返回子程序）
2. 用作表达式，返回的值被用来评估表达式

②递归阶乘

阶乘:N!=N*(N-1)!

③递归二分检索

④快速排序

7.几个重要思想

①信息隐蔽

隐蔽的模块的细节以控制对这些细节的访问的做法

②抽象

复杂系统的一种模型，只包括对观察者来说必需的细节

• 数据抽象：把数据的逻辑视图和它的实现分离开
• 过程抽象：把动作的逻辑视图和它的实现分离开
• 控制抽象：把控制结构的逻辑视图和它的实现分离开
• 控制结构：用于改变正常的顺序控制流的语句

③事物命名

在编写算法时，我们使用速记短语表示要处理的任务和信息，也就是说，给数据和过程一个名字，这些名字叫做标识符。

④测试

• 白盒测试：基于代码本身
• 黑盒测试：基于测试所有可能的输入值

原文：https://www.cnblogs.com/Starlight27/p/13875445.html