《计算机组成原理与系统结构》课程主要采用自顶而下的方法详细讲述了计算机的内部结构和工作原理，从整机角度引入各模块（如总线、存储器、I/O、CPU）之前的关系，并通过讨论计算机发展中遇到的具体问题引入当前最新技术理论提出的背景，并借此给出当今计算机系统所采用的解决方案中涉及到的先进技术，如指令窗口、大寄存器组等方案，着重强调硬件设计因素与应用软件在运行过程中的关系及影响，无论偏软或偏硬的计算机相关专业的同学都能从中获益。使学生能从系统角度来理解计算机的整体实现，掌握现代计算机组成和结构的相关原理及技术，了解计算机软硬件之间的联系，培养学生对硬件系统的分析及应用能力，具有能依据硬件特性来优化软件开发的意识。本课程为后续课程（如嵌入式系统、云计算等）的学习，也奠定了坚实的基础。
本课程的参考教材为国外计算机知名教材——计算机组织与结构性能设计（第九版）（William Stallings著）。课程共分16章，其中第1-15章讲述单处理器系统的硬件组成与结构，包括总线系统、存储系统、I/O系统、指令集、CPU的工作原理与流水线、RISC架构，超标量处理器、CU的设计等；第16章介绍了当前并行机系统的主要类型及核心技术等。
