前言
第1篇计算机系统组成基础
第1章计算机系统概论3
1.1计算机的基本概念3
1.1.1存储程序的工作方式3
1.1.2信息的数字化表示3
1.1.3计算机体系结构、组成与实现5
1.2计算机系统的硬件、软件组成6
1.2.1计算机硬件系统6
1.2.2计算机软件系统8
1.3层次结构模型9
1.3.1从语言功能角度划分层次结构9
1.3.2软硬件在逻辑上的等价10
1.4计算机的工作过程11
1.4.1处理问题的步骤11
1.4.2计算机的解题过程13
1.5微型计算机的主要技术指标15
1.6计算机的发展与应用16
1.6.1计算机的诞生17
1.6.2第一代计算机18
1.6.3第二代计算机18
1.6.4第三代计算机19
1.6.5第四代计算机19
1.6.6新一代计算机21
1.6.7我国计算机的发展21
思考题与习题22
第2章计算机中的信息表示23
2.1无符号数和有符号数23
2.1.1无符号数23
2.1.2有符号数23
2.2数的定点表示和浮点表示30
2.2.1定点表示30
2.2.2浮点表示30
2.2.3定点数和浮点数的比较32
2.2.4举例32
2.2.5IEEE 75433
2.3定点运算34
2.3.1移位运算34
2.3.2加法与减法运算36
2.3.3乘法运算39
2.3.4除法运算47
2.4浮点四则运算51
2.4.1浮点加减运算51
2.4.2浮点乘除运算56
2.4.3浮点运算所需的硬件配置58
2.5算术逻辑单元58
2.5.1ALU电路58
2.5.2快速进位链60
2.6字符的表示65
2.6.1ASCII码65
2.6.2Unicode编码66
2.6.3汉字编码简介68
2.7指令信息的表示70
2.7.1指令格式70
2.7.2常用的寻址方式71
2.7.3指令类型73
2.8校验技术75
2.8.1奇偶校验码76
2.8.2循环冗余校验码76
思考题与习题79第2篇计算机系统分层结构
第3章微体系结构层——CPU的
构成85
3.1CPU的组成和功能85
3.1.1CPU的组成85
3.1.2CPU的功能86
3.1.3指令的执行过程87
3.2CPU模型机的数据通路及指令流程
分析87
3.2.1单总线结构87
3.2.2双总线结构89
3.2.3三总线结构91
3.3组合逻辑控制器原理92
3.3.1模型机的指令系统92
3.3.2模型机的时序系统与控制方式94
3.3.3模型机主要组成部分的门级设计及
控制信号96
3.3.4指令流程及控制信号序列99
3.3.5组合逻辑控制器的设计步骤101
3.4微程序控制器原理103
3.4.1微程序控制的基本概念103
3.4.2微指令的编码方式104
3.4.3微程序控制器中的分支控制105
3.4.4微指令格式107
3.4.5模型机的微指令格式设计及微程序
编写108
3.5精简指令系统计算机109
3.5.1RISC与CISC的概念109
3.5.2精简指令系统计算机的技术
特点109
3.6指令流水技术110
3.6.1流水线的基本概念110
3.6.2DLX流水线111
3.6.3流水线的效率112
3.6.4流水线中的相关112
思考题与习题115
第4章指令系统层117
4.1概述117
4.280x86 CPU119
4.2.18086/8088微处理器119
4.2.280386微处理器120
4.2.3Pentium微处理器121
4.2.4Pentium Ⅳ微处理器122
4.3基本执行环境123
4.3.1操作模式124
4.3.2存储管理124
4.3.380x86 CPU的寄存器结构129
4.480x86 CPU的指令系统132
4.4.180x86数据类型133
4.4.280x86指令格式134
4.4.380x86寻址方式134
4.4.480x86 CPU指令的分类137
思考题与习题157
第5章汇编语言层161
5.1概述161
5.2汇编语言语句类型及格式162
5.2.1语句类型162
5.2.2语句格式162
5.380x86宏汇编伪指令165
5.3.1符号定义伪指令165
5.3.2数据定义伪指令166
5.3.3指令集选择伪指令170
5.3.4段结构伪指令170
5.3.5定位伪指令172
5.3.6过程定义伪指令173
5.3.7标题伪指令173
5.3.8结束伪指令173
5.3.9包含伪指令173
5.3.10简化段定义伪指令174
5.4宏指令174
5.5汇编语言程序的设计步骤179
5.6汇编语言程序设计的基本技术183
5.6.1顺序结构程序设计183
5.6.2分支结构程序设计186
5.6.3循环结构程序设计196
5.6.4子程序设计205
5.6.5系统功能的调用220
5.6.6直接访问内存和端口223
思考题与习题225 汇编语言与计算机系统组成第2版目录第3篇存储系统与I/O系统
第6章存储系统233
6.1概述233
6.1.1存储器的分类233
6.1.2主存的主要技术指标235
6.1.3存储系统的层次结构236
6.2半导体存储器的存储原理236
6.2.1双极型半导体存储器236
6.2.2静态随机访问存储器
（SRAM)237
6.2.3动态随机访问存储器
（DRAM）238
6.2.4只读存储器（ROM）239
6.2.5快擦型存储器
（Flash Memory）241
6.3主存储器的组成242
6.3.1主存储器的逻辑设计242
6.3.2主存储器与CPU的连接249
6.3.3高性能DRAM252
6.3.4并行存储技术256
6.4高速缓冲存储器（Cache）259
6.4.1Cache的功能及工作原理259
6.4.2Cache的组成264
6.4.3多级Cache265
6.4.4存储层次性能分析265
6.4.5Pentium CPU的Cache组成266
6.5辅助存储器268
6.5.1硬盘存储器268
6.5.2磁盘冗余阵列276
6.5.3U盘和固态盘280
6.5.4光盘存储器282
6.5.5磁带存储器286
6.5.6软盘存储器287
6.6虚拟存储器287
6.6.1概述287
6.6.2虚拟存储器的形式288
6.6.3Cache-主存层次与主存-辅存
层次的比较290
思考题与习题291
第7章I/O系统295
7.1I/O系统概述295
7.1.1I/O系统的组成295
7.1.2设计I/O系统应考虑的
3个要素295
7.1.3主机与I/O设备间的连接方式296
7.2I/O接口297
7.2.1I/O接口的功能和组成297
7.2.2I/O端口的编址方式298
7.2.3接口的分类299
7.3直接程序控制方式299
7.3.1立即程序传送方式300
7.3.2程序查询方式300
7.3.3直接程序控制方式适用的场合及
缺点301
7.4程序中断方式302
7.4.1程序中断方式的基本思想和
作用302
7.4.2I/O接口中的中断逻辑及中断驱动
程序流程303
7.4.3中断请求和中断判优304
7.4.4中断响应305
7.4.5多重中断与中断屏蔽306
7.5DMA方式308
7.5.1DMA接口组成308
7.5.2DMA的数据传送方式与传送
过程309
7.5.3DMA接口的类型312
7.6通道与IOP313
7.6.1通道314
7.6.2IOP与外围处理机316
7.7系统总线318
7.7.1总线的概念与特性318
7.7.2总线的分类319
7.7.3总线的性能指标与总线标准319
7.7.4总线使用的控制321
7.8典型的外设接口323
7.8.1ATA接口324
7.8.2USB接口325
思考题与习题326
第8章I/O设备328
8.1概述328
8.1.1I/O设备的分类328
8.1.2主机对I/O控制的4个层次329
8.2键盘329
8.2.1键开关与键盘类型329
8.2.2编码键盘的工作原理330
8.2.3非编码键盘的工作原理330
8.3显示器332
8.3.1CRT显示器332
8.3.2液晶显示器336
8.3.3等离子显示器338
8.4打印机339
8.4.1针式打印机339
8.4.2激光打印机341
8.4.3喷墨打印机343
思考题与习题346第4篇计算机系统部件设计
第9章现代计算机设计技术349
9.1概述349
9.1.1EDA技术349
9.1.2可编程逻辑器件350
9.1.3硬件描述语言351
9.2计算机组成部件设计352
9.2.1算术逻辑运算部件（ALU）
设计352
9.2.2简单计算机设计361
思考题与习题376
参考文献377第1章认识Linux1
1.1Linux概述1
1.1.1Linux的诞生1
1.1.2Linux的内核与版本2
1.1.3Linux的发行版本4
1.1.4Linux的特点6
1.2Linux 安装7
1.2.1安装前的准备7
1.2.2在虚拟机上安装CentOS 711
1.2.3CentOS 7安装过程15
1.2.4系统基本设置17
1.3Linux用户接口22
1.3.1命令接口22
1.3.2图形接口26
1.3.3程序接口30
1.4Linux与其他PC操作系统的比较32
1.4.1Linux与MSDOS比较32
1.4.2Linux与Windows比较33
1.4.3Linux与UNIX比较33
1.5Linux 操作系统资源34
习题135
第2章系统的启动与关闭36
2.1拯救（Rescue）模式的进入与使用37
2.1.1进入拯救模式37
2.1.2使用拯救模式38
2.1.3修改root用户密码39
2.2多配置系统引导40
2.2.1Linux的引导程序40
2.2.2多配置系统引导的实现41
2.3系统运行级与运行级的切换45
2.3.1系统运行级45
2.3.2运行级的查看46
2.3.3运行级的切换46
2.3.4系统运行级的服务46
2.4系统启动与引导过程52
2.4.1系统的引导步骤52
2.4.2BIOS 自检53
2.4.3MBR中GRUB的启动53
2.4.4Linux操作系统内核运行53
2.4.5systemd进程53
2.5系统的关闭56
2.5.1常用的关机方式57
2.5.2其他关机命令57
习题258
第3章用户登录与账户管理60
3.1用户登录60
3.1.1终端登录60
3.1.2远程登录61
3.2管理用户账户69
3.2.1添加用户69
3.2.2设置口令74
3.2.3成批添加用户76
3.2.4成批修改口令78
3.2.5删除用户79
3.2.6修改用户属性79
3.3管理组群账户80
3.3.1添加用户组群81
3.3.2设置用户组群口令83
3.3.3删除用户组群83
3.3.4修改用户组群属性84
3.4图形界面下的账户管理85
3.4.1CentOS 7图形界面用户管理者
简介85
3.4.2XWindow下的用户管理86
3.4.3XWindow下的组群管理89
3.5查看登录用户90
3.5.1who命令91
3.5.2w 命令92
3.5.3last命令93
3.5.4lastlog命令95
3.6改变用户身份96
3.6.1su 命令96
3.6.2sudo命令97
习题3101
第4章文件系统管理103
4.1文件与文件系统的概念103
4.1.1文件的概念103
4.1.2文件系统的概念110
4.2Linux 目录介绍113
4.2.1根目录114
4.2.2基本目录115
4.2.3特殊目录118
4.3文件系统的维护122
4.3.1建立文件系统122
4.3.2检查文件系统129
4.3.3安装与卸载文件系统134
4.4网络文件系统142
4.4.1输出文件系统142
4.4.2安装文件系统146
4.4.3NFS配置示例147
习题4149
第5章磁盘文件与目录管理150
5.1按名存取150
5.1.1文件命名150
5.1.2路径150
5.2常用的磁盘、文件和目录管理命令152
5.2.1磁盘管理152
5.2.2文件与目录管理157
5.3查找文件164
5.3.1命令行方式164
5.3.2图形方式169
5.4修改文件权限171
5.4.1命令行方式171
5.4.2图形方式173
5.5查看文件内容174
5.5.1cat命令174
5.5.2 more命令175
5.6文件压缩与解压缩176
5.6.1命令行方式176
5.6.2图形方式178
5.7文件备份与恢复181
5.7.1备份介质181
5.7.2备份方式182
5.7.3文件与数据备份182
5.8简单信息处理188
5.8.1wc命令188
5.8.2grep命令189
5.8.3sort 命令191
5.8.4pr命令192
5.8.5sed命令192
5.8.6tr命令194
5.8.7cut命令196
5.8.8uniq命令198
习题5199
第6章Linux的包管理200
6.1包管理概述200
6.2包管理的特色200
6.3命令行下的包管理202
6.3.1安装软件包203
6.3.2软件包查询208
6.3.3软件包校验210
6.3.4软件包升级211
6.3.5软件包删除212
6.3.6数据库维护212
6.4图形方式下的RPM包管理213
6.4.1添加/删除应用程序213
6.4.2添加CentOS 7资料库源215
6.4.3软件包依赖关系检查216
6.4.4查看的软件包文件217
6.4.5查找软件包217
6.4.6软件更新218
6.5包管理器yum218
6.5.1命令形式218
6.5.2command说明219
6.5.3一般选项说明221
6.5.4参考示例222
6.5.5yumdownloader命令226
习题6227
第7章进程管理228
7.1进程概述228
7.1.1进程的概念228
7.1.2进程与程序的区别229
7.1.3多任务的实现229
7.1.4进程的类型229
7.2进程的启动230
7.2.1手工启动230
7.2.2调度启动233
7.3进程查看238
7.3.1ps命令238
7.3.2top命令247
7.4进程调度251
7.4.1kill命令251
7.4.2nice与renice命令253
习题7254
第8章shell编程255
8.1vi编辑器255
8.1.1vi简介255
8.1.2vi的启动与退出256
8.1.3学习vi的诀窍256
8.1.4基本命令257
8.1.5行编辑命令261
8.1.6vi的特殊选项262
8.2shell概述263
8.2.1shell的概念263
8.2.2启动与退出shell264
8.2.3shell与子进程265
8.3shell的功能265
8.3.1命令行解释265
8.3.2保留字266
8.3.3通配符266
8.3.4访问和处理程序及命令266
8.3.5文件处理：输入/输出重定向和
管道267
8.3.6命令组合268
8.3.7命令替换269
8.3.8变量维护269
8.3.9环境设置270
8.4常用shell271
8.4.1常用shell简介271
8.4.2bash的特色271
8.5shell程序设计279
8.5.1shell程序的基本结构279
8.5.2shell程序的编辑与运行281
8.5.3shell命令的构成281
8.5.4变量282
8.5.5shell特殊字符屏蔽287
8.5.6流程控制语句288
8.5.7函数303
8.6模式扫描与处理语言awk304
8.6.1awk语言的基本概念305
8.6.2awk的模式306
8.6.3awk的动作309
8.6.4awk的应用实例313
习题8315
第9章网络应用317
9.1网络应用基础317
9.1.1计算机网络的概念317
9.1.2IP地址、端口与域名系统320
9.1.3子网与超网322
9.2网络配置文件与配置方法324
9.2.1网络配置文件324
9.2.2网络基本配置331
9.3常用网络操作命令335
9.3.1ping命令335
9.3.2ifconfig命令338
9.3.3netstat命令341
9.4telnet服务配置346
9.5rlogin服务配置348
9.6tftp服务配置350
习题9352
第10章常用服务器的构建与配置353
10.1FTP服务器353
10.1.1FTP基本原理353
10.1.2FTP服务器的安装与配置
文件354
10.1.3FTP服务的启动357
10.1.4文件传输命令及用法358
10.2Web服务器363
10.2.1Web服务基本原理363
10.2.2Web服务器的安装与配置
文件363
10.2.3Web服务的启动366
10.2.4Web服务命令及用法367
10.3DNS371
10.3.1DNS服务基本原理371
10.3.2DNS服务器的安装与配置
文件371
10.3.3DNS服务的启动374
10.3.4DNS服务命令及用法375
10.4Samba服务器377
10.4.1Samba服务基本原理377
10.4.2Samba服务器的安装与配置文件378
10.4.3Samba服务的启动379
10.4.4Samba服务命令及用法381
习题10385
第11章系统内核的裁剪与编译386
11.1系统内核的工作机制386
11.2系统内核的裁剪388
11.2.1内核支持（编译）模式389
11.2.2裁剪系统内核应遵循的步骤389
11.3重新配置系统内核390
习题11401
附录402
实验1Linux的安装402
实验2Linux的启动与关闭402
实验3Linux系统登录及用户管理403
实验4文件系统管理404
实验5文件、目录操作命令405
实验6软件包管理406
实验7进程管理命令407
实验8（A）编辑器vi的应用408
实验8（B）shell编程409
实验9网络管理命令410
实验10常用服务器构建与配置410
实验11内核裁剪411
参考文献412