計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是由程序設(shè)計(jì)者所看到的一個(gè)計(jì)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(shū)系統(tǒng)地講述了計(jì)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(guò)本書(shū)的學(xué)習(xí)，可以使計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)者能根據(jù)用戶(hù)的需求和當(dāng)前技術(shù)發(fā)展水平等方面設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，從而獲得較高的性能價(jià)格比。本書(shū)是作者多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，我們將最適合計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)本科生學(xué)習(xí)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)知識(shí)編寫(xiě)在本書(shū)當(dāng)中，深入地論述了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)展中的主流技術(shù)以及未來(lái)的發(fā)展方向，對(duì)MIPS系統(tǒng)、多核技術(shù)和新型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)也做了介紹。
　　本書(shū)的編寫(xiě)以并行技術(shù)發(fā)展為主線(xiàn)，從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本概念、存儲(chǔ)體系、流水技術(shù)、超級(jí)計(jì)算機(jī)到多處理機(jī)系統(tǒng)均做了詳細(xì)說(shuō)明。
　　全書(shū)共9章。第1章介紹計(jì)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分類(lèi)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成和實(shí)現(xiàn)三者之間的關(guān)系和影響、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要遵循Amdahl定律和軟硬件取舍的原則等方面。第2章介紹對(duì)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(diǎn)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(chǔ)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，并介紹了各級(jí)存儲(chǔ)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(chǔ)器和存儲(chǔ)保護(hù)的方法。第4章介紹流水線(xiàn)技術(shù)，流水線(xiàn)按功能分類(lèi)可分成單功能流水線(xiàn)和多功能流水線(xiàn)兩種，按工作方式分類(lèi)分為靜態(tài)流水線(xiàn)和動(dòng)態(tài)流水線(xiàn)，按連接方式可以分為線(xiàn)性流水線(xiàn)與非線(xiàn)性流水線(xiàn)。衡量流水線(xiàn)處理機(jī)的性能主要是吞吐率、加速比和效率，流水線(xiàn)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(jí)計(jì)算機(jī)包括一個(gè)周期能發(fā)射多條指令的計(jì)算機(jī)，有超標(biāo)量、超流水、超長(zhǎng)指令字計(jì)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(chǔ)器結(jié)構(gòu)和集中式共享存儲(chǔ)器組成的并行處理機(jī)結(jié)構(gòu)，各個(gè)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(diǎn)，三種基本輸入輸出方式：程序查詢(xún)方式、中斷輸入輸出方式、直接存儲(chǔ)器訪(fǎng)問(wèn)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(gè)時(shí)代，它們?cè)趯?shí)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(shì)。片上多核處理器CMP根據(jù)計(jì)算內(nèi)核的對(duì)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(xiàn)程的定義以及多線(xiàn)程技術(shù)。第9章介紹幾種非馮·諾依曼型計(jì)算機(jī)，包括基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)、基于需求驅(qū)動(dòng)的歸約機(jī)、基于模式匹配驅(qū)動(dòng)的智能計(jì)算機(jī)、光計(jì)算機(jī)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算　機(jī)。
　　本書(shū)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(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)本科生和有關(guān)專(zhuān)業(yè)研究生的教材，也可作為計(jì)算機(jī)科學(xué)工作者的參考書(shū)。
　　本書(shū)的先修課程是“數(shù)字邏輯”、“計(jì)算機(jī)組成原理”、“匯編語(yǔ)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(shí)或之后開(kāi)設(shè)，參考學(xué)時(shí)是64學(xué)時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。
　　本書(shū)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(duì)本書(shū)提出了很多寶貴的意見(jiàn)和建議，在此表示衷心的感謝。清華大學(xué)出版社為本書(shū)的出版做了大量工作，在此表示衷心的感謝。
由于計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，加上作者水平有限，書(shū)中難免有不當(dāng)之處，敬請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。

　　方娟2010年8月