本书主要介绍计算机组成与系统结构涉及的相关概念、理论和技术，主要内容包括指令集体系结构、数据的表示和存储，以及实现指令集体系结构的计算机各部件的内部工作原理、组成结构及其相互连接。本书共分9章：第1章对计算机系统及其性能评价进行概述性介绍；第2～3章主要介绍数据的机器级表示和运算，以及运算部件的结构与设计；第4～6章介绍指令系统、各种CPU设计技术及指令流水线；第7章主要介绍包含主存、外存、cache和虚拟存储器在内的存储器层次结构；第8章介绍总线互连及输入输出系统；第9章介绍并行处理计算系统的基本硬件结构和并行程序设计编程模型。
本书内容详尽，反映现实，概念清楚，通俗易懂，实例丰富，并提供大量典型习题供读者练习。本书可以作为高等学校计算机专业本科生“计算机组成原理”“计算机组成原理与系统结构”“计算机系统结构”课程的教材，也可以作为有关专业研究生或计算机技术人员的参考书。

袁春风，南京大学计算机科学与技术系二级教授，CCF杰出教育奖和宝钢优秀教师奖获得者，南京大学赵世良讲座教授。目前兼任中国开放指令生态（RISC-V）联盟人才发展组组长、中国计算机学会体系结构专委会委员、江苏省计算机学会体系结构专委会副主任、教育部计算机类专业教指委计算机系统专家委员会委员及计算机专业系统能力培养实施方案工作组成员。
主要研究领域为大数据与并行处理技术、Web信息检索与文本挖掘技术等，在相关领域承担科研项目50多项，发表科研论文100多篇，两次获江苏省科技进步二等奖，并获江苏省优秀软件一等奖。先后主持国家级精品课程和国家级精品资源共享课“计算机组成原理”，主持的“计算机系统基础”系列慕课中2门为国家级线上一流课程、1门为CMOOC联盟优秀课程，主持1门江苏省线下一流课程“计算机系统基础”。先后主编成套国家级规划教材《计算机组成与系统结构》及《计算机组成与系统结构习题解答与教学指导》、“十二五”江苏省重点建设教材《计算机系统基础》和“十三五”江苏省重点建设教材《计算机组成与设计》。获得1项国家级教学成果二等奖、2项江苏省教学成果特等奖、1项江苏省优秀多媒体课件特等奖、1项江苏省网络课件大赛一等奖。

第1章 计算机系统概述
1.1 计算机的发展历程
*1.1.1 通用电子计算机的诞生
*1.1.2 元器件的更新与体系结构的发展
1.2 计算机系统的基本组成
1.2.1 计算机硬件的基本组成
1.2.2 计算机软件
1.3 计算机系统层次结构
1.3.1 计算机系统抽象层的转换
1.3.2 计算机系统的不同用户
1.4 程序开发与执行过程
1.4.1 从源程序到可执行程序
1.4.2 可执行文件的启动和执行
1.4.3 程序与指令及控制信号的关系
1.4.4 指令的执行过程
1.5 计算机系统性能评价
1.5.1 计算机性能的定义
1.5.2 用指令执行速度进行性能评估
1.5.3 用基准程序进行性能评估
1.5.4 Amdahl定律
1.6 本章小结
习题
第2章 数据的机器级表示
2.1 数制和编码
2.1.1 信息的二进制编码
2.1.2 进位记数制
2.1.3 定点和浮点表示
2.1.4 定点数的编码
2.2 整数的表示
2.2.1 无符号整数的表示
2.2.2 带符号整数的表示
2.2.3 C语言中的整数类型
2.3 实数的表示
2.3.1 浮点数的表示格式
2.3.2 浮点数的规格化
2.3.3 IEEE 754浮点数标准
2.3.4 C语言中的浮点数类型
2.4 非数值数据的编码表示
2.4.1 逻辑值
2.4.2 西文字符
*2.4.3 汉字字符
2.5 数据的宽度和存储
2.5.1 数据的宽度和单位
2.5.2 数据的存储和排列顺序
2.6 本章小结
习题
第3章 运算方法和运算部件
3.1 高级语言和机器指令中的运算
3.1.1 C语言程序中涉及的运算
3.1.2 MIPS指令中涉及的运算
3.2 基本运算部件
3.2.1 全加器和加法器
3.2.2 并行进位加法器
3.2.3 带标志加法器
3.2.4 算术逻辑部件
3.3 定点数运算
3.3.1 补码加减运算
*3.3.2 原码加减运算
3.3.3 原码乘法运算
3.3.4 补码乘法运算
*3.3.5 快速乘法器
3.3.6 原码除法运算
3.3.7 补码除法运算
3.4 整数乘除运算
3.4.1 乘除运算溢出判断
……
第4章 指令系统
第5章 中央处理器
第6章 指令流水线
第7章 存储器层次结构
第8章 系统互连及输入输出组织
第9章 并行处理系统
参考文献