农民工学CSAPP题目解析-前篇题目解答以及答疑总结

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孔子学鼓琴师襄子,十日不进。师襄子曰:“可以益矣。”孔子曰:“丘已习其曲矣,未得其数也。”有间,曰:“已习其数,可以益矣。”孔子曰:“丘未得其志也。”有间,曰:“已习其志,可以益矣。”孔子曰:“丘未得其为人也。”有间,有所穆然深思焉,有所怡然高望而远志焉。曰:“丘得其为人,黯然而黑,几然而长,眼如望羊,如王四国,非文王其谁能为此也!”师襄子辟席再拜,曰:“师盖云文王操也。”


目录

一、信息的表示和处理

1. 掩码运算

2. c语言移位运算

3. 整形数据类型

4. size_t 计数

5. 重要的数字表示:UMax-无符 数最大值 TMin-补码最小值

6. 带格式打印

7.CSAPP 练习题 2.25 — 关于无符 数 -1 的不曾预料到的意外结果

8. XDR库中的安全漏洞

9. 浮点数带来的问题


一、信息的表示和处理

1. 掩码运算

x&0xFF 就是与上很多1,来挑选位

为了可移植性,我们得到0x1111全一都用~0x0取反操作

2. c语言移位运算

一般:

有符 数  无符 数
算数移动-右移补符 位 逻辑移动-补0

x 》》 4(算数右移)

0110 0110 ——- 1111 0110

3. 整形数据类型

 

速查表:

char -128 ~ +127 (1 Byte)
short -32767 ~ + 32768 (2 Bytes)
unsigned short 0 ~ 65536 (2 Bytes)
int -2147483648 ~ +2147483647 (4 Bytes)
unsigned int 0 ~ 4294967295 (4 Bytes)
long == int
long long -9223372036854775808 ~ +9223372036854775807 (8 Bytes)
double 1.7 * 10^308 (8 Bytes)

unsigned int 0~4294967295 
long long的最大值:9223372036854775807
long long的最小值:-9223372036854775808
unsigned long long的最大值:1844674407370955161

__int64的最大值:9223372036854775807
__int64的最小值:-9223372036854775808
unsigned __int64的最大值:18446744073709551615

 

4. size_t 计数

size_t主要用于计数,他就是一个unsinged int的重定义. 如sizeof函数返回值类型即为size_t。在不同位的机器中所占的位数也不同,size_t是无符 数。

 

 size_t x;

5. 重要的数字表示:UMax-无符 数最大值 TMin-补码最小值

6. 带格式打印

 http://eleaction01.spaces.eepw.com.cn/articles/article/item/245365

7.CSAPP 练习题 2.25 — 关于无符 数 -1 的不曾预料到的意外结果

这里 i

测试结果:内存访问越界

–很容易发生访问其他不让访问地区的漏洞

8. XDR库中的安全漏洞

 

9. 浮点数带来的问题

浮点运算的不精确性能够产生灾难性的后果。1991年2月25日,在第 一次海湾战争期间,沙特阿拉伯的达摩地区设置的美国爱国者导弹,拦截伊拉克的飞 毛腿导弹失败。飞毛腿导弹击中了美国的一个兵营,造成28名士兵死亡。美国总审 .计局(GAO)对失败原因做了详细的分析[76],并且确定底层的原因在于一个数字计 _算不精确。在这个练习中,你将重现总审计局分析的一部分。 爱国者导弹系统中含有一个内置的时钟,其实现类似一个计数器,每0.1秒就加1。为了以秒为单位来确定时间,程序将用一个24位的近似于1/10的二进制小数值 来乘以这个计数器的值。特别地,1/10的二进制表达式是一个无穷序列0. 000110011 [0011]…2,其中,方括 里的部分是无限重复的。程序用值x来近似地表示0. 1,x只考虑这个序列的二进制小数点右边的前23位:x = 0. 00011001100110011001100。

A. 0.1-x的二进制表示是什么p>

B. 0.1-x的近似的十进制值是多少p>

C. 当系统初始启动时,时钟从0开始,并且一直保持计数。在这个例子中,系统已经运行了大约100个小时。程序计算出的时间和实际的时间之差为多少p>

D. 系统根据一枚来袭导弹的速率和它最后被雷达侦测到的时间,来预测它将在哪里出现。假定飞毛腿的速率大约是2000米每秒,对它的预测偏差了多少p>

通过一次读取时钟得到的绝对时间中的轻微错误,通常不会影响跟踪的计算。相反,它应该依赖于两次连续的读取之间的相对时间。问题是爱国者导弹的软件已经升级,可以使用更精确的函数来读取时间,但不是所有的函数调用都用新的代码替换了。结果就是,跟踪软件一次读取用的是精确的时间,而另一次读取用的是不精确的时间。

解答:
在大多数情况中,浮点数的有限精度不是主要的问题,因为计算的相对误差仍然是相当低的。然而在这个例子中,系统对于绝对误差是很敏感的。

A. 我们可以看到0.1-x的二进制表示为:

0.000000000000000000000001100[1100]…2

B. 把这个表示与1/10的二进制表示进行比较,我们可以看到这就是2-20X(1/10),也就是大约9.54X10-8。

C. 9. 54X10’8 X100X60X60X10约等于0. 343秒。

D.0. 343X2000约等于687米。
 

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