數(shù)字邏輯和計算機組成原理是計算機科學(xué)與技術(shù)、軟件工程等計算機相關(guān)專業(yè)的偏硬件的基礎(chǔ)核心課程。本書是針對這兩門課程的實踐教學(xué)而編寫的實驗教程，并運用Proteus仿真技術(shù)和實際案例來輔助這兩門課程的理論教學(xué)，旨在為學(xué)生提供一個更加直觀、高效且貼近實際工程的學(xué)習(xí)、實踐環(huán)境，讓學(xué)生在理論學(xué)習(xí)的同時，能夠通過實踐操作加深對知識點的理解和掌握。 全書分為三篇，各篇緊密相連、層層遞進，共同構(gòu)建起一個完整的知識體系。 第1篇為Proteus軟件簡介。Proteus作為一款強大的電路仿真軟件，在現(xiàn)代電子電路教學(xué)和實驗中發(fā)揮著重要作用。本部分詳細介紹了如何使用Proteus創(chuàng)建工程、繪制電路圖以及使用虛擬儀器等各類功能。Proteus所提供的元器件、連接線路等與傳統(tǒng)的數(shù)字電路實驗硬件高度對應(yīng)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能夠以軟件仿真方式直觀地對硬件原理圖進行調(diào)試、仿真運行，進而驗證整個設(shè)計的功能。這種方式在很大程度上取代了傳統(tǒng)的實驗箱教學(xué)功能，既不受時間和空間的限制，又能有效提高教學(xué)效率，極大地加深了學(xué)生對數(shù)字邏輯電路和計算機組成原理主要知識點的認(rèn)識與理解。 第2篇聚焦于數(shù)字邏輯實驗。書中實驗一和實驗二剖析了數(shù)字邏輯中基本邏輯門的特性和組合邏輯電路的設(shè)計原理，這是構(gòu)建復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)的基石。通過詳細講解基本邏輯門和中規(guī)模組合邏輯部件的內(nèi)部機制以及組合邏輯電路的分析與設(shè)計方法，讓學(xué)生從底層原理出發(fā)，理解數(shù)字邏輯的本質(zhì)以及實踐組合邏輯電路的設(shè)計方法。實驗三和實驗四共同關(guān)注時序邏輯電路實驗，這一板塊聚焦于各類觸發(fā)器的工作機制，以及計數(shù)器、寄存器的設(shè)計與實現(xiàn)。時序邏輯作為數(shù)字電路中的重要組成部分，其特性和應(yīng)用與實際電子設(shè)備息息相關(guān)。通過對觸發(fā)器、計數(shù)器和寄存器實驗的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠深入理解時序電路的工作規(guī)律，為后續(xù)深入學(xué)習(xí)計算機組成原理打下堅實基礎(chǔ)。實驗五至實驗六進一步拓展了數(shù)字邏輯的綜合應(yīng)用實驗。 數(shù)字邏輯課程設(shè)計則以一個基本的算術(shù)邏輯運算器電路的設(shè)計為載體，引導(dǎo)學(xué)生在課程設(shè)計的實踐中熟練運用所學(xué)的數(shù)字邏輯知識，積極思考，分析設(shè)計并實現(xiàn)一個基本的運算器。這種基于項目的學(xué)習(xí)方式，能夠激發(fā)學(xué)生的興趣和創(chuàng)造力，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力，使學(xué)生真正將理論知識轉(zhuǎn)化為實際技能。 第3篇圍繞計算機組成原理實驗課程展開，深入探討計算機核心部件的設(shè)計與實現(xiàn)。實驗一詳細介紹計算機運算器設(shè)計實驗，研究算術(shù)邏輯單元（ALU）的工作原理和設(shè)計方法。運算器作為計算機五大基本部件之一，是計算機進行數(shù)據(jù)處理和運算的核心，通過這一實驗的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠理解基本的計算機運算器的組成。實驗二聚焦于總線與寄存器實驗，使學(xué)生能夠理解數(shù)據(jù)的寄存和多個部件連接總線，如何分時共享總線數(shù)據(jù)。實驗三深入探討存儲器的設(shè)計。存儲器在計算機系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色，掌握其原理和設(shè)計方法能為理解大容量的存儲系統(tǒng)的工作原理和設(shè)計打下基礎(chǔ)。實驗四介紹數(shù)據(jù)通路，指導(dǎo)學(xué)生將運算器、存儲器、寄存器等電路連接，構(gòu)建計算機主機內(nèi)的基本數(shù)據(jù)運行通路，控制運算器、寄存器、存儲器之間的數(shù)據(jù)存儲與傳輸，并手工撥動開關(guān)執(zhí)行一段機器指令程序，從而讓學(xué)生深入理解控制信號在計算機指令中的作用，為后續(xù)控制器的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。實驗五關(guān)注微程序控制單元實驗，讓學(xué)生親自完成微指令的寫入讀出操作，重點理解微程序地址轉(zhuǎn)移的實現(xiàn)機制。微程序控制器是計算機指令執(zhí)行的核心控制部件，掌握其原理和設(shè)計方法是深入理解計算機控制器的關(guān)鍵。 計算機組成原理課程設(shè)計是對前面所學(xué)知識的綜合應(yīng)用。在學(xué)生掌握各實驗子部件功能的基礎(chǔ)上，設(shè)計并實現(xiàn)能自動運行的一臺模型計算機。學(xué)生需要精心設(shè)計模型計算機的硬件電路、數(shù)據(jù)通路、時序和編制微指令，并在模型機上成功運行一段機器指令程序。這一過程不僅能加深學(xué)生對計算機組成的理解，更能培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識解決復(fù)雜問題的能力。 書中涵蓋的實驗項目豐富多樣，理論與實踐緊密結(jié)合。各院�？筛鶕�(jù)自身的教學(xué)規(guī)劃和學(xué)生的實際情況，有針對性地選取教學(xué)內(nèi)容。例如，對于涉及復(fù)雜集成電路設(shè)計的實驗，鑒于其對數(shù)字電路基礎(chǔ)要求較高，可將本書作為拓展性學(xué)習(xí)資料，供學(xué)有余力的學(xué)生深入探索；學(xué)習(xí)計算機組成相關(guān)課程的學(xué)生，通過第3篇的學(xué)習(xí)，則能夠構(gòu)建起對計算機核心部件的完整認(rèn)知，為進一步學(xué)習(xí)計算機專業(yè)知識奠定基礎(chǔ)。 希望本書能夠為廣大師生提供有益的幫助，為推動數(shù)字邏輯與計算機組成原理課程教學(xué)質(zhì)量的提升貢獻力量。我們期待本書能成為您教學(xué)與學(xué)習(xí)過程中的得力伙伴，助力您在這兩門學(xué)科的探索之路上不斷前行、收獲更多知識。 祝愿每一位讀者在使用本書過程中都能學(xué)有所成、學(xué)有所用！