一、实验目的１．掌握定时/计数器、输入/输出接口电路设计方法。 ２．掌握中断控制编程技术的方法和应用。３．掌握8086汇编语言程序设计方法。 二、实验内容与要求 微机灯光控制系统主要用于娱乐场所的彩灯控制。系统的彩灯共有12组，在实验时用12个发光二极管模拟。1. 基本要求：灯光控制共有8种模式，如12个灯依次点亮；12个灯同时闪烁等八种。系统可以通过键盘和显示屏的人机对话，将8种模式进行任意个数、任意次序的连接组合。系统不断重复执行输入的模式组合，直至键盘有任意一个键按下，退出灯光控制系统，返回DOS系统。2. 提高要求：音乐彩灯控制系统，根据音乐的变化控制彩灯的变化，主要有以下几种：第一种为音乐节奏控制彩灯，按音乐的节拍变换彩灯花样。第二种音律的强弱（信号幅度大小）控制彩灯。强音时，灯的亮度加大，且被点亮的数目增多。第三种按音调高低（信号频率高低）控制彩灯。低音时，某一部分灯点亮；高音时，另一部分点亮。 三、实验报告要求 １．设计目的和内容 ２．总体设计 ３．硬件设计：原理图（接线图）及简要说明 ４．软件设计框图及程序清单５．设计结果和体会（包括遇到的问题及解决的方法） 四、设计原理我们以背景霓虹灯的一种显示效果为例，介绍控制霓虹灯显示的基本原理。设有一排 n 段水平排列的霓虹灯，某种显示方式为从左到右每0.2 秒逐个点亮。其控制过程如下： 若以“ 1 ”代表霓虹灯点亮，以“ 0 ”代表霓虹灯熄灭，则开始时刻， n 段霓虹灯的控制信号均为“ 0 ”，随后，控制器将一帧 n 个数据送至 n 段霓虹灯的控制端，其中，最左边的一段霓虹灯对应的控制数据为“ 1 ”，其余的数据均为零，即 1000 … 000 。当 n 个数据送完以后，控制器停止送数，保留这种状态（定时） 0.2 秒，此时，第 1 段霓虹灯被点亮，其余霓虹灯熄灭。随后，控制器又在极短的时间内将数据 1100 … 000 送至霓虹灯的控制端，并定时 0.2 秒，这段时间，前两段霓虹灯被点亮。由于送数据的过程很快，我们观测到的效果是第一段霓虹灯被点亮 0.2 秒后，第 2 段霓虹灯接着被点亮，即每隔 0.2 秒显示一帧图样。如此下去，最后控制器将数据 1111 … 111 送至 n 段霓虹灯的控制端，则 n 段霓虹灯被全部点亮。 只要改变送至每段霓虹灯的数据，即可改变霓虹灯的显示方式，显然，我们可以通过合理地组合数据（编程）来得到霓虹灯的不同显示方式。 五、总体方案论证分析系统设计思路如下：1) 采集8位开关输入信号，若输入数据为0时，将其修改为1。确定输入的硬件接口电路。采样输入开关量，并存入NUM的软件程序段。2) 以12个灯依次点亮为例(即灯光控制模式M1)，考虑与其相应的灯光显示代码数据。确定显示代码数据输出的接口电路。输出一个同期显示代码的软件程序段（暂不考虑时隙的延时要求）。3) 应用定时中断服务和NUM数据，实现t＝N×50ms的方法。4) 实现某一种模式灯光显示控制中12个时隙一个周期，共重复四次的控制方法。要求在初始化时采样开关输入数据NUM，并以此控制每一时隙的延时时间；在每一时隙结束时，检查有无键按下，若是退出键按下，则结束灯光控制，返回DOS系统，若是其他键就返回主菜单，重新输入控制模式数据。5) 通过人机对话，输入8种灯光显示控制模式的任意个数、任意次序连接组合的控制模式数据串（以ENTER键结尾）。对输入的数据进行检查，若数据都在1 - 8之间，则存入INBUF；若有错误，则通过屏幕显示输入错误，准备重新输入灯光显示控制模式数据。6) 依次读取INBUF中的控制模式数据进行不同模式的灯光显示控制，在没有任意键按下的情况下，系统从第一个控制模式数据开始，顺序工作到最后一个控制模式数据后，又返回到第一个控制模式数据，不断重复循环进行灯光显示控制。7) 本系统的软件在总体上有两部份，即主程序（MAIN）和实时中断服务程序（INTT）。讨论以功能明确、相互界面分割清晰的软件程序模块化设计方法。即确定有关功能模块，并画出以功能模块表示的主程序（MAIN）流程框图和定时中断服务程序的流程框图。 六、硬件电路设计 以微机实验平台和PC机资源为硬件设计的基础,不需要外加电路。主要利用了以下的资源：1．8255并行口电路8255并行口电路主要负责数据的输入与输出，可以输出数据控制发光二极管的亮灭和读取乒乓开关的数据。实验时可以将8255的A口、B口和一组发光二极管相连，C口和乒乓开关相连。2．8253定时/计数器8253定时/计数器和8259中断控制器一起实现时隙定时。本设计的定时就是采用的t＝N×50ms的方法，50ms由8253定时/计数器的计数器0控制定时，N是在中断服务程序中软件计时。8253的OUT0接到IRQ2，产生中断请求信号。8253定时/计数器定时结束会发出中断信号，进入中断服务程序。3．PC机资源本设计除了利用PC机作为控制器之外，还利用了PC机的键盘和显示器。键盘主要是输入控制模式数据，显示器就是显示提示信息。 七、软件设计 软件主要分为主程序（MAIN）和中断服务程序（INTT），主程序包含系统初始化、读取乒乓开关、读取控制模式数据以及按键处理等模块。中断服务程序主要是定时时间到后根据控制模式数据点亮相应的发光二极管。1．主程序主程序的程序流程图如图1所示。
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微型计算机课程设计论文—通用微机发声程序的汇编设计 本文讲述了在微型计算机中利用可编程时间间隔定时器的通用发声程序设计，重点讲述了程序的发声原理，节拍的产生，按节拍改变的动画程序原理，并以设计一个简单的乐曲评分程序为引子，分析程序设计的细节。关键字：微机 8253 通用发声程序 动画技术 直接写屏 1. 可编程时间间隔定时器8253在通用个人计算机中，有一个可编程时间间隔定时器8253，它能够根据程序提供的计数值和工作方式,产生各种形状和各种频率的计数/定时脉冲,提供给系统各个部件使用。本设计是利用计算机控制发声的原理,编写演奏乐曲的程序。 在8253/54定时器内部有3个独立工作的计数器:计数器0,计数器1和计数器2,每个计数器都分配有一个断口地址,分别为40H,41H和42H.8253/54内部还有一个公用的控制寄存器,端地址为43H.端口地址输入到8253/54的CS,AL,A0端,分别对3个计数器和控制器寻址. 对8353/54编程时,先要设定控制字,以选择计数器,确定工作方式和计数值的格式.每计数器由三个引脚与外部联系,见教材第320页图9-1.CLK为时钟输入端,GATE为门控信号输入端,OUT为计数/定时信号输入端.每个计数器中包含一个16位计数寄存器,这个计数器时以倒计数的方式计数的,也就是说,从计数初值逐次减1,直到减为0为止. 8253/54的三个计数器是分别编程的,在对任一个计数器编程时,必须首先讲控制字节写入控制寄存器.控制字的作用是告诉8253/54选择哪个计数器工作,要求输出什么样的脉冲波形.另外,对8253/54的初始化工作还包括,向选定的计数器输入一个计数初值,因为这个计数值可以是8为的,也可以是16为的,而8253/5的数据总线是8位的,所以要用两条输出指令来写入初值.下面给出8253/54初始化程序段的一个例子,将计数器2设定为方式3,(关于计数器的工作方式参阅教材第325—330页)计数初值为65536. MOV AL,10110110B ;选择计数器2,按方式3工作,计数值是二进制格式 OUT 43H,AL ; j将控制字送入控制寄存器 MOV AL,0 ;计数初值为0 OUT 42H,AL ;将计数初值的低字节送入计数器2 OUT 42H,AL ;将计数初值的高字节送入计数器2 在IBM PC中8253/54的三个时钟端CLK0,CLK1和CLK2的输入频率都是1.1931817MHZ. PC机上的大多数I/O都是由主板上的8255(或8255A)可编程序外围接口芯片(PPI)管理的.关于8255A的结构和工作原理及应用举例参阅教材第340—373页.教材第364页的”PC/XT机中的扬声器接口电路”一节介绍了扬声器的驱动原理,并给出了通用发声程序.本设计正是基于这个原理,通过编程,控制加到扬声器上的信号的频率,奏出乐曲的.2．发声程序的设计下面是能产生频率为f的通用发声程序:MOV AL, 10110110B ;8253控制字:通道2,先写低字节,后写高字节 ;方式3,二进制计数OUT 43H, AL ;写入控制字MOV DX, 0012H ;被除数高位MOV AX, 35DEH ;被除数低位 DIV ID ;求计数初值n,结果在AX中OUT 42H, AL ;送出低8位MOV AL, AHOUT 42H,AL ;送出高8位IN AL, 61H ;读入8255A端口B的内容MOV AH, AL ;保护B口的原状态OR AL, 03H ;使B口后两位置1,其余位保留OUT 61H,AL ;接通扬声器,使它发声
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pic单片机实用教程(提高篇)以介绍PIC16F87X型号单片机为主，并适当兼顾PIC全系列，共分9章，内容包括：存储器；I/O端口的复位功能；定时器/计数器TMR1；定时器TMR2；输入捕捉/输出比较/脉宽调制CCP；模/数转换器ADC；通用同步/异步收发器USART；主控同步串行端口MSSP：SPI模式和I2C模式。突出特点：通俗易懂、可读性强、系统全面、学练结合、学用并重、实例丰富、习题齐全。＜br＞本书作为Microchip公司大学计划选择用书，可广泛适用于初步具备电子技术基础和计算机知识基础的学生、教师、单片机爱好者、电子制作爱好者、电器维修人员、电子产品开发设计者、工程技术人员阅读。本教程全书共分2篇，即基础篇和提高篇，分2册出版，以适应不同课时和不同专业的需要，也为教师和读者增加了一种可选方案。 第1章 EEPROM数据存储器和FIASH程序存储器1.1 背景知识1.1.1 通用型半导体存储器的种类和特点1.1.2 PIC单片机内部的程序存储器1.1.3 PIC单片机内部的EEPROM数据存储器1.1.4 PIC16F87X内部EEPROM和FIASH操作方法1.2 与EEPROM相关的寄存器1.3 片内EEPROM数据存储器结构和操作原理1.3.1 从EEPROM中读取数据1.3.2 向EEPROM中烧写数据1.4 与FLASH相关的寄存器1.5 片内FLASH程序存储器结构和操作原理1.5.1 读取FLASH程序存储器1.5.2 烧写FLASH程序存储器1.6 写操作的安全保障措施1.6.1 写入校验方法1.6.2 预防意外写操作的保障措施1.7 EEPROM和FLASH应用举例1.7.1 EEPROM的应用1.7.2 FIASH的应用思考题与练习题第2章 输入/输出端口的复合功能2.1 RA端口2.1.1 与RA端口相关的寄存器2.1.2 电路结构和工作原理2.1.3 编程方法2.2 RB端口2.2.1 与RB端口相关的寄存器2.2.2 电路结构和工作原理2.2.3 编程方法2.3 RC端口2.3.1 与RC端口相关的寄存器2.3.2 电路结构和工作原理2.3.3 编程方法2.4 RD端口2.4.1 与RD端口相关的寄存器2.4.2 电路结构和工作原理2.4.3 编程方法2.5 RE端口2.5.1 与RE端口相关的寄存器2.5.2 电路结构和工作原理2.5.3 编程方法2.6 PSP并行从动端口2.6.1 与PSP端口相关的寄存器2.6.2 电路结构和工作原理2.7 应用举例思考题与练习题第3章 定时器/计数器TMR13.1 定时器/计数器TMR1模块的特性3.2 定时器/计数器TMR1模块相关的寄存器3.3 定时器/计数器TMR1模块的电路结构3.4 定时器/计数器TMR1模块的工作原理3.4.1 禁止TMR1工作3.4.2 定时器工作方式3.4.3 计数器工作方式3.4.4 TMR1寄存器的赋值与复位3.5 定时器/计数器TMR1模块的应用举例思考题与练习题第4章 定时器TMR24.1 定时器TMR2模块的特性4.2 定时器TMR2模块相关的寄存器4.3 定时器TMR2模块的电路结构4.4 定时器TMR2模块的工作原理4.4.1 禁止TMR2工作4.4.2 定时器工作方式4.4.3 寄存器TMR2和PR2以及分频器的复位4.4.4 TMR2模块的初始化编程4.5 定时器TMR2模块的应用举例思考题与练习题第5章 输入捕捉/输出比较/脉宽调制CCP5.1 输入捕捉工作模式5.1.1 输入捕捉摸式相关的寄存器5.1.2 输入捕捉模式的电路结构5.1.3 输入捕捉摸式的工作原理5.1.4 输入捕捉摸式的应用举例5.2 输出比较工作模式5.2.1 输出比较模式相关的寄存器5.2.2 输出比较模式的电路结构5.2.3 输出比较模式的工作原理5.2.4 输出比较模式的应用举例5.3 脉宽调制输出工作模式5.3.1 脉宽调制模式相关的寄存器5.3.2 脉宽调制模式的电路结构5.3.3 脉宽调制模式的工作原理5.3.4 脉定调制模式的应用举例5.4 两个CCP模块之间相互关系思考题与练习题第6章 模/数转换器ADC6.1 背景知识6.1.1 ADC种类与特点6.1.2 ADC器件的工作原理6.2 PIC16F87X片内ADC模块6.2.1 ADC模块相关的寄存器6.2.2 ADC模块结构和操作原理6.2.3 ADC模块操作时间要求6.2.4 特殊情况下的A/D转换6.2.5 ADC模块的转换精度和分辨率6.2.6 ADC模块的内部动作流程和传递函数6.2.7 ADC模块的操作编程6.3 PIC16F87X片内ADC模块的应用举例思考题与练习题第7章 通用同步/异步收发器USART7.1 串行通信的基本概念7.1.1 串行通信的两种基本方式7.1.2 串行通信中数据传送方向7.1.3 串行通信中的控制方式7.1.4 串行通信中的码型、编码方式和帧结构7.1.5 串行通信中的检错和纠错方式7.1.6 串行通信组网方式7.1.7 串行通信接口电路和参数7.1.8 串行通信的传输速率7.2 PIC16F87X片内通用同步/异步收发器USART模块7.2.1 与USART模块相关的寄存器7.2.2 USART波特率发生器BRG7.2.3 USART模块的异步工作方式7.2.4 USART模块的同步主控工作方式7.2.5 USART模块的同步从动工作方式7.3 通用同步/异步收发器USART的应用举例思考题与练习题第8章 主控同步串行端口MSSP——SPI模式8.1 SPI接口的背景知识8.1.1 SPI接口信号描述8.1.2 基于SPI的系统构成方式8.1.3 SPI接口工作原理8.1.4 兼容的MicroWire接口8.2 PIC16F87X的SPI接口8.2.1 SPI接口相关的寄存器8.2.2 SPI接口的结构和操作原理8.2.3 SPI接口的主控方式8.2.4 SPI接口的从动方式8.3 SPI接口的应用举例思考题与练习题第9章 主控同步串行端口MSSP——I（平方）C模式9.1 I（平方）C总线的背景知识9.1.1 名词术语9.1.2 I（平方）C总线的技术特点9.1.3 I（平方）C总线的基本工作原理9.1.4 I（平方）C总线信号时序分析9.1.5 信号传送格式9.1.6 寻址约定9.1.7 技术参数9.1.8 I（平方）C器件与I（平方）C总线的接线方式9.1.9 相兼容的SMBus总线9.2 与I（平方）C总线相关的寄存器9.3 典型信号时序的产生方法9.3.1 波特率发生器9.3.2 启动信号9.3.3 重启动信号9.3.4 应答信号9.3.5 停止信号9.4 被控器通信方式9.4.1 硬件结构9.4.2 被主控器寻址9.4.3 被控器接收——被控接收器9.4.4 被控器发送——被控发送器9.4.5 广播式寻址9.5 主控器通信方式9.5.1 硬件结构9.5.2 主控器发送——主控发送器9.5.3 主控器接收——主控接收器9.6 多主通信方式下的总线冲突和总线仲裁9.6.1 发送和应答过程中的总线冲突9.6.2 启动过程中的总线冲突9.6.3 重启动过程中的总线冲突9.6.4 停止过程中的总线冲突9.7 I（平方）C总线的应用举例思考题与练习题附录A 包含文件P16F877.INC附录B 新版宏汇编器MPASM伪指令总表参考文献
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微处理器及微型计算机的发展概况 第一代微处理器是以Intel公司1971年推出的4004，4040为代表的四位微处理机。 第二代微处理机（1973年~1977年），典型代表有：Intel 公司的8080、8085；Motorola公司的M6800以及Zlog公司的Z80。 第三代微处理机 第三代微机是以16位机为代表，基本上是在第二代微机的基础上发展起来的。其中Intel公司的8088。8086是在8085的基础发展起来的；M68000是Motorola公司在M6800 的基础发展起来的； 第四代微处理机 以Intel公司1984年10月推出的80386CPU和1989年4月推出的80486CPU为代表， 第五代微处理机的发展更加迅猛，1993年3月被命名为PENTIUM的微处理机面世，98年PENTIUM 2又被推向市场。 INTEL CPU 发展历史Intel第一块CPU 4004,4位主理器,主频108kHz,运算速度0.06MIPs(Million Instructions Per Second, 每秒百万条指令),集成晶体管2,300个,10微米制造工艺,最大寻址内存640 bytes,生产曰期1971年11月. 8085,8位主理器,主频5M,运算速度0.37MIPs,集成晶体管6,500个,3微米制造工艺,最大寻址内存64KB,生产曰期1976年 8086,16位主理器,主频4.77/8/10MHZ,运算速度0.75MIPs,集成晶体管29,000个,3微米制造工艺,最大寻址内存1MB,生产曰期1978年6月. 80486DX,DX2,DX4,32位主理器,主频25/33/50/66/75/100MHZ,总线频率33/50/66MHZ,运算速度20~60MIPs,集成晶体管1.2M个,1微米制造工艺,168针PGA,最大寻址内存4GB,缓存8/16/32/64KB,生产曰期1989年4月 Celeron一代, 主频266/300MHZ(266/300MHz w/o L2 cache, Covington芯心 (Klamath based),300A/333/366/400/433/466/500/533MHz w/128kB L2 cache, Mendocino核心 (Deschutes-based), 总线频率66MHz,0.25微米制造工艺,生产曰期1998年4月) Pentium 4 (478针),至今分为三种核心:Willamette核心(主频1.5G起,FSB400MHZ,0.18微米制造工艺),Northwood核心(主频1.6G~3.0G,FSB533MHZ,0.13微米制造工艺, 二级缓存512K),Prescott核心(主频2.8G起,FSB800MHZ,0.09微米制造工艺,1M二级缓存,13条全新指令集SSE3),生产曰期2001年7月. 更大的缓存、更高的频率、 超级流水线、分支预测、乱序执行超线程技术 微型计算机组成结构单片机简介单片机即单片机微型计算机，是将计算机主机(CPU、 内存和I/O接口)集成在一小块硅片上的微型机。 三、计算机编程语言的发展概况 机器语言 机器语言就是0，1码语言，是计算机唯一能理解并直接执行的语言。汇编语言 用一些助记符号代替用0，1码描述的某种机器的指令系统，汇编语言就是在此基础上完善起来的。高级语言 BASIC，PASCAL，C语言等等。用高级语言编写的程序称源程序，它们必须通过编译或解释，连接等步骤才能被计算机处理。 面向对象语言 C++，Java等编程语言是面向对象的语言。 1.3 微型计算机中信息的表示及运算基础（一） 十进制ND有十个数码：0～9，逢十进一。 例 1234.5=1×103 +2×102 +3×101 +4×100 +5×10-1加权展开式以10称为基数，各位系数为0～9，10i为权。 一般表达式：ND= dn-1×10n-1+dn-2×10n-2 +…+d0×100 +d-1×10-1+… （二） 二进制NB两个数码：0、1, 逢二进一。 例 1101.101=1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1+1×2-3 加权展开式以2为基数，各位系数为0、1， 2i为权。 一般表达式： NB = bn-1×2n-1 + bn-2×2n-2 +…+b0×20 +b-1×2-1+… （三）十六进制NH十六个数码0～9、A～F，逢十六进一。 例：DFC.8=13×162 +15×161 +12×160 +8×16-1 展开式以十六为基数，各位系数为0～9，A～F，16i为权。 一般表达式： NH= hn-1×16n-1+ hn-2×16n-2+…+ h0×160+ h-1×16-1+… 二、不同进位计数制之间的转换 （二）二进制与十六进制数之间的转换 24=16 ，四位二进制数对应一位十六进制数。举例：（三）十进制数转换成二、十六进制数整数、小数分别转换 1.整数转换法“除基取余”：十进制整数不断除以转换进制基数，直至商为0。每除一次取一个余数，从低位排向高位。举例： 2. 小数转换法“乘基取整”：用转换进制的基数乘以小数部分，直至小数为0或达到转换精度要求的位数。每乘一次取一次整数，从最高位排到最低位。举例： 三、带符号数的表示方法 机器数：机器中数的表示形式。真值： 机器数所代表的实际数值。举例:一个8位机器数与它的真值对应关系如下： 真值： X1=+84=+1010100B X2=-84= -1010100B 机器数：[X1]机= 01010100 [X2]机= 11010100(二)原码、反码、补码最高位为符号位，0表示 “+”，1表示“－”。 数值位与真值数值位相同。 例 8位原码机器数： 真值： x1 = +1010100B x2 =－ 1010100B 机器数： [x1]原 = 01010100 [x2]原 = 11010100原码表示简单直观,但0的表示不唯一，加减运算复杂。 正数的反码与原码表示相同。 负数反码符号位为 1，数值位为原码数值各位取反。 例 8位反码机器数： x= +4： [x]原= 00000100 [x]反= 00000100 x= -4： [x]原= 10000100 [x]反= 111110113、补码（Two’s Complement）正数的补码表示与原码相同。 负数补码等于2n－abs（x）8位机器数表示的真值四、 二进制编码例：求十进制数876的BCD码 876= 1000 0111 0110 BCD 876= 36CH = 1101101100B 2、字符编码 美国标准信息交换码ASCII码，用于计算 机与计算机、计算机与外设之间传递信息。 3、汉字编码 “国家标准信息交换用汉字编码”（GB2312-80标准），简称国标码。 用两个七位二进制数编码表示一个汉字 例如“巧”字的代码是39H、41H汉字内码例如“巧”字的代码是0B9H、0C1H1·4 运算基础 一、二进制数的运算加法规则：“逢2进1” 减法规则：“借1当2” 乘法规则：“逢0出0，全1出1”二、二—十进制数的加、减运算 BCD数的运算规则 循十进制数的运算规则“逢10进1”。但计算机在进行这种运算时会出现潜在的错误。为了解决BCD数的运算问题，采取调整运算结果的措施：即“加六修正”和“减六修正”例：10001000(BCD)+01101001(BCD) =000101010111(BCD) 1 0 0 0 1 0 0 0 ＋ 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 ＋ 0 1 1 0 0 1 1 0 ……调整 1 0 1 0 1 0 1 1 1 进位 例： 10001000(BCD)－ 01101001(BCD)= 00011001(BCD) 1 0 0 0 1 0 0 0 － 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 － 0 1 1 0 ……调整 0 0 0 1 1 0 0 1 三、 带符号二进制数的运算 1.5 几个重要的数字逻辑电路编码器译码器计数器微机自动工作的条件程序指令顺序存放自动跟踪指令执行1.6 微机基本结构微机结构各部分组成连接方式1、以CPU为中心的双总线结构；2、以内存为中心的双总线结构；3、单总线结构CPU结构管脚特点 1、多功能；2、分时复用内部结构 1、控制; 2、运算; 3、寄存器; 4、地址程序计数器堆栈定义 1、定义；2、管理；3、堆栈形式
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智能手机以及新一代移动通信技术的迅速崛起，使得人们的日常生活变得更加便利和丰富多彩。在此同时，旅游行业对于智能导游的服务也变得越来越重视，游客的需求也越来越强烈！在此背景下，对智能导游服务进行了深入的了解和研究，并结合先进的“云计算”技术和B/S架构模式，提出了一套基于Android平台的智能云导游系统，内容新颖，实用可靠，有一定的推广和应用价值。
上传时间： 2013-10-28
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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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分析B&W主机遥控系统组成功能。
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PLC指令系统及编程
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