单片机应用系统抗干扰技术:第1章 电磁干扰控制基础. 1.1 电磁干扰的基本概念1 1.1.1 噪声与干扰1 1.1.2 电磁干扰的形成因素2 1.1.3 干扰的分类2 1.2 电磁兼容性3 1.2.1 电磁兼容性定义3 1.2.2 电磁兼容性设计3 1.2.3 电磁兼容性常用术语4 1.2.4 电磁兼容性标准6 1.3 差模干扰和共模干扰8 1.3.1 差模干扰8 1.3.2 共模干扰9 1.4 电磁耦合的等效模型9 1.4.1 集中参数模型9 1.4.2 分布参数模型10 1.4.3 电磁波辐射模型11 1.5 电磁干扰的耦合途径14 1.5.1 传导耦合14 1.5.2 感应耦合（近场耦合）15 .1.5.3 电磁辐射耦合（远场耦合）15 1.6 单片机应用系统电磁干扰控制的一般方法16 第2章 数字信号耦合与传输机理 2.1 数字信号与电磁干扰18 2.1.1 数字信号的开关速度与频谱18 2.1.2 开关暂态电源尖峰电流噪声22 2.1.3 开关暂态接地反冲噪声24 2.1.4 高速数字电路的EMI特点25 2.2 导线阻抗与线间耦合27 2.2.1 导体交直流电阻的计算27 2.2.2 导体电感量的计算29 2.2.3 导体电容量的计算31 2.2.4 电感耦合分析32 2.2.5 电容耦合分析35 2.3 信号的长线传输36 2.3.1 长线传输过程的数学描述36 2.3.2 均匀传输线特性40 2.3.3 传输线特性阻抗计算42 2.3.4 传输线特性阻抗的重复性与阻抗匹配44 2.4 数字信号传输过程中的畸变45 2.4.1 信号传输的入射畸变45 2.4.2 信号传输的反射畸变46 2.5 信号传输畸变的抑制措施49 2.5.1 最大传输线长度的计算49 2.5.2 端点的阻抗匹配50 2.6 数字信号的辐射52 2.6.1 差模辐射52 2.6.2 共模辐射55 2.6.3 差模和共模辐射比较57 第3章 常用元件的可靠性能与选择 3.1 元件的选择与降额设计59 3.1.1 元件的选择准则59 3.1.2 元件的降额设计59 3.2 电阻器60 3.2.1 电阻器的等效电路60 3.2.2 电阻器的内部噪声60 3.2.3 电阻器的温度特性61 3.2.4 电阻器的分类与主要参数62 3.2.5 电阻器的正确选用66 3.3 电容器67 3.3.1 电容器的等效电路67 3.3.2 电容器的种类与型号68 3.3.3 电容器的标志方法70 3.3.4 电容器引脚的电感量71 3.3.5 电容器的正确选用71 3.3.6 电容器使用注意事项73 3.4 电感器73 3.4.1 电感器的等效电路74 3.4.2 电感器使用的注意事项74 3.5 数字集成电路的抗干扰性能75 3.5.1 噪声容限与抗干扰能力75 3.5.2 施密特集成电路的噪声容限77 3.5.3 TTL数字集成电路的抗干扰性能78 3.5.4 CMOS数字集成电路的抗干扰性能79 3.5.5 CMOS电路使用中注意事项80 3.5.6 集成门电路系列型号81 3.6 高速CMOS 54/74HC系列接口设计83 3.6.1 54/74HC 系列芯片特点83 3.6.2 74HC与TTL接口85 3.6.3 74HC与单片机接口85 3.7 元器件的装配工艺对可靠性的影响86 第4章 电磁干扰硬件控制技术 4.1 屏蔽技术88 4.1.1 电场屏蔽88 4.1.2 磁场屏蔽89 4.1.3 电磁场屏蔽91 4.1.4 屏蔽损耗的计算92 4.1.5 屏蔽体屏蔽效能的计算99 4.1.6 屏蔽箱的设计100 4.1.7 电磁泄漏的抑制措施102 4.1.8 电缆屏蔽层的屏蔽原理108 4.1.9 屏蔽与接地113 4.1.10 屏蔽设计要点113 4.2 接地技术114 4.2.1 概述114 4.2.2 安全接地115 4.2.3 工作接地117 4.2.4 接地系统的布局119 4.2.5 接地装置和接地电阻120 4.2.6 地环路问题121 4.2.7 浮地方式122 4.2.8 电缆屏蔽层接地123 4.3 滤波技术126 4.3.1 滤波器概述127 4.3.2 无源滤波器130 4.3.3 有源滤波器138 4.3.4 铁氧体抗干扰磁珠143 4.3.5 贯通滤波器146 4.3.6 电缆线滤波连接器149 4.3.7 PCB板滤波器件154 4.4 隔离技术155 4.4.1 光电隔离156 4.4.2 继电器隔离160 4.4.3 变压器隔离 161 4.4.4 布线隔离161 4.4.5 共模扼流圈162 4.5 电路平衡结构164 4.5.1 双绞线在平衡电路中的使用164 4.5.2 同轴电缆的平衡结构165 4.5.3 差分放大器165 4.6 双绞线的抗干扰原理及应用166 4.6.1 双绞线的抗干扰原理166 4.6.2 双绞线的应用168 4.7 信号线间的串扰及抑制169 4.7.1 线间串扰分析169 4.7.2 线间串扰的抑制173 4.8 信号线的选择与敷设174 4.8.1 信号线型式的选择174 4.8.2 信号线截面的选择175 4.8.3 单股导线的阻抗分析175 4.8.4 信号线的敷设176 4.9 漏电干扰的防止措施177 4.10 抑制数字信号噪声常用硬件措施177 4.10.1 数字信号负传输方式178 4.10.2 提高数字信号的电压等级178 4.10.3 数字输入信号的RC阻容滤波179 4.10.4 提高输入端的门限电压181 4.10.5 输入开关触点抖动干扰的抑制方法181 4.10.6 提高器件的驱动能力184 4.11 静电放电干扰及其抑制184 第5章 主机单元配置与抗干扰设计 5.1 单片机主机单元组成特点186 5.1.1 80C51最小应用系统186 5.1.2 低功耗单片机最小应用系统187 5.2 总线的可靠性设计191 5.2.1 总线驱动器191 5.2.2 总线的负载平衡192 5.2.3 总线上拉电阻的配置192 5.3 芯片配置与抗干扰193 5.3.1去耦电容配置194 5.3.2 数字输入端的噪声抑制194 5.3.3 数字电路不用端的处理195 5.3.4 存储器的布线196 5.4 译码电路的可靠性分析197 5.4.1 过渡干扰与译码选通197 5.4.2 译码方式与抗干扰200 5.5 时钟电路配置200 5.6 复位电路设计201 5.6.1 复位电路RC参数的选择201 5.6.2 复位电路的可靠性与抗干扰分析202 5.6.3 I/O接口芯片的延时复位205 5.7 单片机系统的中断保护问题205 5.7.1 80C51单片机的中断机构205 5.7.2 常用的几种中断保护措施205 5.8 RAM数据掉电保护207 5.8.1 片内RAM数据保护207 5.8.2 利用双片选的外RAM数据保护207 5.8.3 利用DS1210实现外RAM数据保护208 5.8.4 2 KB非易失性随机存储器DS1220AB/AD211 5.9 看门狗技术215 5.9.1 由单稳态电路实现看门狗电路216 5.9.2 利用单片机片内定时器实现软件看门狗217 5.9.3 软硬件结合的看门狗技术219 5.9.4 单片机内配置看门狗电路221 5.10 微处理器监控器223 5.10.1 微处理器监控器MAX703～709/813L223 5.10.2 微处理器监控器MAX791227 5.10.3 微处理器监控器MAX807231 5.10.4 微处理器监控器MAX690A/MAX692A234 5.10.5 微处理器监控器MAX691A/MAX693A238 5.10.6 带备份电池的微处理器监控器MAX1691242 5.11 串行E2PROM X25045245 第6章 测量单元配置与抗干扰设计 6.1 概述255 6.2 模拟信号放大器256 6.2.1 集成运算放大器256 6.2.2 测量放大器组成原理260 6.2.3 单片集成测量放大器AD521263 6.2.4 单片集成测量放大器AD522265 6.2.5 单片集成测量放大器AD526266 6.2.6 单片集成测量放大器AD620270 6.2.7 单片集成测量放大器AD623274 6.2.8 单片集成测量放大器AD624276 6.2.9 单片集成测量放大器AD625278 6.2.10 单片集成测量放大器AD626281 6.3 电压/电流变换器（V/I）283 6.3.1 V/I变换电路..283 6.3.2 集成V/I变换器XTR101284 6.3.3 集成V/I变换器XTR110289 6.3.4 集成V/I变换器AD693292 6.3.5 集成V/I变换器AD694299 6.4 电流/电压变换器（I/V）302 6.4.1 I/V变换电路302 6.4.2 RCV420型I/V变换器303 6.5 具有放大、滤波、激励功能的模块2B30/2B31305 6.6 模拟信号隔离放大器313 6.6.1 隔离放大器ISO100313 6.6.2 隔离放大器ISO120316 6.6.3 隔离放大器ISO122319 6.6.4 隔离放大器ISO130323 6.6.5 隔离放大器ISO212P326 6.6.6 由两片VFC320组成的隔离放大器329 6.6.7 由两光耦组成的实用线性隔离放大器333 6.7 数字电位器及其应用336 6.7.1 非易失性数字电位器x9221336 6.7.2 非易失性数字电位器x9241343 6.8 传感器供电电源的配置及抗干扰346 6.8.1 传感器供电电源的扰动补偿347 6.8.2 单片集成精密电压芯片349 6.8.3 A/D转换器芯片提供基准电压350 6.9 测量单元噪声抑制措施351 6.9.1 外部噪声源的干扰及其抑制351 6.9.2 输入信号串模干扰的抑制352 6.9.3 输入信号共模干扰的抑制353 6.9.4 仪器仪表的接地噪声355 第7章 D/A、A/D单元配置与抗干扰设计 7.1 D/A、A/D转换器的干扰源357 7.2 D/A转换原理及抗干扰分析358 7.2.1 T型电阻D/A转换器359 7.2.2 基准电源精度要求361 7.2.3 D/A转换器的尖峰干扰362 7.3 典型D/A转换器与单片机接口363 7.3.1 并行12位D/A转换器AD667363 7.3.2 串行12位D/A转换器MAX5154370 7.4 D/A转换器与单片机的光电接口电路377 7.5 A/D转换器原理与抗干扰性能378 7.5.1 逐次比较式ADC原理378 7.5.2 余数反馈比较式ADC原理378 7.5.3 双积分ADC原理380 7.5.4 V/F ADC原理382 7.5.5 ∑Δ式ADC原理384 7.6 典型A/D转换器与单片机接口387 7.6.18 位并行逐次比较式MAX 118387 7.6.28 通道12位A/D转换器MAX 197394 7.6.3 双积分式A/D转换器5G14433399 7.6.4 V/F转换器AD 652在A/D转换器中的应用403 7.7 采样保持电路与抗干扰措施408 7.8 多路模拟开关与抗干扰措施412 7.8.1 CD4051412 7.8.2 AD7501413 7.8.3 多路开关配置与抗干扰技术413 7.9 D/A、A/D转换器的电源、接地与布线416 7.10 精密基准电压电路与噪声抑制416 7.10.1 基准电压电路原理417 7.10.2 引脚可编程精密基准电压源AD584418 7.10.3 埋入式齐纳二极管基准AD588420 7.10.4 低漂移电压基准MAX676/MAX677/MAX678422 7.10.5 低功率低漂移电压基准MAX873/MAX875/MAX876424 7.10.6 MC1403/MC1403A、MC1503精密电压基准电路430 第8章 功率接口与抗干扰设计 8.1 功率驱动元件432 8.1.1 74系列功率集成电路432 8.1.2 75系列功率集成电路433 8.1.3 MOC系列光耦合过零触发双向晶闸管驱动器435 8.2 输出控制功率接口电路438 8.2.1 继电器输出驱动接口438 8.2.2 继电器—接触器输出驱动电路439 8.2.3 光电耦合器—晶闸管输出驱动电路439 8.2.4 脉冲变压器—晶闸管输出电路440 8.2.5 单片机与大功率单相负载的接口电路441 8.2.6 单片机与大功率三相负载间的接口电路442 8.3 感性负载电路噪声的抑制442 8.3.1 交直流感性负载瞬变噪声的抑制方法442 8.3.2 晶闸管过零触发的几种形式445 8.3.3 利用晶闸管抑制感性负载的瞬变噪声447 8.4 晶闸管变流装置的干扰和抑制措施448 8.4.1 晶闸管变流装置电气干扰分析448 8.4.2 晶闸管变流装置的抗干扰措施449 8.5 固态继电器451 8.5.1 固态继电器的原理和结构451 8.5.2 主要参数与选用452 8.5.3 交流固态继电器的使用454 第9章 人机对话单元配置与抗干扰设计 9.1 键盘接口抗干扰问题456 9.2 LED显示器的构造与特点458 9.3 LED的驱动方式459 9.3.1 采用限流电阻的驱动方式459 9.3.2 采用LM317的驱动方式460 9.3.3 串联二极管压降驱动方式462 9.4 典型键盘/显示器接口芯片与单片机接口463 9.4.1 8位LED驱动器ICM 7218B463 9.4.2 串行LED显示驱动器MAX 7219468 9.4.3 并行键盘/显示器专用芯片8279482 9.4.4 串行键盘/显示器专用芯片HD 7279A492 9.5 LED显示接口的抗干扰措施502 9.5.1 LED静态显示接口的抗干扰502 9.5.2 LED动态显示接口的抗干扰506 9.6 打印机接口与抗干扰技术508 9.6.1 并行打印机标准接口信号508 9.6.2 打印机与单片机接口电路509 9.6.3 打印机电磁干扰的防护设计510 9.6.4 提高数据传输可靠性的措施512 第10章 供电电源的配置与抗干扰设计 10.1 电源干扰问题概述513 10.1.1 电源干扰的类型513 10.1.2 电源干扰的耦合途径514 10.1.3 电源的共模和差模干扰515 10.1.4 电源抗干扰的基本方法516 10.2 EMI电源滤波器517 10.2.1 实用低通电容滤波器518 10.2.2 双绕组扼流圈的应用518 10.3 EMI滤波器模块519 10.3.1 滤波器模块基础知识519 10.3.2 电源滤波器模块521 10.3.3 防雷滤波器模块531 10.3.4 脉冲群抑制模块532 10.4 瞬变干扰吸收器件532 10.4.1 金属氧化物压敏电阻（MOV）533 10.4.2 瞬变电压抑制器（TVS）537 10.5 电源变压器的屏蔽与隔离552 10.6 交流电源的供电抗干扰方案553 10.6.1 交流电源配电方式553 10.6.2 交流电源抗干扰综合方案555 10.7 供电直流侧抑制干扰措施555 10.7.1 整流电路的高频滤波555 10.7.2 串联型直流稳压电源配置与抗干扰556 10.7.3 集成稳压器使用中的保护557 10.8 开关电源干扰的抑制措施559 10.8.1 开关噪声的分类559 10.8.2 开关电源噪声的抑制措施560 10.9 微机用不间断电源UPS561 10.10 采用晶闸管无触点开关消除瞬态干扰设计方案564 第11章 印制电路板的抗干扰设计 11.1 印制电路板用覆铜板566 11.1.1 覆铜板材料566 11.1.2 覆铜板分类568 11.1.3 覆铜板的标准与电性能571 11.1.4 覆铜板的主要特点和应用583 11.2 印制板布线设计基础585 11.2.1 印制板导线的阻抗计算585 11.2.2 PCB布线结构和特性阻抗计算587 11.2.3 信号在印制板上的传播速度589 11.3 地线和电源线的布线设计590 11.3.1 降低接地阻抗的设计590 11.3.2 减小电源线阻抗的方法591 11.4 信号线的布线原则592 11.4.1 信号传输线的尺寸控制592 11.4.2 线间串扰控制592 11.4.3 辐射干扰的抑制593 11.4.4 反射干扰的抑制594 11.4.5 微机自动布线注意问题594 11.5 配置去耦电容的方法594 11.5.1 电源去耦595 11.5.2 集成芯片去耦595 11.6 芯片的选用与器件布局596 11.6.1 芯片选用指南596 11.6.2 器件的布局597 11.6.3 时钟电路的布置598 11.7 多层印制电路板599 11.7.1 多层印制板的结构与特点599 11.7.2 多层印制板的布局方案600 11.7.3 20H原则605 11.8 印制电路板的安装和板间配线606 第12章 软件抗干扰原理与方法 12.1 概述607 12.1.1 测控系统软件的基本要求607 12.1.2 软件抗干扰一般方法607 12.2 指令冗余技术608 12.2.1 NOP的使用609 12.2.2 重要指令冗余609 12.3 软件陷阱技术609 12.3.1 软件陷阱609 12.3.2 软件陷阱的安排610 12.4 故障自动恢复处理程序613 12.4.1 上电标志设定614 12.4.2 RAM中数据冗余保护与纠错616 12.4.3 软件复位与中断激活标志617 12.4.4 程序失控后恢复运行的方法618 12.5 数字滤波619 12.5.1 程序判断滤波法620 12.5.2 中位值滤波法620 12.5.3 算术平均滤波法621 12.5.4 递推平均滤波法623 12.5.5 防脉冲干扰平均值滤波法624 12.5.6 一阶滞后滤波法626 12.6 干扰避开法627 12.7 开关量输入/输出软件抗干扰设计629 12.7.1 开关量输入软件抗干扰措施629 12.7.2 开关量输出软件抗干扰措施629 12.8 编写软件的其他注意事项630 附录 电磁兼容器件选购信息632
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《Verilog HDL程序设计与实践》系统讲解了Verilog HDL的基本语法和高级应用技巧，对于每个知识点都按照开门见山、自顶向下的方式来组织内容，在介绍相关知识点之前，先告诉读者其出现的背景、本质特征以及应用场景，让读者不仅掌握基本语法，还能够获得深层次理解。从结构上讲，《Verilog HDL程序设计与实践》以Verilog HDL的各方面开发为主线，遵照硬件应用系统开发的基本步骤和思路进行详细讲解，并穿插介绍ISE开发工具的操作技巧与注意事项，具备很强的可读性、指导性和实用性。
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系统以AT89C2051为核心，基于DS18B20的单总线模式设计了一个多点环境温度采集系统，解决了传统测温系统的结构复杂，功耗高，不适应野外无人值守环境温度检测的问题。文章给出了各模块的硬件电路，软件设计流程以及程序编制中的注意事项。经实验，该系统工作稳定可靠，功耗低，非常适合无人值守情况下的野外环境温度检测。
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本资料是面向CAN 总线初学者的CAN 入门书。对CAN 是什么、CAN 的特征、标准规格下的位置分布等、CAN 的概要及CAN 的协议进行了说明。2. 使用注意事项本资料对博世（BOSCH）公司所提出的CAN 概要及协议进行了归纳，可作为实际应用中的参考资料。对于具有CAN 功能的产品不承担任何责任。 1. 概要....................................................................... 12. 使用注意事项.................................................................... 13. CAN 是什么？................................................. 23.1 CAN 的应用示例......................................................... 33.2 总线拓扑图................................................ 44. CAN 的特点................................................................... 55. 错误................................................................................... 65.1 错误状态的种类...................................................... 65.2 错误计数值.............................................................................. 86. CAN 协议的基本概念........................................... 97. CAN 协议及标准规格.................................. 127.1 ISO 标准化的CAN 协议................................................. 127.2 ISO11898 和ISO11519-2 的不同点...................................... 137.3 CAN 和标准规格....................................................................... 178. CAN 协议.................................................................................. 188.1 帧的种类.................................................................. 188.2 数据帧....................................................... 218.3 遥控帧.......................................................................................... 288.4 错误帧........................................................................ 308.5 过载帧......................................................................... 318.6 帧间隔................................................................ 328.7 优先级的决定..................................................... 338.8 位填充................................................................................. 368.9 错误的种类.............................................................. 378.10 错误帧的输出.................................................. 398.11 位时序........................................................................ 408.12 取得同步的方法................................................. 428.13 硬件同步.................................................................... 438.14 再同步.................................................................... 448.15 调整同步的规则....................................................... 45
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问：MAM 使用注意事项？ 答：当改变 MAM 定时值时，必须先通过向 MAMCR 写入 0 来关闭 MAM，然后将新值写入 MAMTIM。最后，将需要的操作模式的对应值写入 MAMCR，再次打开 MAM。对于低于 20MHz 的系统时钟，MAMTIM 设定为 001。
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本书介绍Linux环境下的编程方法，内容包括Linux系统命令、 Shell脚本、编程语言(gawk、Perl)、系统内核、安全体系、X Window等，内容丰富、论述全面，涵盖了Linux系统的方方面面。本书附带光盘包括了RedHat Linux系统的最新版本，及安装方法，还包括本书的大量程序代码，极大地方便了读者，为使用和将要使用Linux系统的技术人员提供了较全面的参考。 目 录前言第一篇 Linux系统介绍第1章 Linux简介 …11.1 Linux 的起源 11.2 自由软件基金会的GNU计划 11.3 Linux 的发音 21.4 Linux 的特点 21.5 基本硬件要求 31.6 如何获得Linux 31.6.1 从网上下载Linux 31.6.2 从光盘获得Linux 31.7 涉及Linux 的Web 网址和新闻讨论组 61.8 Linux 的不足之处 7第2章 外壳及常用命令 82.1 登录和退出 82.2 Linux 系统的外壳 82.3 外壳的常用命令 92.3.1 更改帐号密码 92.3.2 联机帮助 92.3.3 远程登录 92.3.4 文件或目录处理 92.3.5 改变工作目录 102.3.6 复制文件 102.3.7 移动或更改文件、目录名称 102.3.8 建立新目录 102.3.9 删除目录 112.3.10 删除文件 112.3.11 列出当前所在的目录位置 112.3.12 查看文件内容 112.3.13 分页查看文件内容 112.3.14 查看目录所占磁盘容量 112.3.15 文件传输 112.3.16 文件权限的设定 122.3.17 检查自己所属的工作组名称 132.3.18 改变文件或目录工作组所有权 132.3.19 改变文件或目录的最后修改时间 132.3.20 文件的链接 132.3.21 文件中字符串的查寻 142.3.22 查寻文件或命令的路径 142.3.23 比较文件或目录的内容 142.3.24 文件打印输出 142.3.25 一般文件的打印 142.3.26 troff 文件的打印 142.3.27 打印机控制命令 142.3.28 进程控制 152.3.29 外壳变量 162.3.30 环境变量 162.3.31 别名 162.3.32 历史命令 172.3.33 文件的压缩 172.3.34 管道命令的使用 172.3.35 输入/输出控制 182.3.36 查看系统中的用户 182.3.37 改变用户名 182.3.38 查看用户名 182.3.39 查看当前系统上所有工作站 的用户 192.3.40 与某工作站上的用户交谈 192.3.41 检查远程系统是否正常 192.3.42 电子邮件的使用简介 19第3章 Linux系统的网络功能 213.1 Linux支持的网络协议 213.1.1 TCP/IP 213.1.2 TCP/IP 版本 6 213.1.3 IPX/SPX 213.1.4 AppleTalk 协议集 213.1.5 广域网 223.1.6 ISDN 223.1.7 PPP、SLIP及PLIP 223.1.8 业余无线电 223.1.9 ATM 223.2 Linux系统下的文件共享和打印共享 223.2.1 Machintosh 环境 223.2.2 Windows 环境 223.2.3 Novell 环境 233.2.4 UNIX 环境 233.3 Linux系统中的Internet/Intranet功能 233.3.1 邮件 233.3.2 Web 服务器 243.3.3 Web 浏览器 243.3.4 FTP 服务器和客户机 243.3.5 新闻服务 243.3.6 域名系统 243.3.7 DHCP和 bootp 243.3.8 NIS 243.4 Linux系统下应用程序的远程执行 243.4.1 Telnet 253.4.2 远程命令 253.4.3 X Window 253.5 Linux系统的网络互连功能 253.5.1 路由器 253.5.2 网桥 253.5.3 IP伪装 253.5.4 IP统计 263.5.5 IP 别名 263.5.6 流量限制器 263.5.7 防火墙 263.5.8 端口下传 263.5.9 负载平衡 263.5.10 EQL 273.5.11 代理服务器 273.5.12 按需拨号 273.5.13 管道、移动IP和虚拟个人网络 273.6 Linux系统中的网络管理 273.6.1 Linux系统下的网络管理应用程序 273.6.2 SNMP 283.7 企业级Linux网络 283.7.1 高可用性 283.7.2 RAID 283.7.3 冗余网络 28第4章 Linux系统管理简介 294.1 root 帐号 294.2 启动和关闭系统 294.2.1 从软盘启动 294.2.2 使用LILO 启动 294.2.3 关闭Linux系统 304.3 挂接文件系统 304.3.1 挂接软盘 304.3.2 创建新的文件系统 304.3.3 卸载文件系统 314.4 检查文件系统 314.5 使用文件作为交换区 314.6 系统和文件的备份 324.7 设置系统 334.7.1 设置系统名 334.7.2 使用维护磁盘 334.7.3 重新设置root 帐号口令 334.7.4 设置登录信息 33第二篇 Linux高级语言及管理编程第5章 外壳编程 355.1 创建和运行外壳程序 355.1.1 创建外壳程序 355.1.2 运行外壳程序 355.2 使用外壳变量 365.2.1 给变量赋值 365.2.2 读取变量的值 375.2.3 位置变量和其他系统变量 375.2.4 引号的作用 375.3 数值运算命令 385.4 条件表达式 405.4.1 if 表达式 405.4.2 case 表达式 415.5 循环语句 425.5.1 for 语句 435.5.2 while 语句 435.5.3 until 语句 445.6 shift 命令 445.7 select 语句 455.8 repeat 语句 465.9 子函数 46第6章 gawk语言编程 486.1 gawk的主要功能 486.2 如何执行gawk程序 486.3 文件、记录和字段 486.4 模式和动作 496.5 比较运算和数值运算 506.6 内部函数 506.6.1 随机数和数学函数 516.6.2 字符串的内部函数 516.6.3 输入输出的内部函数 526.7 字符串和数字 526.8 格式化输出 526.9 改变字段分隔符 546.10 元字符 546.11 调用gawk程序 556.12 BEGIN和END 556.13 变量 566.14 内置变量 566.15 控制结构 576.15.1 if 表达式 576.15.2 while 循环 576.15.3 for 循环 586.15.4 next 和 exit 586.16 数组 586.17 用户自定义函数 586.18 几个实例 59第7章 Perl语言编程 607.1 什么是Perl 607.2 Perl的现状 607.3 初试Perl 607.4 Perl变量 607.4.1 标量 607.4.2 数组 637.4.3 相关数组 657.5 文件句柄和文件操作 657.6 循环结构 667.6.1 foreach循环 667.6.2 判断运算 667.6.3 for循环 677.6.4 while 和 until循环 677.7 条件结构 677.8 字符匹配 687.9 替换和翻译 697.9.1 替换 697.9.2 翻译 707.10 子过程 707.10.1 子过程的定义 707.10.2 参数 707.10.3 返回值 707.11 Perl程序的完整例子 71第三篇 Linux系统内核分析第8章 Linux内核简介 738.1 系统初始化 738.2 系统运行 738.3 内核提供的各种系统调用 748.3.1 进程的基本概念和系统 的基本数据结构 748.3.2 创建和撤消进程 748.3.3 执行程序 748.4 存取文件系统 75第9章 系统进程 769.1 什么是进程 769.2 进程的结构 769.3 进程调度 789.4 进程使用的文件 799.5 进程使用的虚拟内存 809.6 创建进程 819.7 进程的时间和计时器 819.7.1 实时时钟 819.7.2 虚拟时钟 819.7.3 形象时钟 819.8 程序的执行 829.8.1 ELF文件 829.8.2 脚本文件 82第10章 内存管理 8310.1 内存管理的作用 8310.2 虚拟内存的抽象模型 8310.3 按需装入页面 8410.4 交换 8510.5 共享虚拟内存 8510.6 存取控制 8510.7 高速缓存 8610.7.1 缓冲区高速缓存 8610.7.2 页面高速缓存 8610.7.3 交换高速缓存 8610.7.4 硬件高速缓存 8610.8 系统页面表 8610.9 页面的分配和释放 8710.9.1 页面的分配 8810.9.2 页面的释放 8810.10 内存映射 8810.11 请求调页 8910.12 页面高速缓存 8910.13 内核交换守护进程 90第11章 进程间通信 9111.1 信号机制 9111.2 管道机制 9211.３ System V IPC 机制 9311.3.1 信息队列 9311.3.2 信号量 9411.3.3 共享内存 96第12章 PCI 9812.1 PCI 系统 9812.2 PCI地址空间 9812.3 PCI设置头 9912.4 PCI I/O 和 PCI 内存地址 10012.5 PCI-ISA桥 10012.6 PCI-PCI 桥 10012.7 PCI初始化 10112.7.1 Linux系统内核有关PCI的 数据结构 10112.7.2 PCI 设备驱动程序 10212.7.3 PCI BIOS 函数 10512.7.4 PCI Fixup 105第13章 中断和中断处理 10613.1 中断 10613.2 可编程中断控制器 10613.3 初始化中断处理的数据结构 10713.4 中断处理 108第14章 设备驱动程序 10914.1 硬件设备的管理 10914.2 轮询和中断 11014.3 直接内存存取 11014.4 内存 11114.5 设备驱动程序和内核之间的接口 11114.5.1 字符设备 11214.5.2 块设备 11314.6 硬盘 11314.6.1 IDE 硬盘 11514.6.2 初始化IDE 硬盘子系统 11514.6.3 SCSI 硬盘 11514.6.4 初始化 SCSI 磁盘子系统 11614.6.5 传递块设备请求 11814.7 网络设备 11814.7.1 网络设备文件名 11814.7.2 总线信息 11814.7.3 网络接口标记 11914.7.4 协议信息 11914.7.5 初始化网络设备 119第15章 文件系统 12115.1 Linux文件系统概述 12115.2 ext2文件系统 12215.2.1 ext2的索引节点 12215.2.2 ext2超级块 12415.2.3 ext2 数据块组描述符 12415.2.4 ext2 中的目录 12515.2.5 在ext2 文件系统中查找文件 12515.2.6 改变ext2 文件系统中文件 的大小 12615.3 VFS 12715.3.1 VFS 超级块 12815.3.2 VFS 索引节点 12915.3.3 登记文件系统 12915.3.4 挂接文件系统 13015.3.5 在VFS中查找文件 13115.3.6 撤消文件系统 13115.3.7 VFS 索引节点缓存 13215.3.8 VFS目录缓存 13215.4 缓冲区缓存 13315.5 /proc 文件系统 135第16章 网络系统 13616.1 TCP/IP 网络简介 13616.2 TCP/IP网络的分层 13716.3 BSD 套接口 13816.4 INET套接口层 14016.4.1 创建BSD 套接口 14116.4.2 给INET BSD 套接口指定地址 14116.4.3 在INET BSD套接口上创建连接 14216.4.4 监听INET BSD 套接口 14216.4.5 接收连接请求 14316.5 IP 层 14316.5.1 套接口缓冲区 14316.5.2 接收IP数据包 14416.5.3 发送IP数据包 14416.5.4 数据碎片 14416.6 地址解析协议 145第17章 系统内核机制 14717.1 Bottom Half处理 14717.2 任务队列 14817.3 计时器 14917.4 等待队列 14917.5 信号量 150第四篇 Linux系统高级编程第18章 Linux内核模块编程 15118.1 一个简单程序Hello World 15118.2 设备文件 15218.3 /proc文件系统 15618.4 使用/proc输入 15818.5 与设备文件通信 16218.6 启动参数 16918.7 系统调用 17018.8 阻塞进程 17218.9 替换printk 17718.10 调度任务 178第19章 有关进程通信的编程 18119.1 进程间通信简介 18119.2 半双工UNIX管道 18119.2.1 基本概念 18119.2.2 使用C语言创建管道 18219.2.3 创建管道的简单方法 18519.2.4 使用管道的自动操作 18719.2.5 使用半双工管道时的注意事项 18819.3 命名管道 18819.3.1 基本概念 18819.3.2 创建FIFO 18819.3.3 FIFO操作 18919.3.4 FIFO的阻塞 19019.3.5 SIGPIPE信号 19019.4 System V IPC 19019.4.1 基本概念 19019.4.2 消息队列基本概念 19119.4.3 系统调用msgget() 19419.4.4 系统调用msgsnd() 19519.4.5 系统调用msgctl() 19719.4.6 一个msgtool的实例 19919.5 使用信号量编程 20119.5.1 基本概念 20119.5.2 系统调用semget() 20219.5.3 系统调用semop() 20319.5.4 系统调用semctl() 20419.5.5 使用信号量集的实例：semtool 20519.6 共享内存 20919.6.1 基本概念 20919.6.2 系统内部用户数据结构 shmid_ds 20919.6.3 系统调用shmget() 21019.6.4 系统调用shmat() 21119.6.5 系统调用shmctl() 21119.6.6 系统调用shmdt() 21219.6.7 使用共享内存的实例：shmtool 212第20章 高级线程编程 21520.1 线程的概念和用途 21520.2 一个简单的例子 21520.3 线程同步 21720.4 使用信号量协调程序 21820.5 信号量的实现 22020.5.1 Semaphore.h 22020.5.2 Semaphore.c 221第21章 Linux系统网络编程 22521.1 什么是套接口 22521.2 两种类型的Internet套接口 22521.3 网络协议分层 22521.4 数据结构 22521.5 IP地址和如何使用IP地址 22621.5.1 socket() 22621.5.2 bind() 22621.5.3 connect() 22721.5.4 listen() 22821.5.5 accept() 22821.5.6 send() 和 recv() 22921.5.7 sendto() 和 recvfrom() 23021.5.8 close() 和 shutdown() 23021.5.9 getpeername() 23121.5.10 gethostname() 23121.6 DNS 23121.7 客户机/服务器模式 23221.8 简单的数据流服务器程序 23221.9 简单的数据流客户机程序 23421.10 数据报套接口 23521.11 阻塞 237第22章 Linux I/O端口编程 24022.1 如何在 C 语言下使用I/O端口 24022.1.1 一般的方法 24022.1.2 另一个替代方法: /dev/port 24122.2 硬件中断 与 DMA 存取 24122.3 高精确的时间 24122.3.1 延迟时间 24122.3.2 时间的量测 24322.4 使用其他程序语言 24322.5 一些有用的 I/O 端口 24322.5.1 并行端口 24322.5.2 游戏端口 24422.5.3 串行端口 245第五篇 Linux系统安全分析第23章 系统管理员安全 24723.1 安全管理 24723.2 超级用户 24723.3 文件系统安全 24723.3.1 Linux文件系统概述 24723.3.2 设备文件 24823.3.3 /etc/mknod命令 24923.3.4 安全考虑 24923.3.5 find命令 25023.3.6 secure程序 25023.3.7 ncheck命令 25023.3.8 安装和拆卸文件系统 25023.3.9 系统目录和文件 25123.4 作为root运行的程序 25123.4.1 启动系统 25123.4.2 init进程 25123.4.3 进入多用户 25223.4.4 shutdown命令 25223.4.5 系统V的cron程序 25223.4.6 系统V版本2之后的cron程序 25223.4.7 /etc/profile 25323.5 /etc/passwd文件 25323.5.1 口令时效 25323.5.2 UID和GID 25423.6 /etc/group文件 25423.7 增加、删除和移走用户 25423.7.1 增加用户 25423.7.2 删除用户 25523.7.3 将用户移到另一个系统 25523.8 安全检查 25523.8.1 记帐 25523.8.2 其他检查命令 25623.8.3 安全检查程序的问题 25623.8.4 系统泄密后怎么办 25723.9 加限制的环境 25823.9.1 加限制的外壳 25823.9.2 用chroot()限制用户 25823.10 小系统安全 25923.11 物理安全 25923.12 用户意识 26023.13 系统管理员意识 26123.13.1 保持系统管理员个人的 登录安全 26123.13.2 保持系统安全 261第24章 系统程序员安全 26324.1 系统子程序 26324.1.1 I/O子程序 26324.1.2 进程控制 26324.1.3 文件属性 26424.1.4 UID和GID的处理 26524.2 标准C程序库 26524.2.1 标准I/O 26524.2.2 /etc/passwd的处理 26624.2.3 /etc/group的处理 26724.2.4 加密子程序 26824.2.5 运行外壳 26824.3 编写安全的C程序 26824.3.1 需要考虑的安全问题 26824.3.2 SUID/SGID程序指导准则 26924.3.3 编译、安装SUID/SGID程序 的方法 26924.4 root用户程序的设计 270第25章 Linux系统的网络安全 27225.1 UUCP系统概述 27225.1.1 UUCP命令 27225.1.2 uux命令 27225.1.3 uucico程序 27325.1.4 uuxqt程序 27325.2 UUCP的安全问题 27325.2.1 USERFILE文件 27325.2.2 L.cmds文件 27425.2.3 uucp登录 27425.2.4 uucp使用的文件和目录 27425.3 HONEYDANBER UUCP 27525.3.1 HONEYDANBER UUCP与 老UUCP的差别 27525.3.2 登录名规则 27625.3.3 MACHINE规则 27725.3.4 组合MACHINE和LOGNAME 规则 27825.3.5 uucheck命令 27825.3.6 网关 27825.3.7 登录文件检查 27925.4 其他网络 27925.4.1 远程作业登录 27925.4.2 NSC网络系统 28025.5 通信安全 28025.5.1 物理安全 28025.5.2 加密 28125.5.3 用户身份鉴别 28225.6 SUN OS系统的网络安全 28325.6.1 确保NFS的安全 28325.6.2 NFS安全性方面的缺陷 28425.6.3 远程过程调用鉴别 28425.6.4 Linux鉴别机制 28425.6.5 DES鉴别系统 28525.6.6 公共关键字的编码 28625.6.7 网络实体的命名 28625.6.8 DES鉴别系统的应用 28725.6.9 遗留的安全问题 28725.6.10 性能 28825.6.11 启动和setuid程序引起的问题 28825.6.12 小结 289第26章 Linux系统的用户安全性 29026.1 口令安全 29026.2 文件许可权 29026.3 目录许可 29126.4 umask命令 29126.5 设置用户ID和同组用户ID许可 29126.6 cp mv ln和cpio命令 29126.7 su和newgrp命令 29226.7.1 su命令 29226.7.2 newgrp命令 29226.8 文件加密 29226.9 其他安全问题 29326.9.1 用户的.profile文件 29326.9.2 ls -a 29326.9.3 .exrc文件 29326.9.4 暂存文件和目录 29326.9.5 UUCP和其他网络 29326.9.6 特洛伊木马 29426.9.7 诱骗 29426.9.8 计算机病毒 29426.9.9 要离开自己已登录的终端 29426.9.10 智能终端 29426.9.11 断开与系统的连接 29426.9.12 cu命令 29526.10 保持帐户安全的要点 295第六篇 X window系统的内部结构和使用第27章 X Window系统的基本知识 29727.1 Ｘ Window系统介绍 29727.1.1 X的特点 29727.1.2 什么是窗口系统 29827.1.3 X发展的历史 29927.1.4 X的产品 29927.1.5 MIT发行的X 29927.2 X的基本结构 30227.2.1 X 的基本元素 30327.2.2 服务程序和客户程序如何 交互通信 30427.2.3 X 的网络概况 30627.3 从用户界面的角度概观X 30727.3.1 管理界面：窗口管理器 30727.3.2 应用程序界面和工具箱 30927.3.3 其他系统角度 30927.4 术语和符号 31027.4.1 术语 31027.4.2 符号 31127.5 启动和关闭X 31227.5.1 启动X 31227.5.2 执行X程序的方式 31327.5.3 关闭X 31427.6 窗口管理器基础—uwm 31527.6.1 什么是窗口管理器 31527.6.2 启动uwm 31527.6.3 基本窗口操作 —uwm 的菜单 31527.6.4 移动窗口 31627.6.5 重定窗口大小 31627.6.6 建立新窗口 31627.6.7 管理屏幕空间 31827.6.8 中止应用程序窗口 32027.6.9 激活uwm菜单的其他方式 32027.7 使用 x的网络设备 32027.7.1 指定远程终端机—display 选项 32127.7.2 实际使用远程的显示器 32227.7.3 控制存取显示器—xhost 32227.8 终端机模拟器—详细介绍xterm 32327.8.1 选择xterm功能—菜单与 命令行选项 32327.8.2 滚动xterm屏幕 32427.8.3 记录与终端机的交互过程—写 记录 32527.8.4 剪贴文本 32527.8.5 使用Tektronix模拟功能 32627.8.6 使用不同的字体 32727.8.7 使用颜色 32727.8.8 其他xterm选项 32727.8.9 设定终端机键盘 328第28章 实用程序和工具 32928.1 实用程序 32928.2 保存、显示和打印屏幕图像 33028.3 使用X的应用程序 33228.3.1 文字编辑器—Xedit 33328.3.2 邮件/信息处理系统—xmh 33628.4 示例和游戏程序 33628.4.1 找出通过随机迷宫的 路径—maze 33628.4.2 担任鼠标指针的大眼睛— xeyes 33628.4.3 智慧盘游戏—puzzle 33728.4.4 打印一个大X标志—xlogo 33728.4.5 跳动的多面体—ico 33728.4.6 动态几何图案—muncher与 plaid 33728.7 显示信息和状态的程序 33728.7.1 列出X服务程序的特征— xdpyinfo 33828.7.2 获取有关窗口的信息 33828.7.3 观察X的事件—xev 340第29章 定制X Window系统 34129.1 使用X的字体和颜色 34129.1.1 字体初步 34129.1.2 字体命名 34229.1.3 观察特定字体的内容—xfd 34329.1.4 保存字体和位置 34329.1.5 例子：在你的服务程序中 增加新字体 34529.1.6 使用X的颜色 34629.2 定义和使用图形 34729.2.1 系统图形程序库 34729.2.2 交互编辑图形—bitmap 34729.2.3 编辑图形的其他方法 34929.2.4 定制根窗口—xsetroot 34929.3 定义应用程序的缺省选项— Resources 35029.3.1 什么是资源 35029.3.2 XToolkit 35129.3.3 管理资源—资源管理器 35329.3.4 资源的类型—如何指定值 35829.4 实际使用资源 35929.4.1 在何处保存资源的缺省值 35929.4.2 在服务程序上保存缺省值— xrdb 36329.4.3 常见的错误和修正 36629.5 定制键盘和鼠标 36729.5.1 实际使用转换 36829.5.2 转换—格式和规则 37429.5.3 转换规范中常见的问题 37729.6 键盘和鼠标—对应和参数 37929.6.1 键盘和鼠标映射—xmodmap 37929.6.2 键盘和鼠标参数设定—xset 38229.7 进一步介绍和定制uwm 38429.7.1 uwm的新特征 38429.7.2 定制uwm 38629.8 显示器管理器—xdm 39029.8.1 需要做些什么 39029.8.2 xdm 39129.8.3 xdm的更多信息 39229.8.4 uwm配置 395附录A Gcc使用介绍 396附录B 安装X Window窗口系统 410
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前言 为了配合《计算机组成原理》课程的教学工作，使学生能够顺利完成相应课程所要求的实验内容，编写此实验指导书。本实验指导书适合于开设《计算机组成原理》及其相关课程的本专科学生使用。在进行课程实验时，实验指导教师可以针对不同的教学要求，根据具体情况对相关实验内容进行选择。本书共分为三个部分组成，学生做实验之前必须认真阅读第一部分，了解TEC-2实验系统联机指南及实验过程中的注意事项。第二部分是学生必做的基础实验部分，包括运算器实验、主存储器扩展实验及并行接口I/O实验。通过基础实验部分，使学生对运算器的工作过程有一定的认识；主存储器扩展实验，学生可通过动手过程熟悉存储器的字扩展和位扩展的连线方式及其读写操作；并行接口I/O实验中，学生可熟悉一级中断及中断的调用及返回。通过基础实验项目，对学生深入理解课堂所学的理论知识，提高学生实验动手能力能起到较好的作用。第三部分是综合实验，包括多级中断实验和微程序控制实验。该部分实验是一级中断实验的基础上增加为多级中断，使学生加深对中断优先级、排队、嵌套等概念的理解；实验指导教师根据情况选择其中的内容开展实验。在本书的编写过程中得到了内蒙古农业大学计算机与信息工程学院部分教师的大量支持和帮助，在此表示深切的感谢。由于时间和水平有限，本书中可能存在一些不足甚至错误之处，恳切希望读者提出宝贵意见，供今后再版时进一步改进与完善。
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