本课程为计算机科学与技术学科研究生的专业核心课。本课程重点论述计算机系统的各种基本结构、设计技术和性能分析方法。课程的目的及任务是：使学生通过本课程的学习，了解计算机系统的各种基本结构，掌握在计算机设计的各个环节中影响性能的因素，以及提高性能的各种理论和方法，并通过定量分析技术为设计的整体和局部的性能进行科学评价。

第一章  计算机系统结构基础
1.1  计算机的基本概念
1.2  影响计算机设计的主要因素及其发展趋势
1.3  计算机重要指标
1.4  我国计算机发展历史

第二章  二进制与逻辑电路
2.1  计算机中数的表示
2.2  CMOS门电路及工艺
2.3  CMOS组合逻辑与时序逻辑
2.4  CMOS电路延迟
2.5  从Verilog到GDSII
2.6  其它“0”和“1”表示方法

第三章  指令系统结构
3.1  指令系统结构的设计原则
3.2  影响指令系统结构的因素
3.3  指令系统的分类
3.4  指令系统的组成部分
3.5  RISC指令系统结构
3.6  RISC系统结构的简史
3.7  不同RISC结构的比较

第四章  静态流水线
4.1  一个简单的RISC CPU
4.2  指令流水线
4.3  指令相关与流水冲突
4.4  流水线的前递技术
4.5  例外与流水线
4.6  多功能部件及多拍操作

第五章  动态调度流水线
5.1  影响流水线效率的因素
5.2  指令调度技术
5.3  动态调度技术
5.4  Tomasulo算法
5.5  动态流水线的精确例外处理

第六章  多发射数据通路
6.1  乱序执行的关键技术
6.2  动态调度流水线数据通路
6.3  常见处理器的数据通路
6.4  多发射结构数据通路
6.5  龙芯2号多发射结构简介

第七章  转移预测
7.1  转移指令
7.2  程序的转移行为
7.3  软件方法解决控制相关
7.4  硬件动态转移预测
7.5  常见处理器的转移猜测

第八章  功能部件
8.1  ALU设计
8.2  龙芯1号ALU设计
8.3  定点补码乘法器的设计

第九章  高速缓存
9.1  存储层次的基本概念
9.2  Cache结构
9.3  Cache性能优化
9.4  常见处理器的存储层次

第十章  存储管理
10.1  虚拟存储的基本原理
10.2  MIPS处理器对虚存系统的支持
10.3  LINUX操作系统的存储管理
10.4  TLB的性能分析和优化

第十一章  多处理器
11.1  消息传递与共享存储
11.2  常见的共享存储系统
11.3  共享存储系统的指令相关
11.4  共享存储系统的访存事件次序
11.5  存储一致性模型
11.6  CACHE一致性协议

计算机体系结构：量化研究方法 (英文版.第4版)
John L. Hennessy，David A. Patterson ，《Computer Architecture: A Quantitative Approach （Fourth Edition）》，机械工业出版社