Институт №8 МАИ

2 день. Системы счисления, Unix

d1. Информация <–> d2. Системы счисления <–> d3. Обработка информации <–> d4. Дискретные сообщения
d4. Формальный алгоритм <–> d5. НАМ, т. Шеннона <–> d6. Сочетания алгоритмов <–> d7. УМТ <–> d8. Машина фон Неймана

Словарик программиста:

Термины с лекции:

Система счисления и её виды.
Полином — (иначе) многочлен — математическое толкование.
Логический сдвиг.
Циклический сдвиг.
Арифметический сдвиг.

Термины с лабораторки:

Сетевая модель OSI — ссылка на хороший источник.
ARP spuffing — там же про атаку “человек посередине”.
Стек — подробнее во 2 семестре.
Система программирования — будет рассказана также в теме фон Неймана
Технологический стек — набор языков программирования, фреймворков и ПО, необходимых для разработки приложения.

1.5 Системы счисления

Как считать на счётах

Фишка лекции:

Деление (безу) на счётах
Умножение на счётах
Счёты демонстрируют обратный дополнительный код

Система счисления — способ числовой интерпретации цифровых сообщений. При этом каждой число выражается отдельным словом (не прописью).

Кардинальная и позиционная СС

Кардинальная СС - система, в которой палочкой обозначается нуль, двумя палочками - единица и т.д.

В такой системе арифметические операции усложнены: при сложении не только объединяем палочки, но и забираем одну лишнюю для правильного представления суммы. Недостаток системы — линейный рост длины числа (представим число 1000!).

Недостаток исправлен в позиционной системе.
Позиционная СС — это полиномиальный способ числовой интерпретации слов над цифровым алфавитом. Она задаётся одним натуральным числом p ∈ N — основанием системы счисления.

Понятное определение, да? :)

Полином — это многочлен. Т.е. полиномиальный — способ интерпретации с помощью многочлена.

Коэффициентами многочлена являются малые целые числа, означающие уже вручную проинтерпретированные цифры.
Значения этого многочлена вычисляются в точке, равной основанию системы счисления.

Всем известная римская система счисления непозиционная, а точнее позиционная с нерегулярной и немонотонной позиционностью.

Интерпретация чисел опирается на натуральную интерпретацию цифр и основания системы счисления.

© Как прикинуть количество цифр в числе? Логарифм!

А почему именно логарифм?

Про двоичные триады и тетрады:

Наиболее распространенные СС — с основанием 2, 3, 8, 10, 16.
Системы с нецелыми основаниями почти не используются (кроме системы с основанием e)
Среди систем счисления ближе всего к e является троичная.

Чем больше основание СС, тем более экономна запись, и тем более сложная аппаратура требуется (клавиатура, кодировка, шрифт).

Если хорошо понимаете дополнительный и обратный код, можно блеснуть знанием на зачёте:
Дополнительный код и обратный код.

Сдвиги

Элементарными операциями микрокода любой ЭВМ являются сдвиги: логические, циклические, логарифмические.

1) Логический сдвиг — перемещение всех разрядов машинного слова влево/вправо на число разрядов, заданное вторым операндом. Уходящий бит не влияет на оставшиеся, а на место появившегося бита записывается 0.

2) Циклический сдвиг — уходящий бит появляется на месте появившегося.

3) Арифметический сдвиг — рассматривает слово как допкод целого числа. Сдвиг влево — умножение, сдвиг вправо — деление.

При сдвиге влево ведёт себя как логический сдвиг.
При сдвиге вправо уходящий бит уходит, не влияя на оставшееся биты, а на место появившегося бита устанавливается бит, соответствующий знаку операции.

Про PC WEEK и ошибку Y2038:

Мантисса и машинное эпсилон (отсылка к КП3)

Для зачёта учить необязательно. Подробнее об этом в материале по фон Нейману.

`Дальше идёт материал про UNIX. Системы счисления завершены.

История ОС Unix (или введение в лабу 2)

Прикладная теория для UNIX — неплохой ресурс, альтернатива разным видео.

Рассказ записан в виде фактов, наборов мыслей.

Местами повествование прерывистое — это задумка автора.

Здесь описаны особенности, преимущества OC Unix.

ОС — нижний уровень программ, управляет ресурсами ПК

MULTICS 1969

Unix возник на обломках MULTICS
UNIX — сетевая ОС
История Unix.
Язык Shell — полный по Тьюрингу (и язык Тех)
При этом написать машину Тьюринга на этих языках проблематично!

Шифрование

Пароль в linux шифруется возведением в квадрат. И хранятся не сами пароли, а их квадраты. А корень неизвлекаем. Поэтому шифрование хорошее!
Пароль в Unix существует 40 лет, а в Windows он появился позже

Терминал команд

Когда Unix появился, он был доступен через простенький интерфейс - терминал. И терминал ещё сохранён.
Текст легче документировать и с его помощью легче программировать
Терминал - это программируемый интерфейс!
А взаимодействие с интерфейсом Windows - мануальное!
Ещё одно преимущество - возможность дистанционного взаимодействия.
Интерпретатор — часть ОС, он запускает исполнитель.
Транзитных команд может быть сколько угодно - в этом плане (в своей открытости) Unix очень хорош
Значок готовности говорит о готовности выполнять команды
Надо знать базовые команды работы с терминалом
Зачем писать на языке C — официальный ответ всем хейтерам!
Протокол — это документ. Надо уметь протоколировать.
Почитай про windows power shell
Ядро ОС.

Иерархия в Unix

Слеш / — самый верх иерархии дерева корневой системы Аналогия иерархии дерева с солнечной системой
В дереве всё чинно. И оно предполагает ограничение передвижения.
Навигация проходит с учетом древовидности юникса
Полное имя файла
Метасимволы
Unix - гремучая змея (rm *) - удалит все файлы в директории. Подробнее написано здесь.
Можно создавать файлы и без программ - с помощью emacs.
Конвейер команд

Shell благодаря конвейеру обеспечит связь команд/данных.

© Картинка с унитазом — это про Unix.

kill - уничтожение процесса (только если он твой)

© Самое дорогое — это зарплата программиста!

Bash — это барновский shell (Bourne shell)

C-shell — самое изощрённое создание.
Shell И Bash придуманы до C.
Программные файлы Unix
Как делается присваивание, ветвление, циклы (?) — об этом узнаем на лабах!
Макросы — об этом узнаем на лабах!
Редактирование текстов: экранное и графическое (графическое относится к текстам)

Строчное редактирование — редактирование вслепую.

Оно позволяет использовать примитивную аппаратуру + низкие скорости (низкоскоростные каналы связи)

Легко написать (например, на pascal (!) за один день)

emacs не возьмёт этот файл, если файл много весит.

такой редактор (строчной) не держит файл в памяти — он гоняет одну строку (из строки в строку)

Экранное редактирование

Курсором легко исправлять ошибки — это визуализированная часть.

Экранные редакторы появились не сразу: - они более сложные - их разработка поэтому длится дольше - для своего применения требуют более высокие каналы связи (не укладываются в телефонную линию)

Известные примеры экранных редакторов:

Vim, emacs
Стоит освоить редакторы и показать мануальные навыки (пометить блок текста — перенести — заменить текст файлом). Желательно в emacs.
По сути, emacs — прообраз интегрированной системы (утром вошёл в него — вечером вышел). Т.е. в нём можно делать многое.

И хотя этого на экзамене не требуют, всё же стоит с ним поработать.

Тесты программ пишутся перед программированием! Это отсылка к экзамену. Надо уметь писать сценарий!

© Как установили биологи МГУ, натуральной С/С в пределах 20 владеют даже вороны.
- Кроме того, они могут складывать и вычитать числа порядка 3-4.