計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是由程序設(shè)計者所看到的一個計算機(jī)系統(tǒng)的屬性，即概念性結(jié)構(gòu)和功能性特性。本書系統(tǒng)地講述了計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本概念、基本原理、基本思想和基本結(jié)構(gòu)，通過本書的學(xué)習(xí)，可以使計算機(jī)設(shè)計者能根據(jù)用戶的需求和當(dāng)前技術(shù)發(fā)展水平等方面設(shè)計計算機(jī)系統(tǒng)，從而獲得較高的性能價格比。本書是作者多年教學(xué)經(jīng)驗的總結(jié)，我們將最適合計算機(jī)專業(yè)本科生學(xué)習(xí)的計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)知識編寫在本書當(dāng)中，深入地論述了計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)展中的主流技術(shù)以及未來的發(fā)展方向，對MIPS系統(tǒng)、多核技術(shù)和新型計算機(jī)系統(tǒng)也做了介紹。
　　本書的編寫以并行技術(shù)發(fā)展為主線，從計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本概念、存儲體系、流水技術(shù)、超級計算機(jī)到多處理機(jī)系統(tǒng)均做了詳細(xì)說明。
　　全書共9章。第1章介紹計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本概念和層次結(jié)構(gòu)以及計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分類，計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成和實現(xiàn)三者之間的關(guān)系和影響、計算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計要遵循Amdahl定律和軟硬件取舍的原則等方面。第2章介紹對指令系統(tǒng)及與指令系統(tǒng)直接相關(guān)的數(shù)據(jù)表示和尋址技術(shù)、數(shù)據(jù)表示、IEEE浮點數(shù)標(biāo)準(zhǔn)、自定義數(shù)據(jù)表示、RISC技術(shù)等方面。第3章分析并給出了存儲系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，并介紹了各級存儲器的性能指標(biāo)。還介紹了主存與cache之間的三種映像方式：直接映像、全相聯(lián)映像和組相聯(lián)映像以及虛擬存儲器和存儲保護(hù)的方法。第4章介紹流水線技術(shù)，流水線按功能分類可分成單功能流水線和多功能流水線兩種，按工作方式分類分為靜態(tài)流水線和動態(tài)流水線，按連接方式可以分為線性流水線與非線性流水線。衡量流水線處理機(jī)的性能主要是吞吐率、加速比和效率，流水線的相關(guān)包括資源或結(jié)構(gòu)相關(guān)、數(shù)據(jù)相關(guān)和控制相關(guān)。超級計算機(jī)包括一個周期能發(fā)射多條指令的計算機(jī)，有超標(biāo)量、超流水、超長指令字計算機(jī)三種。第5章介紹并行處理機(jī)和多處理機(jī)，并行處理機(jī)包括分布式存儲器結(jié)構(gòu)和集中式共享存儲器組成的并行處理機(jī)結(jié)構(gòu)，各個處理機(jī)之間的互連網(wǎng)絡(luò)連接方式以及多處理機(jī)的操作系統(tǒng)。第6章介紹輸入輸出系統(tǒng)的基本概念、基本特點，三種基本輸入輸出方式：程序查詢方式、中斷輸入輸出方式、直接存儲器訪問方式，通道的基本概念、基本功能、通道處理技術(shù)，以及輸入輸出系統(tǒng)。第7章介紹MIPS體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷程，MIPS體系結(jié)構(gòu)家族經(jīng)歷了最初的MIPS I～MIPS V 5個時代，它們在實現(xiàn)方式上有一些不同。MIPS 32和MIPS 64體系結(jié)構(gòu)定義了兼容的32位和64位指令， MIPS指令集是典型的RISC指令集。第8章介紹多核的基本概念，以及多核技術(shù)的發(fā)展趨勢。片上多核處理器CMP根據(jù)計算內(nèi)核的對等與否，可以分為同構(gòu)多核和異構(gòu)多核。本章還介紹了多線程的定義以及多線程技術(shù)。第9章介紹幾種非馮·諾依曼型計算機(jī)，包括基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的數(shù)據(jù)流計算機(jī)、基于需求驅(qū)動的歸約機(jī)、基于模式匹配驅(qū)動的智能計算機(jī)、光計算機(jī)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算　機(jī)。
　　本書內(nèi)容豐富，涵蓋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的新技術(shù)，每章均有大量例題和習(xí)題，可作為計算機(jī)專業(yè)本科生和有關(guān)專業(yè)研究生的教材，也可作為計算機(jī)科學(xué)工作者的參考書。
　　本書的先修課程是“數(shù)字邏輯”、“計算機(jī)組成原理”、“匯編語言”、“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”等課程，也可以在“操作系統(tǒng)”、“編譯原理”等課程同時或之后開設(shè)，參考學(xué)時是64學(xué)時，可根據(jù)實際情況調(diào)整。
　　本書由北京工業(yè)大學(xué)方娟老師編著。北京工業(yè)大學(xué)張載鴻教授對本書提出了很多寶貴的意見和建議，在此表示衷心的感謝。清華大學(xué)出版社為本書的出版做了大量工作，在此表示衷心的感謝。
由于計算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，加上作者水平有限，書中難免有不當(dāng)之處，敬請廣大讀者批評指正。

　　方娟2010年8月