【摘要】冯·诺伊曼体系结构是现代计算机的基础，了解其基本设计原则对理解计算机的组织结构、运行方式具有重要的意义。以冯·诺依曼计算机基本组成和指令执行流程为核心，以人工智能技术应用为背景，设计构建高度现实的虚拟仿真实验教学环境，将抽象、复杂、周期长的实验过程更逼真、立体地呈现出来，用以展示冯·诺依曼体系结构中各部件的微观原型，让计算机指令可设计、可呈现、可理解，让学生以“沉浸”方式深入理解冯·诺依曼体系结构的基本设计原则、计算机的结构组织和运行方式，填补面向计算机系统的原理性实验教学空白，对计算机专业实验教学具有重要的意义。