計算機系統(tǒng)結構是由程序設計者所看到的一個計算機系統(tǒng)的屬性，即概念性結構和功能性特性。本書系統(tǒng)地講述了計算機系統(tǒng)結構的基本概念、基本原理、基本思想和基本結構，通過本書的學習，可以使計算機設計者能根據(jù)用戶的需求和當前技術發(fā)展水平等方面設計計算機系統(tǒng)，從而獲得較高的性能價格比。本書是作者多年教學經(jīng)驗的總結，我們將最適合計算機專業(yè)本科生學習的計算機系統(tǒng)結構知識編寫在本書當中，深入地論述了計算機系統(tǒng)結構發(fā)展中的主流技術以及未來的發(fā)展方向，對MIPS系統(tǒng)、多核技術和新型計算機系統(tǒng)也做了介紹。
　　本書的編寫以并行技術發(fā)展為主線，從計算機系統(tǒng)結構的基本概念、存儲體系、流水技術、超級計算機到多處理機系統(tǒng)均做了詳細說明。
　　全書共9章。第1章介紹計算機系統(tǒng)結構的基本概念和層次結構以及計算機系統(tǒng)結構的分類，計算機系統(tǒng)結構、組成和實現(xiàn)三者之間的關系和影響、計算機系統(tǒng)的設計要遵循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)直接相關的數(shù)據(jù)表示和尋址技術、數(shù)據(jù)表示、IEEE浮點數(shù)標準、自定義數(shù)據(jù)表示、RISC技術等方面。第3章分析并給出了存儲系統(tǒng)的層次結構，并介紹了各級存儲器的性能指標。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的方法。第4章介紹流水線技術，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。衡量流水線處理機的性能主要是吞吐率、加速比和效率，流水線的相關包括資源或結構相關、數(shù)據(jù)相關和控制相關。超級計算機包括一個周期能發(fā)射多條指令的計算機，有超標量、超流水、超長指令字計算機三種。第5章介紹并行處理機和多處理機，并行處理機包括分布式存儲器結構和集中式共享存儲器組成的并行處理機結構，各個處理機之間的互連網(wǎng)絡連接方式以及多處理機的操作系統(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，以及輸入輸出系統(tǒng)。第7章介紹MIPS體系結構的發(fā)展歷程，MIPS體系結構家族經(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體系結構定義了兼容的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，可以分為同構多核和異構多核。本章還介紹了多線程的定義以及多線程技術。第9章介紹幾種非馮·諾依曼型計算機，包括基于數(shù)據(jù)驅動的數(shù)據(jù)流計算機、基于需求驅動的歸約機、基于模式匹配驅動的智能計算機、光計算機和神經(jīng)網(wǎng)絡計算　機。
　　本書內(nèi)容豐富，涵蓋系統(tǒng)結構的新技術，每章均有大量例題和習題，可作為計算機專業(yè)本科生和有關專業(yè)研究生的教材，也可作為計算機科學工作者的參考書。
　　本書的先修課程是“數(shù)字邏輯”、“計算機組成原理”、“匯編語言”、“數(shù)據(jù)結構”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，參考學時是64學時，可根據(jù)實際情況調(diào)整。
　　本書由北京工業(yè)大學方娟老師編著。北京工業(yè)大學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。
由于計算機技術發(fā)展迅速，加上作者水平有限，書中難免有不當之處，敬請廣大讀者批評指正。

　　方娟2010年8月