本书从系统的角度出发，结合龙芯处理器及Loongnix系统的相关实例，从软件和硬件两个方面对计算机系统进行由硬到软、自底向上的介绍，目的是帮助读者掌握完整的计算机系统层次结构，了解计算机相关技术概念，掌握计算机系统的相关知识。 本书分为基础部分与实践部分。基础部分主要介绍了计算机系统相关的基本概念、组合电路与时序电路、处理器体系结构、程序的加载与运行、数据的机器级表示和运算、层次化结构存储、异常控制流；实践部分则主要介绍了龙芯实验平台的软硬件环境、文件读写及加解密实验、二进制炸弹拆除实验、简单的计算机模拟器实验与LoongArch五级流水线模拟器中的Cache实验。 本书可作为高等院校计算机及相关专业“计算机系统原理”课程的教材，也可供从事计算机工作的工程技术人员参考。

申兆岩，山东大学计算机科学与技术学院副教授，博士生导师。2018年于香港理工大学获得博士学位，主要研究领域为嵌入式系统，新型非易失性存储器，大数据存储架构。近五年来，申请人发表50余篇学术论文，包括18篇CCF-A及15篇CCF-B（如FAST, ICDE, DAC，ESWEEK，TC等），已受理中国发明专利10余项。申请人为CCF信息存储技术专委会委员、CCF体系结构专委会委员，积极参与中国计算机学会主办的各种学术活动。担任DAC、ASP-DAC、ICESS、DSD等多个著名学术会议的程序委员会委员，担任IEEE TC、TPDS、TCAD、ACM TOS、IOT、TECS、TODAES等著名Transactions期刊的评审人

前言 习近平总书记在党的二十大报告中指出：教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，这三大战略共同服务于创新型国家的建设。报告同时强调：推动战略性新兴产业融合集群发展，构建新一代信息技术、人工智能、生物技术、新能源、新材料、高端装备、绿色环保等一批新的增长引擎。 随着信息技术的发展，计算机被广泛应用于工业及商业等领域，新兴的软硬件技术层出不穷，我国自主研发的计算机系统不断涌现，计算机系统的相关知识也亟待更新。 本书从系统的角度出发，结合龙芯处理器架构的相关实例，从硬件和软件两个方面对计算机系统进行由硬到软、自底向上的介绍，目的是帮助读者掌握完整的计算机系统层次结构，了解计算机相关技术概念，掌握计算机系统的相关知识；从硬件电路、计算机子系统、处理器结构方面初步了解计算机系统的硬件架构、核心概念及软硬件实现；按照高级语言程序从开发到运行的路线，串联整个过程中的各个环节，帮助读者加深对程序从编译到运行及优化等相关知识的理解；从指令系统出发，结合LoongArch指令集的相关实例，介绍计算机系统指令集相关知识；结合相关实例对计算机I/O子系统、存储结构、计算机系统并行层次等相关知识进行详细讲解，使读者对计算机系统相关知识有全方位的了解与掌握，提高实践操作能力，为后续其他课程的学习打下坚实基础。 本书分为基础部分与实践部分，其中，基础部分共分为7章，实践部分共分为5个实验，各部分内容介绍如下。 第1章主要介绍计算机系统相关的基本概念...