本书是计算机领域本科教育教学改革试点工作（“101计划”）系列教材之一，以开发一个具有数十条指令规模且能够通过严格测试的功能型CPU为挑战性学习成果，培养学生掌握基于模型的CPU开发方法，进而具备分析、设计和开发计算机硬件系统的基本能力，为后续专业学习与职业发展奠定坚实基础。
本书根据设计一台计算机的教学要求，将传统意义上的汇编语言和计算机组成两门课程的相关知识进行重构，包括计算机概述、数据表示与运算方法、计算机指令、单周期CPU、多周期CPU、流水线CPU、存储层次、输入输出和集成MIPS微系统等内容。同时，创新性地介绍“CPU形式建模综合方法”，并以“系统设计详解”的形式讲解系统设计中的思考重点与权衡精要。为了满足读者对在线开放学习的需求，本书配套建设了重难点知识点视频、相关工具操作视频、教学课件、难度递进的实验体系和自动评测系统。上述所有教学资源均部署在希冀平台（具体操作参见附录B.5），便于读者在线实践。
本书既可作为高校本科计算机类专业计算机组成课程教材，也可供相关技术人员参考。
