本书系统地论述了计算机系统结构的基本概念、设计原理和分析方法，以及有关的先进技术和最新的发展趋向。在讲解时将定性和定量分析方法结合起来，并从经济、有效观点来权衡有关技术措施的取舍，这是本书的特色之一。 全书共分十章，第一章叙述计算机系统结构的设计基础，包括计算机系统结构的含义、分类，计算机系统的分型，计算机系统的设计准则，以及计算机系统结构的发展趋向。第二章讲述计算机的性能，性能的评估标准和测试结果的统计方法，以及计算机成本和价格的关系。第三章叙述计算机数据类型和数据表示及两者的关系。第四章论述计算机指令系统集结构的分类，计算机指令系统的设计原理和风格及对多媒体操作的支持。第五章讲解标量流水技术，介绍各种先进的流水技术，包括开发指令级并行性的各种静动态调度，超标量、超流水、VLIW、EPIC、软件流水、动态猜测执行等技术，以及开发线程级并行性的多线程技术。第六章叙述向量流水处理技术，涉及向量处理基本方法及增强性能的方法，以及并行向量处理技术。第七章讲解了存储体系结构，包括基本原理，高速缓存结构，主存带宽拓宽方法，虚拟存储以及网络存储。第八章论述输入输出子系统，包括总线系统，中断系统，输入/输出通道以及并行I/O。第九章叙述并行计算技术，包括并行机系统的分类及并行性的开发策略，各种静动态互连网络及性能指标的分析，机群和网络计算，流行的并行程序设计语言，以及并行计算机系统的发展趋向。第十章讲述新型计算机系统结构，包括计算模型的分类，多核处理器计算机及其软硬件支撑技术，以及数据流计算机和归约机。 本书取材先进，内容丰富，篇幅适中，每章有小结并备有一定数量的习题和思考题。这是本书的另一特色。本书可作为高等院校计算机专业高年级学生的教材，也可作为有关专业的研究生教材，本书也可作为从事计算机研究和设计的科技人员的参考书。

第1章 计算机系统结构设计基础
  1.1 计算机系统结构的含义和分类
   1.1.1 计算机系统结构含义
   1.1.2 计算机系统结构分类
  1.2 计算机系统设计准则
   1.2.1 计算机系统设计的定量原理
   1.2.2 计算机系统设计者的主要任务
  1.3 计算机系统结构的发展
   1.3.1 计算机系统结构的演变
   1.3.2 软件、应用需求和器件对系统结构发展的影响
  本章小结
  习题
第2章 计算机的性能及其评估标准
  2.1 引言
  2.2 计算机性能和性价比
   2.2.1 衡量计算机性能的主要标准
   2.2.2 衡量CPU性能的公式
   2.2.3 MIPS和MFLOPS
  2.3 计算机性能的评估标准
   2.3.1 评估计算机性能的基准测试程序
   2.3.2 性能评价结果的统计和比较
  2.4 计算机成本和价格
  本章小结
  习题
第3章 数据类型和数据表示
  3.1 数据类型
   3.1.1 基本数据类型
   3.1.2 结构数据类型
  3.2 数据表示
   3.2.1 数据表示、数据类型和数据结构的关系
   3.2.2 二进制定点、浮点数据表示
   3.2.3 数据表示实例
   3.2.4 向量数据表示
   3.2.5 自定义数据表示
  本章小结
  习题
第4章 指令系统设计原理和风格
  4.1 引言
  4.2 指令系统集结构的分类
   4.2.1 堆栈型、累加器型和通用寄存器型指令集结构
   4.2.2 通用寄存器型中的进一步分类
  4.3 操作数访问（寻址）方式
   4.3.1 按地址访问方式
   4.3.2 按内容访问方式
  4.4 指令格式及其优化
  4.5 两种不同的指令系统设计风格———CISC和RISC
   4.5.1 CISC设计风格
   4.5.2 RISC设计风格
  4.6 RISC机指令系统实例和分析
   4.6.1 美国加州大学伯克利分校的RISC机和SUNSPARC系统结构
   4.6.2 美国斯坦福大学的MIPS机和MIPSR3000
   4.6.3 新一代RISC机的主要特征和发展趋向
  4.7 指令系统对多媒体操作的支持
   4.7.1 多媒体处理的需求
   4.7.2 多媒体扩展指令集
  4.8 指令系统集设计的演变和发展趋向
  本章小结
  习题
第5章 标量流水技术
  5.1 控制流及其改变
  5.2 标量流水工作原理
   5.2.1 重叠操作方式和先行控制
   5.2.2 标量流水工作原理
   5.2.3 标量流水分类
   5.2.4 流水线的主要性能及其分析
   5.2.5 流水线性能分析举例
  5.3 流水操作中的主要障碍
   5.3.1 资源冲突（结构冲突）
   5.3.2 数据相关冲突
   5.3.3 控制转移冲突
   5.3.4 流水线中的中断处理
  5.4 先进的流水技术
   5.4.1 先进的流水调度方法———动态调度
   5.4.2 流水中指令级并行性进一步开发
  5.5 多线程处理技术
   5.5.1 多线程技术
   5.5.2 多线程处理器的计算模型及现场切换策略
   5.5.3 多线程实现的两种主要方法
  本章小结
  习题
第6章 向量流水处理
  6.1 向量流水机的基本系统结构
   6.1.1 向量流水处理的主要特点
   6.1.2 向量机的基本系统结构
   6.1.3 向量启动时间和启动率
  6.2 向量操作长度控制和向量访问步长
  6.3 向量处理方法
  6.4 增强向量处理性能方法
   6.4.1 多功能部件的并行操作
   6.4.2 链接技术
   6.4.3 条件执行语句和稀疏矩阵的加速处理方法
   6.4.4 向量归约操作的加速方法
  6.5 向量处理性能评估参数和方法
  6.6 并行向量处理技术
  6.7 向量化编译技术
  本章小结
  习题
第7章 存储体系
  7.1 存储体系构成的基本原理
   7.1.1 局部性原理
   7.1.2 层次化原理
   7.1.3 存储体系设计原则
  7.2 高速缓冲存储器
   7.2.1 Cache的基本工作原理和结构
   7.2.2 地址映射与变换
   7.2.3 替换策略及更新主存策略
   7.2.4 数据Cache、指令Cache及一体化Cache
   7.2.5 Cache性能分析
  7.3 主存储器及带宽拓宽方法
   7.3.1 提高主存性能方法
   7.3.2 多体交叉存储器
   7.3.3 存储器带宽的拓宽方法
  7.4 虚拟存储器的基本概念及实例
   7.4.1 虚拟存储器管理方式
   7.4.2 快速地址转换技术
   7.4.3 虚拟存储的保护机制
  7.5 网络存储的基本概念
   7.5.1 存储区域网的基本原理
   7.5.2 存储区域网的构成
   7.5.3 存储区域网的应用
  本章小结
  习题
第8章 输入/输出子系统
  8.1 引言
  8.2 I/O子系统的主要特征
  8.3 I/O部件类型
   8.3.1 磁盘
   8.3.2 光盘
   8.3.3 闪存
   8.3.4 图形显示设备
  8.4 总线
   8.4.1 总线分类
   8.4.2 总线控制方式
   8.4.3 总线标准
  8.5 中断系统
   8.5.1 中断分类和优先等级
   8.5.2 中断处理系统
  8.6 输入/输出通道
  8.7 I/O处理机
  8.8 I/O子系统性能衡量
  8.9 I/O子系统的设计
  8.10 并行I/O
   8.10.1 并行I/O基本原理
   8.10.2 并行文件系统实例
  本章小结
  习题
第9章 并行计算技术
  9.1 并行计算技术的发展及系统的分类
   9.1.1 并行性基本概念
   9.1.2 并行性的开发策略
   9.1.3 并行计算机系统的分类
   9.1.4 并行计算机系统的加速比
  9.2 SIMD并行计算机（阵列处理机）
   9.2.1 阵列机的基本结构
   9.2.2 阵列机的主要特点
   9.2.3 阵列机的并行算法
   9.2.4 典型SIMD计算机举例
  9.3 计算机互连网络
   9.3.1 互连网络的分类及设计准则
   9.3.2 静态互连网络
   9.3.3 基于总线的动态互连网络
   9.3.4 基于交换的动态互连网络
   9.3.5 计算机动态互连网络的带宽分析
  9.4 MIMD多处理机及多计算机系统
   9.4.1 MIMD多机系统主要特征及其分类
   9.4.2 多处理机系统中的Cache一致性
   9.4.3 多处理机间的互连方式
   9.4.4 并行存储器无冲突访问
   9.4.5 多处理机系统中并行性的开发
   9.4.6 多处理机操作系统
   9.4.7 多处理机调度策略
  9.5 机群
   9.5.1 机群的组成结构和主要属性
   9.5.2 机群中常用的互连网络
   9.5.3 机群实例
  9.6 网络计算
   9.6.1 计算机网络基础
   9.6.2 客户／服务器系统
   9.6.3 网格计算
  9.7 并行机的发展瞻望
   9.7.1 并行机发展的现状
   9.7.2 并行机发展的趋势
  本章小结
  习题
第10章 新型计算机系统结构
  10.1 计算模型分类
  10.2 多核处理器计算机
   10.2.1 多核处理器的基本工作原理
   10.2.2 多核处理器的原型系统及产品
   10.2.3 多核处理器系统的软件技术
  10.3 数据流计算机
   10.3.1 数据流计算机的基本工作原理
   10.3.2 数据流程序图和数据流语言
   10.3.3 数据流机的基本结构
  10.4 归约机
   10.4.1 函数式程序设计语言
   10.4.2 面向函数式语言的归约机
  本章小结
  习题
参考文献