本书以提高计算机并行性的方法和技术为主线，以性能分析为依托，根据教学大纲介绍各类计算机的体系结构、关键技术和性能分析，并附以系统实例。取材先进、内容精炼、体系完整，可作为高等院校计算机及相关专业的教学用书，也可供相关科技人员参考。

高性能计算机是国家经济和科技实力的综合体现，是促进经济和科技发展、社会进步和国防安全的重要工具。近10年来，高性能计算机得到迅速发展，高端产品的运算速度正向每秒百万亿次、千万亿次迈进。我国对高性能计算机的研究也十分重视，近几年来，不断推出具有相当高水平的并行计算机系统。高性能计算机的应用从科学研究、工程计算、虚拟试验等领域发展到更多商务应用领域，在社会信息化建设中将发挥十分重要的作用。

计算机系统结构(computer Architecture)是高等院校计算机专业的一门专业主干课程。由于提高计算机性能的主要推动力是发展计算机体系结构的并行性，因此，在计算机科学与技术高速发展的今天，讲授和学习计算机系统结构，应以计算机并行化的概念、方法和技术为主线，以性能分析方法为依托，并将不断涌现的新概念、新技术、新方法及时补充到教学内容中去。这正是作者编著本书的宗旨。

本书共分7章，各章内容如下：

第l章导论，介绍计算机体系结构的基本概念、基本性能指标和并行计算机的发展。

第2章指令系统，介绍数据表示和指令格式优化设计方法，以及精简指令集计算技术的概念和关键技术。

第3章流水技术与流水处理机，讨论流水处理机的分类、调度和相关处理等关键技术以及性能分析方法；介绍几种多发射处理机的结构与性能比较；介绍向量流水处理机的结构和提高性能的方法。

第4章存储系统，介绍存储系统的层次结构与性能指标：介绍两种并行存储器；讨论虚拟存储器和高速缓冲存储器的地址变换和替换算法及其实现技术以及对存储系统性能的影响。

第5章互连网络，介绍规则定制的互连网络表示互连的互连函数，以及互连网络的结构参数和性能指标；讨论几种静态互连网络和动态互连网络的结构和性能；讨论由互连网络互连的处理结点之间的消息传递机制。

第6章单指令流多数据流计算机，介绍单指令流多数据流计算机的两种基本结构，并对两种结构的机器实例进行分析；讨论阵列处理机的常用算法和性能分析。

第7章多指令流多数据流计算机，在介绍多指令流多数据流计算机的结构模型和访存模型的基础上，主要围绕当代可扩放的并行计算机体系结构，讨论对称多处理机系统、大规模并行处理机系统、机群系统和分布式共享存储系统等主流并行计算机的结构和关键技术；最后，对并行算法的性能评测进行分析和讨论。

本书取材先进、内容简炼、由浅入深、体系完整。各章都精选了一批例题和习题，帮助读者进一步理解讲授的概念、技术和方法。本书各章的大部分习题在《计算机系统结构习题与解析》(尹朝庆编著，清华大学出版社，2004)一书中都有详细的解答。

作者在编写本书时，曾直接或间接地引用了许多专家、学者的文献和著作，在此向他们深表谢意。本书内容也曾由作者讲授过多次，历届学生曾提出过许多宝贵意见，他们的意见对本书内容的选取与组织有很大帮助，使之既取材先进，力图反映最新成果和发展趋势，又便于教学，在此一并表示感谢。  本书可作为高等学校计算机、自动化及电子工程等相关专业的高年级本科生、研究生的教材，也可作为有关专业的教师、研究人员和工程技术人员的参考书。

由于作者学识有限，写作时间仓促，疏漏和错误之处在所难免，恳请读者不吝批评指正。