前言

党的二十大报告指出： 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，开辟发展新领域新赛道，不断塑造发展新动能新优势。高等教育与经济社会发展紧密相连，对促进就业创业、助力经济社会发展、增进人民福祉具有重要意义。

“计算机系统结构”课程内容比较抽象、单调，不少内容要通过实验才能得到更好的理解。而且，通过实验研究对系统结构进行量化分析，是国际上流行的一种方法。

基于模拟器进行实验是一种很好的方式，有时其效果甚至比实物实验效果更好。本书设计和编写了8个实验，这些实验都是基于作者自主开发的具有自主版权的Tomasulo模拟器和ROB模拟器。这8个实验具体如下。

（1） MIPS指令系统和MIPS体系结构。

（2） 流水线及流水线中的冲突。

（3） 指令调度和延迟分支。

（4） Cache性能分析。

（5） Tomasulo算法。

（6） 再定序缓冲（ROB）工作原理。

（7） 多Cache一致性——监听协议。

（8） 多Cache一致性——目录协议。

每个实验都由实验目的、实验平台、实验内容和步骤、MIPSsim使用手册以及相关知识五部分构成。其中，“相关知识”部分系统地论述了与实验相关的知识，读者在实验前可以对其进行阅读和复习。

本书提供作者专门为系统结构实验开发的一套运行于Windows平台的模拟器，读者可以扫描封底的文泉云盘防盗码，再扫描目录上方的二维码下载。

本书的大部分编写工作由同济大学的李江峰和山东交通学院的杨万春完成，同济大学的王冬青和国防科技大学的沈立也参与了不少编写工作。全书由同济大学的张晨曦统筹和总体设计。

本书可与大多数系统结构教材配合使用，也可作为自学者的辅助教材。

由于作者水平有限，书中难免有不妥之处，敬请读者批评指正。

张晨曦2025年1月于上海