本书共分为12章，内容包括概论、数据的表示方法和数据校验、运算方法及运算部件、指令系统、控制器及其设计、中央处理器（CPU）举例、存储器组织及系统结构、系统总线、输入输出（I/O）设备、流水线技术和计算机系统结构等。本教材结合计算机科学的理论、抽象和设计三种形态，讲述计算机内部工作机制及其组成原理，重点突出计算机的基本原理、基本知识和基本技巧，力求与当代先进的计算机技术相结合，并在书中介绍了国内计算机的最新研究成果。
本书主要作为高等院校计算机专业本科生教材。主要讲述了数据的表示方法和数据校验，运算方法及运算部件，指令系统、控制器及其设计，流水线技术等。