本書為“基于系統(tǒng)能力培養(yǎng)的計算機專業(yè)課程建設研究”項目規(guī)劃教材,根據(jù)北京航空航天大學對計算機專業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)十二年改革成果編寫而成。本課程的教學目標為:開發(fā)一個具有數(shù)十條指令規(guī)模且通過嚴格測試的功能型CPU。本書根據(jù)設計一臺計算機的教學要求,重新梳理了課程體系,涉及傳統(tǒng)意義上的數(shù)字邏輯、匯編語言和計算機組成3門課程的相關知識,包括計算機概述、數(shù)據(jù)表示與運算方法、計算機指令、單周期CPU、多周期CPU、流水線設計、存儲層次、輸入輸出和MIPS微系統(tǒng)。本書通過CPU開發(fā)案例,引導讀者學會“形式建模綜合方法”、體會系統(tǒng)設計的思想精要。本書可作為本科計算機類專業(yè)計算機組成課程教材,也可供有關技術人員參考。