本教材為《計算機系統設計》系列教材的上冊，以基於MIPS 32位元指令集的微處理器MiniMIPS32為目標，講授主流RISC流水線微處理器的設計與實現的方法、步驟與技巧。全書將講解處理器微架構設計，資料通路的設計與實現，流水線設計與優化，軟體環境與測試環境的搭建以及基於Digilent FPGA開發板的板級設計等幾方面內容，知識點覆蓋之前的數位邏輯設計，計算機組成原理，計算機體系結構三門課程，實現對著三門課程的貫穿式教學。
