數(shù)字邏輯和計算機組成原理是計算機科學與技術、軟件工程等計算機相關專業(yè)的偏硬件的基礎核心課程。本書是針對這兩門課程的實踐教學而編寫的實驗教程，并運用Proteus仿真技術和實際案例來輔助這兩門課程的理論教學，旨在為學生提供一個更加直觀、高效且貼近實際工程的學習、實踐環(huán)境，讓學生在理論學習的同時，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，學生在學習過程中能夠以軟件仿真方式直觀地對硬件原理圖進行調試、仿真運行，進而驗證整個設計的功能。這種方式在很大程度上取代了傳統(tǒng)的實驗箱教學功能，既不受時間和空間的限制，又能有效提高教學效率，極大地加深了學生對數(shù)字邏輯電路和計算機組成原理主要知識點的認識與理解。 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計原理，這是構建復雜數(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部機制以及組合邏輯電路的分析與設計方法，讓學生從底層原理出發(fā)，理解數(shù)字邏輯的本質以及實踐組合邏輯電路的設計方法。實驗三和實驗四共同關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，其特性和應用與實際電子設備息息相關。通過對觸發(fā)器、計數(shù)器和寄存器實驗的學習，學生能夠深入理解時序電路的工作規(guī)律，為后續(xù)深入學習計算機組成原理打下堅實基礎。實驗五至實驗六進一步拓展了數(shù)字邏輯的綜合應用實驗。 數(shù)字邏輯課程設計則以一個基本的算術邏輯運算器電路的設計為載體，引導學生在課程設計的實踐中熟練運用所學的數(shù)字邏輯知識，積極思考，分析設計并實現(xiàn)一個基本的運算器。這種基于項目的學習方式，能夠激發(fā)學生的興趣和創(chuàng)造力，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力，使學生真正將理論知識轉化為實際技能。 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計與實現(xiàn)。實驗一詳細介紹計算機運算器設計實驗，研究算術邏輯單元（ALU）的工作原理和設計方法。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，通過這一實驗的學習，學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計。存儲器在計算機系統(tǒng)中扮演著至關重要的角色，掌握其原理和設計方法能為理解大容量的存儲系統(tǒng)的工作原理和設計打下基礎。實驗四介紹數(shù)據(jù)通路，指導學生將運算器、存儲器、寄存器等電路連接，構建計算機主機內的基本數(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，并手工撥動開關執(zhí)行一段機器指令程序，從而讓學生深入理解控制信號在計算機指令中的作用，為后續(xù)控制器的學習打下基礎。實驗五關注微程序控制單元實驗，讓學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，掌握其原理和設計方法是深入理解計算機控制器的關鍵。 計算機組成原理課程設計是對前面所學知識的綜合應用。在學生掌握各實驗子部件功能的基礎上，設計并實現(xiàn)能自動運行的一臺模型計算機。學生需要精心設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生對計算機組成的理解，更能培養(yǎng)學生綜合運用知識解決復雜問題的能力。 書中涵蓋的實驗項目豐富多樣，理論與實踐緊密結合。各院校可根據(jù)自身的教學規(guī)劃和學生的實際情況，有針對性地選取教學內容。例如，對于涉及復雜集成電路設計的實驗，鑒于其對數(shù)字電路基礎要求較高，可將本書作為拓展性學習資料，供學有余力的學生深入探索；學習計算機組成相關課程的學生，通過第3篇的學習，則能夠構建起對計算機核心部件的完整認知，為進一步學習計算機專業(yè)知識奠定基礎。 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質量的提升貢獻力量。我們期待本書能成為您教學與學習過程中的得力伙伴，助力您在這兩門學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有所成、學有所用！