全書共分5章，第1章介紹電腦系統軟、硬體構成，系統層次和性能評測等；第2章介紹硬體資料表示對高階語言程式資料類型的支援及相關概念；第3章針對高階語言程式轉化為機器可執行代碼過程，介紹程式預處理、編譯、解釋、庫和連結等技術，以及整合式開發環境的配置；第4章圍繞程式執行，介紹程式存儲映射、指令流水化執行、多核處理器對執行緒級並行的支援，以及基於OpenMP的並行程式設計思想；第5章關於存儲對電腦系統和程式性能的影響，介紹電腦存儲資源的層次性，程式空間、記憶體空間和交換空間概念，記憶體碎片、記憶體洩露和垃圾回收管理，以及高階語言程式資料組織和訪問優化思想。每章後配有習題，並為任課教師提供課件資源和代碼資源。
本書適合作為高等院校電腦科學與技術、軟體工程、電子資訊工程、物聯網等專業方向的本科生教材，也可作為電腦工程技術人員的參考書。