“计算机组成原理”是一门理论性、实践性、工程性和技术性都很强的专业核心基础课程，其理论教学与实践教学具有同等重要的地位。面对系统能力培养的新要求，有必要对计算机组成原理的实践内容进行再设计，以强化系统级设计能力与工程能力。
作者谭志虎、秦磊华、胡迪青结合多年系统能力培养实践教学经验，参考国际一流计算机专业相关课程的先进经验，引入易学易用的免费开源虚拟仿真实验平台，本着理论实践一体化、实验目标系统化、课内课外协同化、教师指导轻松化的原则，历经5年实践教学改革，开发了一系列原创的课程实验，建立了逐层递进、立足计算机系统、设计型实验为主导的实践教学体系。本书围绕计算机系统设计与实现的系统能力培养目标，通过一系列实验，让学生站在硬件工程师的视角，从逻辑门电路开始，逐步设计运算部件、存储器、数据通路和控制器、流水线冲突冒险机制，直至设计完整的MIPs流水CPU来深入理解计算机软硬件系统。
实验紧扣理论教学重点难点，课程内容覆盖率达90％以上，有助于构建理论课堂中师生的共同语境。内容和难度由浅入深、层次递进，实验配备丰富的自动评测工具，为学生提供精准的故障诊断。本课程的及时反馈好，学生体验感好，获得感强，激发了学生参与实践的积极性，有助于学生硬件思维和计算机系统能力的养成。在985高校和普通院校的实际应用中取得了很好的效果。
《计算机组成原理实践教程--从逻辑门到CPU(面向系统能力培养大学计算机类专业规划教材)》适合作为高等学校计算机相关专业“计算机组成原理”课程的配套实验指导用书和系统能力培养的重要参考书，也可供相关IT工程技术人员参考。

第1章 数据表示实验
1.1 补码表示实验
1.2 浮点数表示实验
1.3 汉字编码实验
1.4 奇偶校验实验
1.5 海明校验码设计实验
1.6 CRC校验码设计实验
1.7 编码流水传输实验
第2章 运算器组成实验
2.1 可控加减法电路设计实验
2.2 4位快速加法器设计实验
2.3 多位快速加法器设计实验
2.4 32位ALU设计实验
2.5 阵列乘法器设计实验
2.6 原码1位乘法器设计实验
2.7 补码1位乘法器设计实验
第3章 存储系统实验
3.1 RAM组件实验
3.2 存储器扩展实验
3.3 MIPS RAM设计实验
3.4 MIPS寄存器文件设计实验
3.5 Cache软件仿真实验
3.6 Cache性能分析实验
3.7 Cache硬件设计实验
3.8 虚拟存储器软件仿真实验
第4章 MIPS汇编程序设计实验
4.1 MIPS体系结构
4.2 MIPS指令集
4.3 MIPS汇编入门
4.4MIPS编程进阶904.5 MIPS程序设计实验
第5章 MIPS处理器设计实验
5.1 MIPS单周期处理器设计实验
5.2 MIPS多周期处理器设计实验
5.3 微程序控制器设计实验
5.5 基于FPGA的单周期处理器实验
第6章 MIPS五段流水机制设计实验
6.1 理想流水线CPU设计实验
6.2 气泡流水线CPU设计实验
6.3 重定向流水线CPU设计实验
6.4 基于FPGA的流水CPU实验
6.5 动态分支预测机制设计实验
第7章 输入输出系统实验
7.1 AHBLite总线设计实验
7.2 程序查询控制方式编程实验
7.3 中断服务程序编程实验
7.4 单级中断机制设计实验
7.5 多级中断机制设计实验
7.6 流水中断机制设计实验
第8章 Logisim用户指南
8.1 新手上路
8.2 Logisim值传递算法
8.3 库和属性
8.4 子电路
8.5 线路
8.6 组合逻辑分析
8.7 菜单功能说明
8.8存储组件1888.9 日志
8.10 命令行测试
8.11 应用偏好设置
8.12 工程选项
8.13 Logisim的不足之处
8.14 Logisim总结
第9章 Logisim库参考手册
9.1 线路库
9.2 逻辑门库
9.3 复用器库
9.4 运算器库
9.5 存储库
9.6 输入输出库
9.7 基础库
第10章 MARS用户指南
10.1 MARS集成开发环境
10.2 交互式调试功能
10.3 MARS系统设置
10.4 MARS命令行模式
10.5 MARS系统调用
10.6 MARS插件
10.7 MIPS异常处理程序
10.8 MARS伪指令
10.9 MARS宏指令
参考文献