Вроде бы на втором курсе в институте писали свой виртуальный процессор и ассемблер, компилирующий исходные коды в "бинарные" файлы для исполнения. Процессор должен был поддерживать заданный набор инструкций (в том числе условные переходы), иметь несколько регистров, работать со стеком. Ассемблер поддерживал метки, переменные нескольких типов. А потом под свой "процессор" (у всех были те или иные различия как в наборе инструкций, так и в базовых вещах, например количестве поддерживаемых операндов) писали демонстрационные примеры (например, вычисление факториала). Было интересно
А ближе к последним курсам уже проектировали реальные счетные устройства из элементарных логических блоков и триггеров: на входы подаешь операнды в двоичном коде, код операции (сложение, умножение и т. д.), а на выходах через несколько тактов получаешь результат. Взглянуть бы сейчас на эти схемы (может где на жестком валяется проект в ладе или протеусе).