本书系统地论述了计算机系统结构的基本概念、基本结构、基本方法等，强调从开发并行性的角度、用量化分析（性能评价）的方法研究和分析计算机系统，并且采用微课的形式，配备了教学动画和视频
全书共有15章。第1章论述计算机系统的基本概念、并行性的发展和定量分析基础。第2章论述计算机指令系统的设计和MIPS指令系统。第3章论述流水线技术，包括性能分析、调度、相关与冲突以及流水线的实现。第4章论述向量处理机的结构、常用技术和性能评价。第5章和第6章分别论述如何用硬件和软件的方法开发指令级并行性，包括Tomasulo算法、基于硬件的前瞻执行、多指令流出技术、循环展开、VLIW、EPIC等。第7章论述存储系统，重点论述Cache的基本知识及提高Cache性能的各种方法。第8章论述总线、通道处理机和RAID。第9章论述互连网络的特性参数、静/动态互连网络以及消息传递机制等。第10章论述SMP.DSM、MPP等并行计算机系统结构，以及多Cache一致性、同步、同时多线程。第11章论述多核架构以及基于多核的并行程序设计。第12章论述机群系统。第13章论述领域专用体系结构。最后两章分别论述阵列处理机和数据流计算机。
本书内容丰富、语言简练、可读性好，可作为高等院校计算机及相关专业的教材，也可作为相关科技人员的参考书。

张晨曦，博士，同济大学软件学院教授，博士生导师，上海市教学名师、模范教师，全军优秀教师。曾获得上海市教学成果一等奖；作为课程负责人开发的课程中，有两门被评为国家级精品课程。主编出版计算机教材14部，其中两部被评为国家级精品教材，有一部被国内100多所大学选为教材。15岁开始当中学老师，24岁开始当大学计算机老师。有多年丰富的编程教学经验。近三年对少儿编程教育开展了研究和实践。

第1章 计算机系统结构基础知识
1.1 计算机系统结构的基本概念
1.1.1 计算机系统的层次结构
1.1.2 计算机系统结构的定义
1.1.3 计算机组成和计算机实现
1.1.4 计算机系统结构的分类
1.2 计算机系统的设计
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
1.2.3 计算机系统设计的主要方法
1.3 计算机系统的性能评测
1.4 计算机系统结构的发展
1.4.1 冯·诺依曼结构及其改进
1.4.2 软件对系统结构的影响
1.4.3 器件发展对系统结构的影响
1.4.4 应用对系统结构的影响
1.5 计算机系统结构中并行性的发展
1.5.1 并行性的概念
1.5.2 提高并行性的技术途径
1.5.3 单机系统中并行性的发展
1.5.4 多机系统中并行性的发展
1.5.5 并行机的发展变化
习题1
第2章 指令系统的设计
2.1 指令系统结构的分类
2.2 指令系统的寻址方式
2.3 指令系统的设计和优化
2.3.1 指令系统设计的基本原则
2.3.2 控制指令
2.3.3 指令操作码的优化
2.3.4 指令字格式的优化
2.4 指令系统的发展和改进
2.4.1 沿CISC方向发展和改进指令系统
2.4.2 沿RISC方向发展和改进指令系统
2.5 操作数的类型和大小
2.6 MIPS指令系统结构
2.6.1 MIPS的寄存器
2.6.2 MIPS的数据表示
2.6.3 MIPS的数据寻址方式
2.6.4 MIPS的指令格式
2.6.5 MIPS的操作
2.6.6 MIPS的控制指令
2.6.7 MIPS的浮点操作
习题2
第3章 流水线技术
3.1 流水线的基本概念
3.1.1 什么是流水线
3.1.2 流水线的分类
3.2 流水线的性能指标
3.2.1 流水线的吞吐率
3.2.2 流水线的加速比
3.2.3 流水线的效率
3.2.4 流水线的性能分析举例
3.2.5 流水线设计中的若干问题
3.3 非线性流水线的调度
3.3.1 单功能非线性流水线的最优调度
3.3.2 多功能非线性流水线的调度
3.4 流水线的相关与冲突
3.4.1 一条经典的5段流水线
3.4.2 相关与流水线冲突
3.5 流水线的实现
3.5.1 MIPS的一种简单实现
3.5.2 基本的MIPS流水线
习题3
第4章 向量处理机
第5章 指令级并行及其开发——硬件方法
第6章 指令级并行的开发——软件方法
第7章 存储系统
第8章 输入输出系统
第9章 互连网络
第10章 多处理机
第11章 多核架构与编程
第12章 机群系统
第13章 领域专用体系结构
第14章 阵列处理机
第15章 数据流计算机
参考文献