資訊安全系統設計基礎期中總結
一、Linux基礎知識
1.重點需要掌握的指令：
- man 指令
- 1 Executable programs or shell commands（普通的Linux指令）
- 2 System calls (系統調用,作業系統的提供的服務接口)
- 3 Library calls (庫函數, C語言中的函數)
- 4 Special files (指檔案的格式,比如passwd, 就會說明這個檔案中各個字段的含義)
- 5 File formats and conventions eg /etc/passwd（配置檔案幫助）
- 6 Games（給遊戲留的,由各個遊戲自己定義）
- 7 Miscellaneous (給遊戲留的,由各個遊戲自己定義), e.g. man(7), groff(7)
- 8 System administration commands (系統管理用的指令,這些指令隻能由root使用,如ifconfig)
- 9 Kernel routines [Non standard]
- man-k 指令
- 多關鍵字查找
man -k key1| grep key2 | grep key3 | ...
- 多關鍵字查找
-
cheat 指令
當你不确定你所運作的指令，尤其是那些使用了許多選項的複雜指令時，你會怎麼做？在這種情況下，我們使用man pages來擷取幫助。還有一些其它的選擇可能包括像‘help’，‘whereis’和‘whatis’這樣的指令。但是所有的這些既有優點，也有缺點。
直到在困難中解決問題前，我們已經使用了以上全部選項，但是現在來了一個互動式的備忘錄應用程式‘cheat’，它将在其餘的指令中脫穎而出。- man pages來檢視選項和幫助的時候，裡面的描述 實在太冗長了，我們無法在短的時間裡了解它的意思 - ‘help’指令可能也不會給你期待的答案。 - ‘whereis’指令幾乎不給你任何資訊，除了安裝二 進制檔案的位置（有些時候可能是重要的） - ‘whatis’指令給出一套很嚴格的答案，它除了說出 查詢指令的作用，并沒有什麼太大幫助。 - 其他核心指令
- find查找一個檔案在系統中的什麼位置，locate是神速版本的- find（Windows下有個Everything工具和locate類似）
- grep 可以對檔案全文檢索，支援正規表達式，正規表達式也是一個重要的元知識
2.vim主要操作
- h左移 j下行 k上行 l右移
- 欲進入vim編輯器（從指令行提示符），輸入vim檔案名<回車>
- 退出vim，放棄所有修改： ：q！ <回車>
- 退出vim，儲存所有修改： ：wq！ <回車>
- 正常模式删除字元：x
- 正常模式插入文本：i
- 按下回到正常模式
- 欲從目前光标删除至單子、單詞末尾：dw
- 欲從目前光标删除至目前行末尾：d$
- 欲删除正行：dd
-
正常模式下一個指令格式：[number] command object
number - 指令執行的次數
command - 要做的事情，比如d代表删除
object - 代表要操作的對象，比如w代表單子、單詞，￥代表到行末。
- 撤銷以前的操作：u
- 撤銷在一行中所做的改動：U
- 撤銷以前的撤銷指令，恢複以前的操作結果：CTRL-R
- 重置已經删除的文本内容：p
- 替換光标所在位置的字元：r
- 替換目前光标到單詞末尾的内容：cw
- 替換目前光标到行末的内容：c$
- 更改指令的格式： [number] c object
- 顯示目前光标所在位置和檔案狀态資訊：CTRL -g； Shift -G将
3.gcc編譯
預處理：gcc –E hello.c –o hello.i;gcc –E調用cpp 編 譯：gcc –S hello.i –o hello.s;gcc –S調用ccl 彙 編：gcc –c hello.s –o hello.o;gcc -c 調用as 鍊 接：gcc hello.o –o hello ;gcc -o 調用ld 4.GDB調試
- 1.啟動gdb的方法有以下幾種： a）gdb program也就是執行檔案，一般在目前目錄下。
b）gdb core 用gdb同時調試一個運作程式和core檔案，core是程式非法執行後，core dump後産生的檔案。
c）gdb 如果程式是一個服務程式，那麼可以指定這個服務程式運作時的程序ID。
-
2.設定斷點
(gdb) break func <-------------------- 設定斷點，在函數func()入口處。
(gdb) info break <-------------------- 檢視斷點資訊。
(gdb) r <--------------------- 運作程式，run指令簡寫
(gdb) n <--------------------- 單條語句執行，next指令簡寫。
(gdb) c <--------------------- 繼續運作程式， continue指令簡寫。
(gdb) p I <--------------------- 列印變量i的值，print指令簡寫。
(gdb) bt <--------------------- 檢視函數堆棧。
(gdb) finish <--------------------- 退出函數。
(gdb) c <--------------------- 繼續運作。
(gdb) q <--------------------- 退出gdb。
-
3.其他調試指令有：
display 跟蹤變量值的改變 until 跳出循環 finish 跳出函數 help 幫助
5.Makefile
- 定義宏的格式為：macroname = macrotext
- 使用宏的格式為：$(macroname)
- Makefile的一般寫法：
- test(目标檔案): prog.o code.o(依賴檔案清單)
- tab(至少一個tab的位置) gcc prog.o code.o -o test(指令)
第一章 計算機系統漫遊
1.資訊=位+上下文
系統中所有資訊都是由一串位表示的，區分不同資料對象唯一方法是讀到 這些資料對象時的上下文 2.程式被翻譯成不同格式
編譯系統預處理器、編譯器、彙編器、連結器
第二章 資訊點表示和處理
1.資訊存儲
- 進制
- 字
- 位元組順序
- 布爾代數
- 整數表示
- 補碼
- 無符号數與有符号數轉換
- 擴充數字的位表示
整數運算
- 無符号運算
- 補碼運算
- 乘以常數
浮點數 标準：IEEE标準754
在float中，s、exp和frac字段分别為1位、k = 8 位和n = 23位，得到一個32位的表示；
在double中，s、exp和frac字段分别為1位、k = 11 位和n = 52位，得到一個64位的表示。
第三章程式的機器級表示
機器級程式設計的兩種抽象
-
（1）指令集結構ISA
是機器級程式的格式和行為，定義了處理器狀态、指令的格式，以及每條指令對狀态的影響。
-
（2）機器級程式使用的存儲器位址是虛拟位址
看上去是一個非常大的位元組數組，實際上是将多個硬體存儲器和作業系統軟體組合起來。
操作數的三種類型
- 立即數
- 寄存器
- 存儲器
2.結果存放的兩種可能
- 寄存器中
- 存儲器中 3.尋址方式
- （1）立即數尋址方式
格式：$後加用标準c表示法表示的整數，如$0xAFF
- （2）寄存器尋址方式
如%eax，與彙編中學過的AX寄存器類比。
- （3）存儲器尋址方式
- 直接尋址方式
- 寄存器間接尋址方式
- 寄存器相對尋址方式
- 基址變址尋址方式
- 相對基址變址尋址方式
do-while循環
通用形式：
do body-statement while(test-expr); 循環體body-statement至少執行一次。
可以翻譯成：
loop： body-statement t = test-expr; if(t) goto loop; 即先執行循環體語句，再執行判斷。
2.while循環
while (test-expr) body-statement GCC的方法是，使用條件分支，表示省略循環體的第一次執行：
if(！test-expr） goto done; do body-statement while(test-expr); done: 接下來：
t = test-expr; if(!t) goto done: loop： body-statement t = test-expr; if(t) goto loop; done: 歸根究底，還是要把循環改成do-while的樣子，然後用goto翻譯。
棧幀結構
棧用來傳遞參數、存儲傳回資訊、儲存寄存器，以及本地存儲。
1.棧幀
為單個過程配置設定的那部分棧稱為棧幀，通用結構見149頁
是以本質上棧幀還是棧。
2.兩個指針
最頂端的棧幀以兩個指針界定：
寄存器%ebp-幀指針
寄存器%esp-棧指針
棧指針可移動，是以資訊通路多相對于幀指針。
3.調用的過程
課本150頁過程P調用過程Q的示例。
調用者的幀應該在被調用者的下面，并且調用者傳回位址是它的棧幀末尾，這樣可以保證被調用者執行完畢全都出棧後，程式能夠繼續向下執行。
關于被調用者Q用棧的幾個用處：
1.儲存不能存放在寄存器中的局部變量。
當要對一個局部變量使用位址操作符&的時候，就必須要為它生成一個位址，是以要入棧。這個用法！以前沒見過！
2.存放它調用的其他過程的參數。
第四章
1.Y86指令集體系結構
具體使用結合練習
異常 halt指令、非法指令、通路非法位址 2.HCL硬體控制語言
數字系統
組合邏輯、存儲器元素、時針信号 表達式
AND:&& OR:|| NOT:! 3.Y86的順序實作
取指、譯碼、執行、訪存、寫回、更新PC 第六章 存儲器層次結構
RAM随機通路存儲器
- SRAM
1.特點： - a.不需要重新整理電路即能儲存它内部存儲的資料。 - b.內建度較低，需要很大的體積。 - c.存取快。 - d.抗幹擾。 - 2.應用：一般用來作為計算機中的高速緩沖存儲器 - DRAM
1.特點： - 1.每個位存儲為對電容的充電。 - 2.周期性的用讀出然後寫回的方式重新整理存儲器每個位。 2.應用：一般用來作為計算機中的高速緩沖存儲器
磁盤存儲
DRAM晶片包裝在存儲器子產品中，它是查到主機闆的擴充槽中。常見的包裝包括168個引腳的雙列直插存儲器子產品，它以64位為塊傳送資料到存儲控制器和從存儲控制器傳出的資料，還包括72個引腳的單列直插存儲器子產品，它以32位為塊傳送資料。
存儲器層次結構
- 存儲器層次結構的中心思想是：對于每個k，位于k層的更快更小的儲存設備作為位于（k+1）層的更大更慢的儲存設備的緩存。
- 第（k+1）層的存儲器被劃分成連續的資料對象片，稱為塊；資料總是以塊大小為傳送單元在相鄰兩層之間來回拷貝的；在任何時刻，第k層的緩存包括第（k+1）層塊的一個子集的拷貝。
- 緩存不命中的種類
- 強制性不命中：一個空的緩存稱為冷緩存，對任何資料對象的通路都不會命中。通常是短暫事件，不會在反複通路存儲器使得緩存暖身之後的穩定狀态中出現。
- 沖突不命中：限制性的放置政策——将第k+1層的某個塊限制放置在第k層塊的一個小的子集中。
- 容量不命中：當工作集的大小超過緩存的大小時，緩存會經曆容量不命中，就是說緩存太小了，不能處理這個工作集。