本书内容分为两大部分，部分是实验与课程设计，包括实验平台介绍以及全加器、运算器、存储器、总线与微命令、累加器、程序计数器、微程序控制器、简单模型机、微程序设计九个实验和一个模型机课程设计。第二部分是相关知识点，对实验涉及的概念和相关知识进行了介绍，帮助读者进一步理解实验过程。本书可作为高等院校计算机及相关专业学生的实验教材或参考书，也可作为教师案例教学用书。

本书可作为高等院校计算机及相关专业学生的实验教材或参考书，也可作为教师案例教学用书。

计算机组成原理是高等院校计算机相关专业的一门重要的专业基础课程，讲授计算机系统的组成和工作原理。本书作为计算机组成原理课程的实验教程，旨在通过循序渐进的实验过程，帮助读者深入理解课堂讲授内容，培养读者的动手能力、设计能力和解决问题的能力。
本书是针对多思计算机组成原理网络虚拟实验系统编写的。该系统由本书主编设计开发，支持电路设计，采用GPL开源许可协议，能够以B/S模式运行，也可单机运行。使用该系统，不需要任何实验箱，只要1台计算机就可以随时随地做实验。
本书遵从循序渐进的原则，先进行计算机的单个部件或多部件组合实验，掌握各大部件的工作原理； 然后进行简单模型机整机实验，使学生对计算机的组成和运行原理有一个全面了解； 后的模型机课程设计属于综合性、设计性实验，主要培养学生解决问题的能力。本书注重思维的启发与引导，实验中的提问和设计性元素较多，每个实验后面都有思考与分析题目。
为使理论与实践紧密结合，方便读者学习相关理论知识，本书的第二部分对相关概念和知识点进行了详细介绍，以便读者在实验之前进行预习，在实验中查阅解惑，在实验后总结和复习。
本书内容分为两大部分。部分是实验与课程设计，共11章。第1章为实验平台介绍，说明了系统的安装和使用方法，第2~10章分别为全加器、运算器、存储器、总线与微命令、累加器、程序计数器、微程序控制器、简单模型机、微程序设计九个实验的实验指导，每个实验都包括实验目的、实验要求、实验电路、实验原理、实验内容与步骤、思考与分析等内容。第11章为模型机课程设计，使用实验系统提供的各个组件，根据给定的指令集搭建一台模型机，设计其微指令系统，编写程序并运行。第二部分为相关知识点，共6章。第12章为计算机系统概述，主要介绍计算机硬件组成和计算机的工作过程； 第13章为运算方法和运算器，主要介绍加法器和算术逻辑运算单元的原理； 第14章为存储器系统，主要介绍存储器的组成和读写原理等； 第15章为总线系统，主要介绍总线结构和仲裁； 第16章为中央处理器（CPU），主要介绍CPU的结构、指令周期、数据通路、微程序控制器的组成以及微程序设计技术； 第17章为指令系统，主要介绍指令格式、寻址方式等。
本书由张雯雰任主编，负责全书的编排、统稿和定稿工作，朱卫平和肖娟任副主编。主要编写人员的分工如下： 张雯雰编写了第1~11、15、17章以及附录，朱卫平和肖娟编写了第16章，陆武魁编写了第14章，刘华艳编写了第13章，廖隽婷编写了第12章。
由于编者水平有限，书中不足之处敬请读者批评、指正。
编者
2021年1月

本书配套资料

张雯雰,硕士研究生学历/学位，软件设计师，本科毕业于中南工业大学，硕士毕业于广东工业大学计算机软件与理论专业,研究方向为计算智能,曾任系实验室主任和物联网教研室主任，湘南学院教学名师。

部分实验与课程设计
第1章实验平台介绍
1.1系统安装
1.2电路绘制
1.3文件操作
1.4电路运行
1.5使用工具
1.6实验指导
1.7帮助
第2章全加器实验
2.1实验目的
2.2实验要求
2.3实验电路
2.4实验原理
2.5实验内容与步骤
2.6思考与分析
第3章运算器实验
3.1实验目的
3.2实验要求
3.3实验电路
3.4实验原理
3.5实验内容与步骤
3.6思考与分析
第4章存储器实验
4.1实验目的
4.2实验要求
4.3实验电路
4.4实验原理
4.5实验内容与步骤
4.6思考与分析

第5章总线与微命令实验
5.1实验目的
5.2实验要求
5.3实验电路
5.4实验原理
5.5实验内容与步骤
5.6思考与分析
第6章累加器实验
6.1实验目的
6.2实验要求
6.3实验电路
6.4实验原理
6.5实验内容与步骤
6.6思考与分析
第7章程序计数器实验
7.1实验目的
7.2实验要求
7.3实验电路
7.4实验原理
7.5实验内容与步骤
7.6思考与分析
第8章微程序控制器实验
8.1实验目的
8.2实验要求
8.3实验电路
8.4实验原理
8.5实验内容与步骤
8.6思考与分析
第9章简单模型机实验
9.1实验目的
9.2实验要求
9.3实验电路
9.4实验原理
9.5实验内容与步骤
9.6思考与分析
第10章微程序设计实验
10.1实验目的
10.2实验要求
10.3实验电路
10.4实验原理
10.5实验内容与步骤
10.6思考与分析
第11章模型机课程设计
11.1实验目的
11.2实验要求
11.3实验任务
11.4设计思路与难点分析
11.5实验内容与步骤
第二部分相关知识点
第12章计算机系统概述
12.1计算机系统的基本组成
12.2计算机的硬件
12.3计算机的工作过程
第13章运算方法和运算器
13.1全加器
13.2串行加法器
13.3并行加法器
13.4多功能算术逻辑运算单元
第14章存储器系统
14.1存储器概述
14.1.1存储器分类
14.1.2存储系统层次结构
14.2SRAM存储器
14.2.1SRAM基本结构及其存储系统的工作原理
14.2.2静态半导体存储器系统举例
14.3DRAM存储器
14.3.1DRAM基本结构和工作原理
14.3.2动态RAM存储器芯片举例
14.4只读存储器
14.4.1掩模ROM
14.4.2可编程的ROM
14.4.3可擦除可编程的EPROM
14.5存储器扩展及其举例
14.5.1位扩展
14.5.2字扩展
14.5.3字、位同时扩展
14.6并行访问及交叉访问存储器
14.6.1双端口RAM
14.6.2多体交叉存储器
第15章总线系统
15.1总线概述
15.1.1总线的基本概念
15.1.2总线的分类
15.1.3总线的性能指标
15.2总线互连结构
15.2.1单总线结构
15.2.2多总线结构
15.3总线仲裁
15.3.1集中式仲裁
15.3.2分布式仲裁
第16章中央处理器(CPU)
16.1CPU的功能和基本结构
16.1.1CPU的主要功能
16.1.2CPU的一般结构
16.1.3CPU中的主要寄存器
16.2指令周期
16.2.1CLA指令的指令周期
16.2.2用方框图语言表示指令周期
16.3数据通路的功能和基本结构
16.4微程序控制器
16.4.1微命令和微操作
16.4.2微指令和微程序
16.4.3机器指令与微指令的关系
16.4.4微程序控制器的组成原理
16.4.5微程序控制器的工作过程
16.5微程序设计技术
16.5.1微指令的编码方式
16.5.2微指令格式
16.5.3微地址的形成方式
第17章指令系统
17.1指令系统概述
17.2指令集结构分类
17.3指令格式
17.3.1操作码
17.3.2地址码
17.3.3指令字长
17.3.4指令格式举例
17.4寻址方式
17.4.1指令寻址
17.4.2数据寻址
17.5CISC与RISC技术
参考文献

附录A常用数字功能器件
附录B实验系统源程序简介