本书以Intel x86和ARM两个处理器系列为例，深入讨论了计算机组成与体系结构的基本原理和实现，并将它们运用到当代的设计问题中。新版保持了之前版本的特色，全面覆盖整个领域，并在此基础上紧跟新技术的发展步伐。全书共六部分，主要内容包括基本概念、性能问题、计算机系统、算术与逻辑、指令集、并行处理和控制单元等。
书适合作为计算机科学、计算机工程和电气工程等专业的教材，也可供专业领域的技术人员参考。

威廉·斯托林斯（William Stallings）博士，已撰写著作18部，再加上这些著作的修订版，共出版70多本计算机方面的书籍。他的作品出现在很多ACM和IEEE的系列出版物中，包括《IEEE会议论文集》（Proceedings of the IEEE）和《ACM计算评论》（ACM Computing Reviews）。他曾11次获得“教材和学术专著作者协会”（Text and Academic Authors Association）颁发的“年度佳计算机科学教材”奖。
在计算机领域的30多年中，威廉·斯托林斯博士曾经做过技术员、技术经理和几家高科技公司的主管。他曾为多种计算机和操作系统设计并实现了基于TCP/IP和基于OSI的协议组，从微型计算机到大型机都有涉及。目前，他是一名独立技术顾问，其客户包括计算机与网络设备制造商和用户、软件开发公司和政府的前沿领域研究机构等。
威廉·斯托林斯博士创建并维护着计算机科学学生资源网站ComputerScienceStudent.com。这个网站为学习计算机科学的学生（和专业技术人员）提供了各种主题的相关文档和链接。威廉·斯托林斯博士是学术期刊《Cryptologia》的编委会成员之一，该期刊涉及密码学的各个方面。

第一部分 引言
第1章 基本概念和计算机演化
1.1 组成与体系结构
1.2 结构与功能
1.3 计算机简史
1.4 Intel x86体系结构的演化
1.5 嵌入式系统
1.6 ARM体系结构
1.7 云计算
1.8 关键词、复习题和练习题
第2章 性能问题
2.1 优化性能设计
2.2 多核、MIC和GPGPU
2.3 深刻理解性能的两个定律：Ahmdahl定律和Little定律
2.4 计算机性能的基本度量
2.5 计算均值
2.6 基准测试和SPEC
2.7 关键词、复习题和练习题
第二部分 计算机系统
第3章 计算机功能与互连的顶层视图
3.1 计算机组件
3.2 计算机功能
3.3 互连结构
3.4 总线互连
3.5 点对点互连
3.6 PCI Express
3.7 关键词、复习题和练习题
第4章 高速缓存
4.1 计算机存储系统概述
4.2 高速缓存存储器原理
4.3 高速缓存设计要素
4.4 Pentium 4 高速缓存结构
4.5 关键词、复习题和练习题
附录4A 两级存储的性能特征
第5章 内部存储器
5.1 半导体主存
5.2 纠错
5.3 DDR DRAM
5.4 闪存
5.5 新的非易失性固态存储器技术
5.6 关键词、复习题和练习题
第6章 外部存储器
6.1 磁盘
6.2 RAID
6.3 固态硬盘
6.4 光学存储器
6.5 磁带
6.6 关键词、复习题和练习题
第7章 输入/输出
7.1 外部设备
7.2 I/O模块
7.3 可编程I/O
7.4 中断驱动的I/O
7.5 直接存储器访问
7.6 直接高速缓存访问
7.7 I/O通道和处理器
7.8 外部互连标准
7.9 IBM zEnterprise EC12 I/O系统
7.10 关键词、复习题和练习题
第8章 操作系统支持
8.1 操作系统概述
8.2 调度
8.3 存储管理
8.4 Intel x86存储管理
8.5 ARM存储管理
8.6 关键词、复习题和练习题
第三部分 算术与逻辑
第9章 数字系统
9.1 十进制系统
9.2 按位记数系统
9.3 二进制系统
9.4 二进制与十进制的转换
9.5 十六进制表示
9.6 关键词和练习题
第10章 计算机算术运算
10.1 算术与逻辑单元
10.2 整数表示
10.3 整数算术运算
10.4 浮点表示
10.5 浮点算术运算
10.6 关键词、复习题和练习题
第11章 数字逻辑
11.1 布尔代数
11.2 门
11.3 组合电路
11.4 时序电路
11.5 可编程逻辑设备
11.6 关键词和练习题
第四部分 中央处理单元
第12章 指令集：特点与功能
12.1 机器指令特点
12.2 操作数类型
12.3 Intel x86和ARM的数据类型
12.4 操作类型
12.5 Intel x86和ARM的操作类型
12.6 关键词、复习题和练习题
附录12A 小端序、大端序和双端序
第13章 指令集：寻址模式与格式
13.1 寻址模式
13.2 x86和ARM的寻址模式
13.3 指令格式
13.4 x86和ARM指令格式
13.5 汇编语言
13.6 关键词、复习题和练习题
第14章 处理器结构与功能
14.1 处理器组成
14.2 寄存器组成
14.3 指令周期
14.4 指令流水线
14.5 x86处理器系列
14.6 ARM处理器
14.7 关键词、复习题和练习题
第15章 精简指令集计算机
15.1 指令执行特性
15.2 大寄存器文件的使用
15.3 基于编译器的寄存器优化
15.4 精简指令集架构
15.5 RISC流水线
15.6 MIPS R4000
15.7 SPARC
15.8 RISC与CISC之争
15.9 关键词、复习题和练习题
第16章 指令级并行与超标量处理器
16.1 概述
16.2 设计问题
16.3 Intel Core微架构
16.4 ARM Cortex-A8
16.5 ARM Cortex-M3
16.6 关键词、复习题和练习题
第五部分 并行结构
第17章 并行处理
17.1 多处理器结构
17.2 对称多处理器
17.3 高速缓存一致性和MESI协议
17.4 多线程和片上多处理器
17.5 集群
17.6 非均匀内存访问
17.7 云计算
17.8 关键词、复习题和练习题
第18章 多核计算机
18.1 硬件性能问题
18.2 软件性能问题
18.3 多核结构
18.4 异构多核结构
18.5 Intel Core i7-990X
18.6 ARM Cortex-A15 MPCore
18.7 IBM zEnterprise EC12大型机
18.8 关键词、复习题和练习题
第19章 通用图形处理单元
19.1 CUDA基础
19.2 GPU与CPU
19.3 GPU架构概述
19.4 Intel的Gen8 GPU
19.5 何时把GPU当作协处理器使用
19.6 关键词和复习题
第六部分 控制单元
第20章 控制单元操作
20.1 微操作
20.2 处理器的控制
20.