本书围绕设计实现一个单核单任务计算机模型的应用实例，结合从基础逻辑运算逐步构建完整的模型机系统的过程，以Logisim或WPS电子表格为工具，系统地介绍了计算机的基本组成、基本原理和基本分析设计方法。本书共10章，分别是计算机模型机设计与仿真预备知识、计算机模型机需求与分析、运算器原理与运算子系统设计、存储子系统的实现、总线与I/O的实现、控制子系统的实现、模型机组装与功能调试、传统单核单用户计算机、现代计算机体系结构、实验项目与实验指导。
本书可作为应用型高等院校计算机专业的教材，也可供从事计算机相关事业的工程技术人员及其他自学者学习参考。通过学习本书，读者可以掌握设计并实现一个简单计算机系统的相关知识，同时提升设计能力。

第1章 计算机模型机设计与仿真预备知识
1.1 数字逻辑基础
1.2 计算机组成与程序运行概述
1.3 机器数表示及运算方法
1.4 信息的机器表示与验证
1.5 计算机系统设计基础
1.6 仿真工具介绍
第2章 计算机模型机需求与分析
2.1 模型机设计需求说明
2.2 模型机需求分析
第3章 运算器原理与运算子系统设计
3.1 逻辑运算部件
3.2 移位运算部件
3.3 算术加减运算部件
3.4 算术乘法运算部件
3.5 算术除法运算部件
3.6 寄存器组与累加器
3.7 运算器的实现
第4章 存储子系统的实现
4.1 内存部件的设计
4.2 内存的基本原理
4.3 内存的系统连接
4.4 高速缓存的设计
第5章 总线与I/O的实现
5.1 总线与三态访问
5.2 总线的控制与通信
5.3 常见总线及其分类
第6章 控制子系统的实现
6.1 时序信号与生成
6.2 组合逻辑控制器的设计
6.3 存储逻辑控制器的设计
6.4 混合逻辑控制器的设计
第7章 模型机组装与功能调试
7.1 助记符程序与机器代码
7.2 助记符编译器的简单实现
7.3 模型机组装与总成
第8章 传统单核单用户计算机
8.1 预备知识
8.2 运算器
8.3 存储器
8.4 控制器
8.5 总线与输入输出
8.6 常见外设的工作原理
第9章 现代计算机体系结构
9.1 高性能部件与指令级并行计算机
9.2 内核级并行计算机
9.3 分布式计算机
第10章 实验项目与实验指导
实验项目一：运算器组成实验
实验项目二：寄存器实验
实验项目三：存储器原理实验
实验项目四：时序生成电路实验
实验项目五：组合逻辑控制器实验
实验项目六：微程序控制器实验
实验项目七：模型机设计实验
参考文献
附录1 数据的人为解释C语言例程序
附录2 模型机指令集
附录3 表格模型机时钟生成宏脚本全文
附录4 模型机操作信号明细表
附录5 模型机子结构电路原理图
附录6 模型机整机原理图