隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算的快速發(fā)展，全社會(huì)范圍的計(jì)算機(jī)化顯著增強(qiáng)，而如何培養(yǎng)擔(dān)當(dāng)這些技術(shù)發(fā)展重任的計(jì)算機(jī)專業(yè)人才的問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外的專家學(xué)者和一批計(jì)算機(jī)界的有識(shí)之士進(jìn)行了深入的研究和有益的探討。其中一個(gè)重要的共識(shí)是: 與其他專業(yè)相比，計(jì)算機(jī)專業(yè)的人才培養(yǎng)應(yīng)該更加突出“系統(tǒng)思維”，應(yīng)該使學(xué)生能站在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)整體的高度解決今后面臨的應(yīng)用問(wèn)題。
　　作為西北工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院教學(xué)改革和陜西省教育廳本科高校“專業(yè)綜合改革試點(diǎn)”項(xiàng)目中具體落實(shí)建設(shè)思路的關(guān)鍵內(nèi)容，本書就計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生如何建立“系統(tǒng)觀”提供了一條學(xué)習(xí)途徑。與目前國(guó)內(nèi)外出版的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)類書籍相比，本書有兩個(gè)基本特色: 第一，試圖結(jié)合自頂向下和自底向上兩種方法，闡述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本概念和原理。綜合程序員視角和系統(tǒng)構(gòu)建視角的核心內(nèi)容，講授計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各層次之間的轉(zhuǎn)換。同時(shí)，不拘泥于單計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部，而面向更加開放的網(wǎng)絡(luò)分布式計(jì)算環(huán)境，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)含義的延展；第二，結(jié)合國(guó)內(nèi)多年一線教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及本科計(jì)算機(jī)專業(yè)課程總學(xué)時(shí)規(guī)劃的現(xiàn)實(shí)需求，對(duì)“系統(tǒng)觀”和“程序與計(jì)算思維”進(jìn)行統(tǒng)籌考慮和設(shè)計(jì)，使與之對(duì)應(yīng)的“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)”與“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程相互呼應(yīng)、相互配合。同時(shí)，在內(nèi)容設(shè)計(jì)上做好后續(xù)計(jì)算機(jī)專業(yè)核心課程（數(shù)字邏輯、計(jì)算機(jī)組成原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編譯原理、操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)）的知識(shí)鋪墊。
　　編寫本書的主要?jiǎng)訖C(jī)是讓剛進(jìn)入大學(xué)校門的學(xué)生，在一開始學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)專業(yè)課程時(shí)就對(duì)構(gòu)成計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)的“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”有一個(gè)整體的、全局的和較為深入的理解，這是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。我們希望本書有助于具有相關(guān)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的老師交流關(guān)于如何培養(yǎng)學(xué)生“系統(tǒng)思維”能力的見解，為進(jìn)一步促進(jìn)計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)貢獻(xiàn)一份力量。
　　本書共6章。第1章是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的導(dǎo)論，講述為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的形成奠定重要基礎(chǔ)的人物及事件，并介紹計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的幾個(gè)關(guān)鍵概念。第2章闡述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的信息表示，以自頂向下的方法揭示抽象數(shù)據(jù)和高級(jí)語(yǔ)言程序到物理的機(jī)器級(jí)表示之間的層次轉(zhuǎn)換關(guān)系。第3章介紹計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的硬件基本組成，計(jì)算機(jī)硬件自底向上的層次關(guān)系以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。第4章介紹高級(jí)語(yǔ)言程序轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)硬件語(yǔ)言指令集組合的工作原理，并考察代碼優(yōu)化與計(jì)算機(jī)硬件之間的內(nèi)在關(guān)系。第5章介紹計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的核心軟件——操作系統(tǒng)，并通過(guò)一個(gè)高級(jí)語(yǔ)言示例程序，揭示應(yīng)用程序、操作系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)硬件之間的交互機(jī)制。第6章介紹計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的關(guān)鍵內(nèi)容，以全球最大的網(wǎng)絡(luò)——Internet和當(dāng)前迅猛發(fā)展的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為線索，闡述多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的軟、硬件交互機(jī)制和工作原理。
　　本書是多人智慧的結(jié)晶，由張羽和黃小平編著。此外，參加本書編寫的人員還有張艷、郭麗、姚朋賓、劉永吉、王時(shí)雨、李林、龐曉旭、魏明菲、張謙、覃偉等。本書也是多年講義的實(shí)踐成果與積淀，感謝各位同仁和各屆學(xué)生對(duì)本書原講義內(nèi)容所提出的寶貴反饋和改進(jìn)意見。
　　感謝清華大學(xué)出版社和西北工業(yè)大學(xué)在本書編寫過(guò)程中提供的支持。特別感謝本書的責(zé)任編輯清華大學(xué)出版社的張民和戰(zhàn)曉雷老師，他們極其專業(yè)細(xì)致的審校和編輯工作為本書的出版質(zhì)量提供了可靠的保證。
　　由于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，加之作者水平有限，書中難免存有不足之處，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。