2019-2020-1學期20192401《網絡空間安全專業導論》第一周學習總結

• 2019 年 10 月 9 日
• 筆記

此次於空間安全導論的第二三章的學習中，我了解了二進制數值與計數系統和數據表示法.
其中關於二進制中的有關問題，我有以下幾項收穫：
一、二進制數值與計數系統
1.在2.1中數字與計算章節中，我了解到自然數以及在各種計數系統中如何表示他們，得知了所有計數系統之間的關係。在2.2的位置計數法中我了解關於數字中的實體問題，關於如何正確解答一個數字的實體問題，取決於技術系統中的基數（若基數為2，則其有兩個數字為0和1。）

總結而言，所用的數字即為由0開始數到基數減一的可用數字。
數字是用位置計數法編寫的，最右邊的數值乘以技術的零次冪，以此類推。

2.在介紹二進制，八進制，十六進制中，由於8，16都為二的倍數，所以在各種進制的轉換中有技巧，在二進制轉換為八進制中，即可用從左到右數3位數字直接可以轉化為八進制中的數字，十六進制也是如此（即從左到右數四位，因為16為2的四次方)。
3.在其他進制的轉換中，普遍使用由各位進制轉換為十進制，再由10進制轉為其他進制。轉換的方法為短除法餘數倒數排列法。其他進制的轉換詳見P40.
二、數據表示法
1.數據與計算機：
①我們區別了數據和信息的含義，總而言之，信息可以為進行加工後的數據。此外，我們還引入了多媒體，數據壓縮，帶寬的概念，由於第一接觸帶寬這一概念，我再次將他展示於此：在固定時間內從一個地點傳輸到另一個地點的最大位數或位元組數。
②關於壓縮率的概念是壓縮後的數據大小除以原始的數據大小的值，而無損壓縮是不會丟失的數據壓縮技術，反而言之引出了有損壓縮。
2.模擬數據與數字數據：
①模擬數據是一種連續表示方法模擬他表示的真實信息；數字數據是一種離散表示法，把信息分割成了獨立的元素。

數字化（digitize）：把信息分割成離散的片段。

②如果電信號只用二進制傳輸數據，不僅費用降低，而且易於維護。

在沿線下降時，所有電信號都會降級。另一方面，數字信號只在兩個極端中跳躍，被稱為脈衝編碼調製(PCM)。數字信號在丟失之前可以降級相當多，因為大於某個閾值的電平值都被看做高電平，小於這個閾值的電平值都被看為低電平。數字信號會被周期性的重新計時，以為恢復到他原來的位置只要在信號降級太多之前重新計時，就不會丟失信息。

3.二進制表示法：
①一般來說，N位二進制數字可以表示2^n種0和1的組合多加一位便會多加一倍。
4.負數表示法：
①十進制補碼：Negative（I)=10^k-I
②二進制補碼：Negative（I)=2^k-I其中最左邊的位置1表示負數，0表示正數。

有一個更簡單的方法來計算二進制補碼：將每一位取反再加一。

③數字溢出：給結果預留的位數存不下計算出的值的狀況。
5.實數表示法
①在計算中我們把非整數的值成為實值。根據實數在計算機中的用途，把它定義為可能具有小數部分的值。也就是說，實數具有小數部分和整數部分。在二進制中我們採用與十進制相同的法則只是基數為2。由於處理的不是十進制數，所以用radix point來表示小數點，任何計數系統中都可以使用這個術語。

二進制的實值可以用以下公式定義：符號×尾數×2^exp

浮點表示法（floating point）標明以上元素的實數表示法。

②將十進制中的小數轉換為其他進制的方法：用新基數乘它。
先將小數點右側的整數部分進行轉化，再將右側的小數部分乘以基數，進位保留至最後一位並將剩餘小數繼續乘以基數，如此重複直到為0.

6.ASCII字符集與Unicode字符集：
①ASCII字符集是Unicode字符集的子集
7.文本壓縮：
現有三種類型
①關鍵字編碼（keyword encoding）：用單個字符代替常用的單詞。
②行程長度編碼（run-length encoding）：
③赫夫曼編碼：