本书适用于重点高等院校的计算机、自动化以及电子工程等相关专业本科生和研究生。在内容的选取上，本书不仅强调采用目前国际上流行的量化分析方法，注意介绍新技术和新方法，而且还注重对经典的结构和思想等的论述和分析。本书借鉴了国内外经典的相关教材，吸取了它们各自的优点，并将其内容有机地结合在了一起。

“计算机系统结构”是计算机领域的一门重要学科。它强调从总体结构、系统分析这一角度来研究计算机系统。通过学习这本书，读者能把在“计算机组成原理”、“数据结构”、“操作系统”等课程中所学的软、硬件知识有机地结合起来，从而建立起计算机系统的完整概念。

本教材的主要特点是：

(1) 取材先进，体系完整，覆盖面广，深度与广度相结合，适合于重点大学；

(2) 重点突出，可读性好，语言简练，通俗易懂；

(3) 参考国际上最经典的系统结构教材，强调采用量化分析方法。这种方法使我们能更具体、实际地分析和设计计算机系统结构。

全书共有13章。各章内容如下：

第1章讲述计算机系统结构的概念以及系统结构和并行性的发展，并介绍定量分析基础。

第2章为“指令系统的设计”，讲述计算机指令系统设计的各个方面，包括指令系统的分类、寻址技术、功能设计、格式设计以及指令系统的发展和改进，并且介绍一种RISC计算机--MIPS的指令系统。

第3章为“流水线技术”，讲述流水线的基本概念、分类、性能分析、非线性流水线的调度，介绍流水线中的相关和冲突问题及其解决方法，并以MIPS为例讨论流水线的实现。

第4章为“向量处理机”，讲述向量处理机的结构和特点、提高向量处理机性能的方法以及向量处理机的性能评价，并介绍了3个向量处理机实例。

第5章和第6章分别讲述如何用硬件和软件的方法来开发指令级并行。第5章包括指令级并行的概念、记分牌和Tomasulo动态调度算法、基于硬件的前瞻执行以及多指令流出技术等。

第6章包括循环展开和基本指令调度、跨越基本块的静态指令调度、VLIW技术、显式指令并行执行EPIC等，并介绍了一个实例--Intel Itanium 处理器。

第7章为“存储系统”，讲述cache的基本知识、降低cache不命中率的方法、减少cache不命中开销的方法以及减少命中时间的方法，并对并行主存和虚拟存储器做了简要的讨论。最后，还介绍了一个存储层次实例--AMD Opteron的存储器层次结构。

第8章为“输入输出系统”，讲述总线及其与CPU/存储器的连接、通道处理机及其流量分析，并详细论述了廉价磁盘冗余阵列RAID. 

第9章为“互联网络”，讲述互联函数、互联网络的特性参数、静态互联网络、动态互联网络以及消息传递机制等。

第10章为“多处理机”，讲述对称式共享存储器系统结构、分布式共享存储器系统结构、多cache一致性、同步、同时多线程以及MPP，并介绍了两个多处理机实例。

第11章为“机群计算机”，讲述机群的结构、软件模型以及机群的分类，并介绍了4个典型的机群系统。

第12章为“阵列处理机”，讲述阵列处理机的操作模型、结构和特点以及并行算法，并介绍了两个阵列处理机实例。

第13章为“数据流计算机”，讲述数据流计算机模型、数据流程序图和数据流语言、静态数据流计算机结构以及动态数据流计算机结构。

计算机系统结构的基础知识第 1 章计算机系统结构教程本书的大部分内容由张晨曦教授编写，包括第1～5章、第7～9章，王志英教授编写了第10章，沈立副教授编写了第6章和第11章，刘依编写了第12章和第13章。  

本书直接或间接地引用了许多专家和学者的文献或著作，在此向他们表示衷心的感谢。

本书有配套的教辅材料，包括《实验教程&学习辅导&习题解析》、PPT讲稿、实验模拟程序、动画课件等。请关注本课程的网站：

《实验教程&学习辅导&习题解析》将于2009年下半年出版发行。

由于作者水平有限，书中难免有错误和不妥之处，敬请读者批评指正

编 者

2008年10月于上海