全书共分12章。**章介绍计算机系统结构的基本概念,包括计算机系统的层次结构、系统结构的定义、分类、设计技术、评价标准和系统结构的发展等,第二章介绍数据表示、寻址技术、指令格式的优化设计、CSIC指令系统和RISC指令系统等,第三章介绍存储系统原理、虚拟存储器和高速缓冲存储器等,第四章介绍输入输出原理、中断系统、通道处理机和输入输出处理机,第五章介绍先行控制技术、流水线处理机、超标量处理机、超流水线处理机和超标量超流水线处理机等,第六章介绍向量的基本概念、向量处理机结构、提高向量处理机性能的方法、向量处理机的性能评价等,第七章介绍互连网络的基本概念、消息传递机制和互连网络实例,第八章介绍SIMD计算机模型、结构、实例和SIMD计算机的应用,第九章介绍多处理机结构、性能和Cache一致性等,第十章介绍多处理机算法,包括同步技术、并行搜索、串行算法到并行算法的转换、并行程序设计语言及其实现方法等,第十一章介绍数据流计算机、数据库机与知识库机、面向函数程序设计语言的归约机,*后第十二章是实验:DLX处理机,通过实验能够加深对本书主要内容的理解。每章后附有大量习题。
本书是计算机专业本科生

**章 计算机系统结构的基本概念
1.1 计算机系统结构
1.1.1 计算机系统层次结构
1.1.2 计算机系统结构定义
1.1.3 计算机组成与实现
1.1.4 计算机系统结构的分类
1.2 计算机系统设计技术
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 系统结构的评价标准
1.3.1 性能
1.3.2 成本
1.4 计算机系统结构的发展
1.4.1 冯·诺依曼结构
1.4.2 软件对系统结构的影响
1.4.3 价格对系统结构的影响
1.4.4 应用对系统结构的影响
1.4.5 VLSI对系统结构的影响
1.4.6 技术的发展对价格的影响
1.4.7 算法和系统结构
习题一
第二章 指令系统
2.1 数据表示
2.1.1 数据表示与数据类型
2.1.2 浮点数据表示
2.1.2.1 浮点数的表数范围
2.1.2.2 浮点数的表数精度
2.1.2.3 浮点数的表数效率
2.1.2.4 浮点数尾数基值的选择
2.1.2.5 浮点数格式的设计
2.1.2.6 浮点数的舍入处理
2.1.2.7 警戒位的设置方法
2.1.3 自定义数据表示
2.1.3.1 带标志符的数据表示法
2.1.3.2 数据描述符表示法
2.2 寻址技术
2.2.1 编址方式
2.2.1.1 编址单位
2.2.1.2 零地址空间个数
2.2.1.3 输入输出设备的非线性编址
2.2.1.4 并行存储器的编址技术
2.2.2 寻址方式
2.2.2.1 寻址方式的设计思想
2.2.2.2 间接寻址与变址寻址
2.2.2.3 寄存器寻址
2.2.2.4 堆栈寻址方式
2.2.3 定位方式
2.2.3.1 逻辑地址与物理地址
2.2.3.2 直接定位方式
2.2.3.3 静态定位方式
2.2.3.4 动态定位方式
2.3 指令格式的优化设计
2.3.1 指令的组成
2.3.2 操作码的优化表示
2.3.2.1 固定长操作码
2.3.2.2 Huffman编码法
2.3.2.3 扩展编码法
2.3.3 地址码的优化表示
2.3.3.1 地址码个数的选择
2.3.3.2 缩短地址码长度的方法
2.3.4 指令格式设计举例
2.4 指令系统的功能设计
2.4.1 基本指令系统
2.4.2 复杂指令系统(CISC)
2.4.2.1 目标程序的优化
2.4.2.2 对**语言和编译程序的支持
2.4.2.3 操作系统的优化实现
2.4.3 精简指令系统(RISC)
2.4.3.1 从CISC到RISC
2.4.3.2 RISC的定义与特点
2.4.3.3 减少指令平均执行周期数是RISC思想的精华
2.4.3.4 RISC的关键技术
2.4.3.5 RISC优化编译技术
习题二
第三章 存储系统
第四章 输入输出系统
第五章 标量处理机
第六章 向量处理机
第七章 互连网络
第八章 SIMD计算机
第九章 多处理机
第十章 多处理机算法
第十一章 计算机系统结构的新发展
第十二章 实验:DLX处理器
参考文献

这套教材已伴随着计算机科学与技术的飞速发展茁壮成长了二十余年,获得了**科学技术进步奖、**级**教材特等奖等29项部级以上奖励,被几百所高校选作教材,教学效果好。现经修订和增加新品种、新内容,基本涵盖了本科生和硕士研究生的主要课程。这套系列教材体系完整、结构严谨、理论结合实际、注重素质培养。
本书是计算机专业本科生的通用教材,也可作为相关专业研究生教材及科技工作者的专业参考书,主要内容包括数据表示、寻址技术、指令系统、存储系统、中断系统、输入输出系统、标量处理机、向量处理机、互连网络、并行处理机和多处理机等。
全书以横向方式组织教学内容,在全面讲解计算机系统结构基本原理的同时,每章通过几个实例来具体介绍典型的计算机系统,即介绍计算机系统结构方面已经成熟的技术,也介绍国内外*新研究成果。每章后面附有大量的习题,可以帮助读者更加全面地理解本书的内容。
通过学习本书,能够掌握计算机系统结构的基本概念、基本原理、基本结构和基本分析方法,能够建立起计算机系统的完整概念。

郑纬民 男,浙江宁波人。1970年毕业于清华大学自动控制系并留校任教。1982年在清华大学计算机系获硕士学位。现任中国计算机学会理事、计算机体系结构专业委员会副主任,清华大学计算机系教授、博士生导师,高性能计算研究所所长。
郑纬民教授多年来一直从事并行处理与分布计算机系统、面向AI体系结构以及说明性语言的编译方法和程序开发环境等教学和科研工��,取得了一系列成果。他相继分别为本科高年级学生及研究生讲授"计算机系统结构"和"高等计算机体系结构"专业课程,以其认真负责、生动活泼的讲课风格深受学生们的好评。近几年来,参加或负责的**攻关、863计划和自然科学基金项目有"THUDS分布计算机系统"、"并行图归约智能工作站"、"军用软件开发新技术"、"可扩展并行机群系统"等10余项。研究成果达到了国际先进水平或国内领先水平,多次获得**教委科技进步奖,曾被评为**高技术计划先进工作者一等奖。近几年来,在国内外学术刊物和学术会议上发表论文80余篇,著作有《计算机系统结构》和《函数程序设计语言-计算模型、编译技术和体系结构》等。