Lab_1_2

Рисунок – Диалоговая форма приложения slave.exe до и после изменения текстовых данных в памяти

Рисунок – Консольный вывод приложения master.exe в ходе поиска и изменения текстовых данных в памяти стороннего процесса

Наблюдать процесс поиска текстовой строки в виде «сырой» последовательности байт в памяти стороннего процесса. Заголовок диалогового окна должен измениться после успешного завершения ведущего приложения.

12. Оформить отчёт и ответить на контрольные вопросы.

1.3.2 Содержание отчёта

Отчёт о лабораторной работе должен содержать:

1.Название, цель и задачи лабораторной работы.

2.Зафиксировать результаты работы по пунктам задания. Необходимо отделит введенные вами код от ответов программы. В качестве результатов отражайте:

2.1.Комментарии;

2.2.Текст программ реализации арифметических действий.

2.3.Программный код

3.Ответы на контрольные вопросы.

1.4 Контрольные вопросы

1.Какие существуют форматы чисел?

2.Как задать число с клавиатуры?

3.Как выполнить арифметические операции над целыми числами и числами с фиксированной точкой?

4.Как выполнить математические операции над числами с плавающей точкой?

5.Перечислите основные шаги по переводу чисел в формат IEEE754 и обратно?

6.Расскажите о порядке байт в многобайтном представлении чисел.

7.Перечислите основные математические операции с двоичными числами.

8.Расскажите об используемых библиотечных функциях для преобразования и форматированного вывода чисел в различных системах счисления.

9.Расскажите об особенностях операций с вещественными числами с плавающей запятой.

10.Расскажите способы представления текстовой информации в памяти ЭВМ.

1.5 Список литературы

1.http://habrahabr.ru/post/112953/

2.http://www.h-schmidt.net/FloatConverter/IEEE754.html

3.http://planetcalc.ru/747/

4.Kernighan B., Ritchie D. / Керниган Б., Ритчи Д. - The C Programming Language, Second Edition / Язык программирования Си (2-е издание)

1.6 Приложения

Если имеется некоторое число x, для хранения которого использован четырехбайтный целочисленный тип int в программе на языке С/С++, то получить произвольный бит на позиции pos можно с помощью следующей функции:

unsigned int getBits(int x, unsigned int pos)

{

return ( ((x >> pos) & 1) ? 1 : 0);

}

//Представление двухбайтного беззнакового целого в виде числа и массива байт.

//integerValue = 1 = 0x0001

//Если порядок от младшего к старшему (little-endian), то будет:

//[00000001] [00000000] = [0x01] [0x00]

//Елси порядок от старшего к младшему (big-endian), то будет:

//[00000000] [00000001] = [0x00] [0x01]

union ByteOrder

{

unsigned char bytesArray[2]; unsigned short integerValue;

};

// Функция осуществляет проверку порядка байт на данной машине void checkByteOrder()

{

ByteOrder num;

num.integerValue = 1; //1 = 0x0001 = 00000000 00000001

printf("Unsigned short value = 0x%04x\n", num.integerValue); printf("bytes[0] = 0x%02x\n", num.bytesArray[0]); printf("bytes[1] = 0x%02x\n", num.bytesArray[1]);

if (num.bytesArray[0] == 1) { printf("little-endian bytes order\n");

}

else {

printf("big-endian bytes order\n");

}

}

// Функция, позволяющая получить бит в числе x на позиции unsigned int getBits(int x, unsigned int pos)

{

return ( ((x >> pos) & 1) ? 1 : 0 );

}

Структура файла integers.h

// ПРИМЕР

// Проверка порядка байт на данной машине void printByteOrder(int numExample)

{

…

checkByteOrder();

}

//ПРИМЕР

//Библиотечная функция преобразования целого числа в произвольную систему

//счисления

// Буфер для хранения строкового представления числа const size_t BUFSIZE = 65;

char buffer[BUFSIZE];

int newRadix = 16; // Основание новой системы счисления int convertedNum = -666; // Число, которое преобразуется

_itoa(convertedNum, buffer, newRadix);

printf("============================\n");

printf("Example %d: Convert integer from decimal to:\n", numExample); printf("Num = %d\n", convertedNum);

printf("Base %d: \n\tnum_%d = %s (%d chars)\n", newRadix, newRadix, buffer, BUFSIZE);

newRadix = 2;

_itoa(convertedNum, buffer, newRadix);

// Сравнение полученных результатов преобразования и ручного перебора бит printf("Num = %d\n", convertedNum);

printf("Base %d: \n\t%s (%d chars)\n", newRadix, buffer, BUFSIZE); printf("Convert with getBits() \n\t");

for (int i = 31; i > -1; i--) { printf("%u", getBits(convertedNum, i));

}

printf("\n");

}

Структура файла floats.h

// Представление числа с одинарной точностью в виде целого числа union ParsedFloat

{

float value; __int32 integer;

unsigned char byteArray[4];

struct ieee_t

{

unsigned int mantissa : 23; unsigned int exponenta : 8; unsigned int sign : 1;

} ieee;

};

//Печать представления числа с плавающей точкой в виде набора байт

//в шестандцатиричном формате

void printParsedFloatToHex(ParsedFloat &parsedFloat)

{

printf("Float number: dec = %f, hex = ", parsedFloat.value); for (int i = 3; i > -1; i--)

printf("0x%02X ", parsedFloat.byteArray[i]); printf("\n");

}

// Функция, имитирующая работу фармокомбайна void farmaSimulation()

tablet = 0.00001; tablet1 = 0.0; bunker = 300.0; bunker1 = 0.0; compens = 0.0;

badBunker = bunker; bufBunker = bunker; bufBadBunker = bunker;

n = 10000000;

printf("Source bunker capasity = %04.5f kg\n", bunker); for (long int i = 0; i < n; i++) {

// вес таблетки с компенсацией ошибки tablet1 = tablet - compens;

// вес бункера после вычета скомпенсированной таблетки bunker1 = bunker - tablet1;

// вычисление компенсации для следующей итерации compens = (bunker - bunker1) - tablet1;

// новый вес бункера bunker = bunker - tablet1;

// второй бункер не учитывает поправки на суммирование badBunker -= tablet;

}

printf("Final bunker capasity = %04.5f kg\n", bunker);

printf("Out = %04.5f kg \t diff = %04.5f kg\n\n", tablet*n, bufBunker - bunker);

printf("Final bad bunker capasity = %04.5f kg\n", badBunker);

printf("Out = %04.5f kg \t diff = %04.5f kg\n", tablet*n, bufBadBunker - badBunker);

}

//ПРИМЕР

//Пример прямого и обратного преобразования вещественного числа в двоичное

//представление

void convertFloatNumbers(int numEx)

{

printf("============================\n");

printf("Example %d: Parse float number s*m*2^e\n", numEx); ParsedFloat ft;

//ft.value = -25.625; ft.value = 155.625;

//ft.value = -6.2598534E18f;

//ft.value = -0.34375f;

//Прямое

printf("Float number = %f\n", ft.value);

printf("s_16 = %x\ts_10 = %u\n", ft.ieee.sign, ft.ieee.sign); printf("e_16 = %x\te_10 = %u\n", ft.ieee.exponenta, ft.ieee.exponenta); printf("m_16 = %x\tm_10 = %u\n", ft.ieee.mantissa, ft.ieee.mantissa);

// Обратное:

long s = (ft.ieee.sign) ? -1 : 1; long e = ft.ieee.exponenta - 127; long m = ft.ieee.mantissa;

printf("Back composed float number = %f\t[pow]\n", s * (1 + m / pow(2.0, 23)) * pow(2.0, e)); // Строки эквиваленты

printf("Back composed float number = %f\t[shifts]\n", s * (1 + m / (2 << 23)) * (2 << e)); // Строки эквиваленты

// Печать числа в виде октетов в 16 ричном представлении printParsedFloatToHex(ft);

}

//ПРИМЕР

//Сравнение вещественных чисел с плавающей запятой.

//Сравнение значений float и double

float a = 0.2f; printf("============================\n");

printf("Example %d: Compare two floating point numbers:\n", numEx); printf("Float num = %.15f\n", 0.2f);

printf("Double num = %.30f\n", 0.2);

// float == double? if (a == 0.2) {

printf("YES: %f == 0.2\n", a);

}

else {

printf("NO: %f != 0.2\n", a);

}

}

//ПРИМЕР

//Сравнение ошибки суммирования чисел в формате float и double

//ПРИМЕР

//Абсолютные ошибки суммирования чисел в формате float и double

{

printf("============================\n");

printf("Example %d: Error sum of float numbers\n", numEx); float c, d, f;

//double c, d, f; c = 123456789;

d = 123456788; f = c - d;

printf("Answer = %f\tSolution = %f\n", 1.0, f);

}

//ПРИМЕР

//Проверка выполнения закона коммутативности

printf("============================\n"); printf("Example %d: Check commutative law\n", numEx); float val = 10e20;

printf("(10^20 + 1) - 10^20 = %.15f\n(10^20 - 10^20) + 1 = %.15f\n", (val + 1) - val, (val - val) + 1);

}

//ПРИМЕР

//Циклические ошибки суммирования чисел в формате float

printf("============================\n"); printf("Example %d: Check cycle sum errors\n", numEx); farmaSimulation();

}

//ПРИМЕР

//Вычисление машинной эпсилон

printf("============================\n"); printf("Example %d: Calc epsilon\n", numEx);

float e = 0.0;

float e1 = 0.0; int k = 0;

e = 1.0; do

{

e = e / 2.0; e1 = e + 1.0; k++;

} while (e1 > 1.0); printf("eps = %e\n", e);

}

//ПРИМЕР

//Переполнение и потеря значимости

printf("============================\n"); printf("Example %d: Calc overflow\n", numEx);

float a = FLT_MAX / 4.0; float b = sqrt( a*a ) / 4.0; printf("a = %e\n", a); printf("b = %e\n", b);

}

Структура файла main.h:

int main(int argc, char** argv)

{

int numEx = 0;

printByteOrder(++numEx);

convertIntNumbers(++numEx);

convertFloatNumbers(++numEx);

compareFloatNums(++numEx);

compareSumFloatNums(++numEx);

compareSumFloatDoubleNums(++numEx);

checkCycleSumErrors(++numEx);

checkCommutativeLaw(++numEx);