TH-union+是清华大学计算机系最新研制的教学计算机系统，主要用于“计算机组成原理”和“计算机系统结构”课程的教学。从硬件的角度看，它既可以支持计算机整机和部件的教学实验，也可以支持电子线路和逻辑设计的教学实验。从软件的角度看，可以支持进行监控程序设计、汇编语言程序设计、BASIC高级语言程序设计等教学实验。该系统在继承TEC-2000系列教学机全部功能的基础上，改进了实现方案，简化了实验操作步骤。更重要的变化是增加了通过VHDL语言描述功能、并选用FPGA芯片实现的CPU系统，提供了更多的实验功能和更先进的CPU设计手段。TH-union+是双CPU系统，两个CPU都可以单独和内存、接口等电路构建成一台完整的计算机。

本书重点结合“计算机组成原理”课程的教学实验需求，介绍TH-union+系列教学计算机系统的组成、功能及其支持的实验项目，最后一章还简单介绍了教学计算机软件模拟系统的功能和使用方法。有关“计算机系统结构”课程的教学实验内容，准备经过一轮教学试用后再追加到本书中。全书内容划分为5章。

第1章概述了TH-union+教学计算机系统的设计目标、总体组成和功能以及在教学过程中的作用，列出了该系统可以支持的教学实验项目。

第2章简单讲解了由中小规模电路实现的CPU和由它构建的教学计算机系统，详细地说明了所提供的重点教学实验项目，包括每项实验的操作环境、必要知识、技术说明以及实验目的和内容、实验要求等，使每项实验有更好的针对性和可操作性。特别地增加了使用现场可编程的MACH器件完成多种组合逻辑或者时序逻辑的线路实验的内容，为进一步学习计算机组成原理等课程打好线路知识基础。

第3章重点讲解了选用高集成度的门阵列FPGA芯片实现的CPU系统，它的内部逻辑结构和外部功能特性与第2章给出的CPU基本相同，也可以和内存储器、串行接口部件共同构成一台完整的计算机系统。本章简单地说明使用VHDL语言描述CPU系统功能的有关知识，给出了描述CPU功能的VHDL语言的程序源代码，还简单地综述了可以完成的教学实验项目及其操作过程。

第4章介绍TH-union+系列教学机的软件构成，包括监控程序、PC仿真终端程序和交叉汇编程序的使用方法。重点解释了监控程序的总体结构，并以程序框图和简单说明的方式介绍了监控命令的实现算法，提供了带有详细注释的监控程序清单。还介绍了教学计算机支持的BASIC语言的功能和程序设计，使教学计算机完整地涵盖了计算机系统全部6个层次的基本内容，以及使用软件子程序完成浮点数据运算的技术。

第5章分别从指令和系统的层次及微体系结构的层次说明TH-union+系列教学计算机的软件模拟系统的功能和使用方法。这两个软件模拟系统是在PC的Windows平台上运行的，可以只使用PC完成原本必须在教学计算机系统上进行的部分教学实验项目，操作更方便，有一定的新颖性，也为更好地完成实际的硬件系统实验提供了强有力的支持。

配合实验指导书，提供了一张配书光盘，其主要内容包括授课的电子版教案、教学内容中重点难点的动画演示软件、一些供自学和参考的教学资料、VHDL语言概述、模拟试题和参考答案等。

由于时间仓促和作者水平所限，本书中可能有一些不足甚至不当之处，欢迎读者批评指正。

王 诚2008年2月，于清华大学计算机科学与技术系