Chap2 数据的表示、运算与校验
返回:0500 计算机组成原理总目录 · 上一章:0501 Chap1 计算机系统概述 · 下一章:0503 Chap3 CPU 子系统
1、学习目标机器只能直接处理二进制。本章要解决:整数、负数、小数、字符、错误检测在机器里如何表示,以及这些表示会如何影响运算结果。
模块
要掌握的内容
数制
二进制、八进制、十六进制和转换
整数表示
原码、反码、补码、移码
定点/浮点
定点小数、IEEE 754 浮点数
字符编码
ASCII、汉字编码、Unicode 直觉
基本运算
加减乘除、移位、溢出
数据校验
奇偶校验、海明码、CRC
2、数制与位权二进制数:
1(1011.01)_2 = 1*2^3 + 0*2^2 + 1*2^1 + 1*2^0 + 0*2^-1 + 1*2^-2
常见换算:
进制
特点
二进制
机器内部表示
八进制
3 位二进制对应 1 位八进制
十六进制
4 位二进制对应 1 位十六进制
十进制
人类常用
十六进制很适合读机器数据,因为一个字节正好是两位十六进制。
3、原码、反码、补码、移码 ...
Chap1 计算机系统概述
返回:0500 计算机组成原理总目录 · 下一章:0502 Chap2 数据的表示、运算与校验
1、学习目标第一章先建立整机视角:计算机不是单个 CPU,也不是单个程序,而是硬件、指令、数据、存储、I/O 和软件层次共同组成的系统。
模块
要掌握的内容
计算机概念
自动、高速、可编程、通用信息处理机器
冯诺依曼体系
存储程序、二进制、五大部件
系统层次
硬件、微体系结构、指令系统、操作系统、语言与应用
硬件组织
运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备
性能指标
字长、主频、CPI、MIPS、带宽、吞吐率
2、计算机是什么从组成原理角度看,计算机是能够自动执行程序的信息处理系统。它的关键特点是:
信息用二进制表示。
程序和数据都存放在存储器中。
控制器按指令序列自动取指和执行。
运算器完成算术与逻辑运算。
输入输出设备负责与外部世界交互。
这门课关心的不是“会不会使用计算机”,而是“机器如何把指令一步步执行出来”。
3、冯诺依曼体系冯诺依曼体系的核心是存储程序思想:
1程序以二进制形式存放在存储器中,CPU 自动按地址取指并执行。
五大部 ...
1700、Linux 内核分析与应用:课程汇总
返回:本科课程:疾风计划
1、课程定位Linux 是后续网络安全、服务部署和系统实验的核心环境。这里先整理使用、权限、进程、文件系统和内核基础,后面再逐步补实验。
2、学习目录
模块
内容
复盘重点
Linux 基础
Shell、文件、目录、权限
先把环境用熟
进程管理
进程、线程、调度、信号
连接操作系统课程
文件系统
VFS、inode、挂载、日志
理解文件与权限
内核模块
模块编译、加载、卸载
建立内核实验入口
安全与服务
用户、日志、网络服务、防火墙
服务网安实验环境
3、后续补充后面补命令笔记、实验步骤、内核模块代码、服务部署记录和安全加固清单。
Chap11 随机算法
返回:0400 算法设计与分析总目录 · 上一章:0410 Chap10 局部搜索
1、学习目标随机算法把随机性作为算法设计工具。它不是“碰运气”,而是用概率分析证明算法在期望意义或高概率意义下表现良好。
模块
要掌握的内容
随机化思想
随机选择、打乱输入、随机试验
期望分析
指示变量、期望线性性
算法类型
Las Vegas、Monte Carlo
典型问题
竞争解决、MAX 3-SAT
概率界
Markov、Chebyshev、Chernoff 直觉
2、为什么使用随机性随机化常用于:
避免最坏输入卡死固定策略。
简化算法设计。
在复杂问题上获得期望或高概率保证。
打散冲突,如哈希、负载分配、快速排序轴点。
随机快速排序就是典型例子:最坏情况仍可能发生,但随机选轴点让期望复杂度变好。
3、Las Vegas 与 Monte Carlo
类型
正确性
运行时间
Las Vegas
总是正确
运行时间随机
Monte Carlo
可能小概率错误
运行时间通常固定或可控
例:
算法
类型
随机快速排序 ...
1600、计算机网络:课程汇总
返回:本科课程:疾风计划
1、课程定位计算机网络是网络安全方向的底座。复盘时不能只背协议名,要能把分层模型、传输过程、抓包结果和安全问题对应起来。
2、学习目录
模块
内容
复盘重点
网络分层
OSI、TCP/IP、封装与解封装
建立协议栈视角
应用层
HTTP、DNS、SMTP、Web 基础
连接 Web 与安全分析
传输层
TCP、UDP、可靠传输、拥塞控制
理解连接和流量
网络层
IP、路由、ICMP、NAT
理解寻址和转发
链路层
以太网、ARP、局域网
连接抓包和局域网实验
3、后续补充后面补抓包实验、协议图、常见安全问题、408 题型和网安项目中的使用场景。
Chap10 局部搜索
返回:0400 算法设计与分析总目录 · 上一章:0409 Chap9 近似算法 · 下一章:0411 Chap11 随机算法
1、学习目标局部搜索不从全局一次性构造答案,而是从一个可行解出发,通过局部修改不断改进。它适合解空间巨大、精确算法困难、但局部改进容易定义的问题。
模块
要掌握的内容
解空间
可行解、邻域、目标函数
局部最优
邻域内无法继续改进
最大割
翻转顶点、改进割边数
终止性
目标函数单调改善
博弈连接
Nash 均衡、稳定性代价
2、局部搜索框架1234从任意可行解 S 开始while 存在邻居 S' 比 S 更好: S = S'return S
要定义三件事:
项目
含义
可行解
什么样的解合法
邻域
一步可以改成哪些解
改进规则
什么叫更好
局部搜索的优点是简单、通用;缺点是可能停在局部最优,而不是全局最优。
3、优化地形可以把所有可行解想象成山地地形:
123点 = 一个可行解高度 = 目标函数值边 = 两个解互为邻居
最大化问题中,局部搜索像爬山:只要附近有更高 ...
1500、软件工程:课程汇总
返回:本科课程:疾风计划
1、课程定位软件工程用来把项目从“能运行”整理成“能说明、能维护、能展示”。它适合后续梳理课程设计、毕业设计和网络安全项目。
2、学习目录
模块
内容
复盘重点
需求分析
用户、场景、功能、约束
说明项目为什么做
系统设计
架构、模块、接口、数据流
说明项目怎么组织
实现管理
代码规范、版本管理、协作
让项目可维护
测试与质量
单元测试、集成测试、缺陷记录
让结果可信
文档表达
README、报告、演示、复盘
服务复试和作品集
3、后续补充后面补项目模板、文档模板、需求表、测试用例和课程设计复盘方式。
Chap9 近似算法
返回:0400 算法设计与分析总目录 · 上一章:0408 Chap8 NP 与计算困难性 · 下一章:0410 Chap10 局部搜索
1、学习目标当问题很可能不存在通用多项式精确算法时,近似算法尝试在可接受时间内给出有保证的近似解。
模块
要掌握的内容
近似比
解的质量保证
下界
用来比较算法结果有多差
负载均衡
list scheduling
中心选择
farthest-first traversal
顶点覆盖
定价法、线性规划松弛
背包
FPTAS 直觉
2、近似比最小化问题中,算法 A 的近似比为 α,表示:
1cost(A) <= α * OPT
最大化问题中常写成:
1value(A) >= OPT / α
其中 OPT 是最优解。近似算法的价值在于:即使不是最优,也知道离最优不会太远。
3、下界的重要性很多近似证明不是直接知道 OPT,而是找一个容易计算的下界 LB:
1LB <= OPT
如果能证明:
1cost(A) <= α * LB
就有:
1cost(A) <= α * OPT
所以近 ...
Chap8 NP 与计算困难性
返回:0400 算法设计与分析总目录 · 上一章:0407 Chap7 网络流 · 下一章:0409 Chap9 近似算法
1、学习目标前面几章都在寻找高效算法,本章开始问另一个问题:如果一直找不到高效算法,是不是问题本身就很难?
模块
要掌握的内容
P
多项式时间可解问题
NP
给定证书后可在多项式时间验证
规约
用一个问题求解另一个问题
NP 完全
NP 中最难的一批问题
NP 困难
至少和 NP 完全问题一样难
证明方法
从已知 NP 完全问题多项式规约
2、判定问题复杂性理论通常先讨论判定问题,也就是答案为 yes/no 的问题。
优化问题:
1求最短 Hamilton 回路长度
判定版本:
1是否存在长度不超过 K 的 Hamilton 回路?
很多优化问题可以转成判定问题来讨论难度。
3、P 与 NP
类
含义
P
能在多项式时间内求解
NP
给定一个候选解,能在多项式时间内验证
例子:
1SAT:给定布尔公式,是否存在赋值使公式为真?
如果有人给出一组赋值,我们可以快速检查公式是否为真,所以 SAT ...
Chap7 网络流
返回:0400 算法设计与分析总目录 · 上一章:0406 Chap6 动态规划 · 下一章:0408 Chap8 NP 与计算困难性
1、学习目标网络流用图来描述“从源点向汇点运输资源”的问题。它看起来像运输问题,实际能统一解决匹配、割、任务分配、项目选择等很多模型。
模块
要掌握的内容
流网络
源点、汇点、容量、流量
约束
容量约束、流量守恒
残量网络
还能增广多少,能否反悔
算法
Ford-Fulkerson、Edmonds-Karp
定理
最大流最小割
应用
二分图匹配
2、流网络一个流网络包含:
1234G = (V, E)s = sourcet = sinkc(e) = capacity
合法流 f 满足:
约束
含义
容量约束
0 <= f(e) <= c(e)
流量守恒
除 s、t 外,流入等于流出
流值
从源点流出的总量,等于流入汇点的总量
3、割一个 s-t 割把顶点分成两组:
1234S 包含 sT 包含 tS ∪ T = VS ∩ T = 空
割容量是所有从 S 指向 T ...





