前言

当今，随着移动互联网的飞速发展，大学生对传统课堂教学学习兴趣不大已成为普遍现象，造成这种后果的一个重要客观原因就是传统教学方式的吸引力不足。随着移动设备和互联网技术的普及，不少大学生更愿意用手机或平板电脑等手持移动设备随时随地学习。另外，随着网络和科技的进步，来自全球各大高校的一大批教育工作者都在挑战新的教育模式，提出“足不出户上大学”，推出MOOCs教学模式，而对于此过程的实践环节，虚拟仿真成为完成线上实验的唯一途径。

本书从实践角度出发，基于清华大学科教仪器厂生产的TEC系列实验平台，结合“互联网＋”时代特色，以激发学生的学习兴趣、提高教学质量为目标，从教学、预习、互动、测验考核等各个环节，探索与时俱进的教学辅助手段。

本书共15章，分为四部分：

（1）第一部分（第1~3章）：主要提出了移动一体化教学模式，建设了基于微信公众平台的“计算机组成原理实验”课程平台，学生通过课程微信公众平台随时随地观看视频进行预习，并借助多模态虚拟仿真系统课下提前模拟演练，提高了学生课上实验的成功率，提升了学生课上实验的难度，而且能够对学生学习过程进行在线监督。

（2）第二部分（第4~5章）：介绍本书涉及的TEC-XP平台的硬件组织结构和软件设计架构，以及平台的技术指标参数和支持完成的实验项目，特别是监控程序中各监控命令的执行机制。

（3）第三部分(第6~10章)：主要介绍计算机五大基础部件的验证性实验内容，包括监控程序与汇编实验、脱机运算器实验、存储器扩展实验、三级嵌套中断实验和I/O接口扩展通信实验。每项实验都结合编者开发的多模态虚拟仿真实验系统、设计实例进行模拟演练。

（4）第四部分(第11~15章)：是基于VHDL的设计性实验内容，首先通过一个简单的数字逻辑实验(3-8译码器)熟悉ISE开发环境和VHDL编程语言，然后给出时序驱动两个实验案例，进而设计基于时序控制的多形式可读写存储器，最后给出CPU的设计方案，层层深入，便于学生接受。

以上四部分内容，从部件验证性实验到综合设计性实验，由浅入深、层层递进，实验方式新颖、实用性较强。学生通过对本书的学习，能够加深对理论知识的理解和掌握。

编者自从事教育工作以来一直负责计算机组成原理实验教学的相关工作，在近9年的工作过程中，积累了一定的教学经验，并多次获教育部产学合作项目、大连理工大学教学改革项目等的支持，目前在《实验室研究与探索》《实验技术与管理》和《实验科学》等实验技术核心期刊发表第一作者文章多篇，其中刊登的很多成果都编入本书。

本书针对以下群体：从事计算机组成原理实验教学工作的教师；学习计算机组成原理、计算机组织与结构或计算机体系结构的本科生或研究生；想尝试进行移动一体化教学改革的各专业教师和实验教师；采用清华大学科教仪器厂生产的TEC系列实验平台的师生。

在本书的编写过程中，TEC-XP实验平台设计者、清华大学王诚团队给予了很大的支持，清华大学科教仪器厂的张改革工程师对TEC系列平台硬件设计及架构描述等方面做了大量的工作，编者实验室的杨森同学对基于TEC系列的PC安装版、PC网页版等虚拟仿真实验系统的开发做了改进和整合；清华大学出版社的梁颖编辑和李晔编辑对本书的出版做了大量的工作，在此深表感谢，是你们的辛勤工作、加班加点才保证本书顺利面世。最后，要感谢我曾经的同学们，是你们给了我编写本书的丰富经验；也要感谢我将来的同学们，是你们给了我编写本书的动力。

另外，由于编者经验有限，加之时间仓促，本书难免存在不足之处，请读者不吝批评指正。关于本书的意见或建议，请发送电子邮件至czz@dlut.edu.cn，希望在与读者的交流过程中不断改进。

编者

2018年6月