本书适合那些想要写出更快、更可靠程序的程序员阅读。通过掌握程序是如何映射到系统上，以及程序是如何执行的，读者能够更好地理解程序的行为为什么是这样的，以及效率低下是如何造成的。粗略来看，计算机系统包括处理器和存储器硬件、编译器、操作系统及网络互联环境。而通过程序员的视角，读者可以深深地体会到学习计算机系统的内部工作原理会对他们今后作为计算机科学研究者和工程师的工作有进一步的帮助。它还有助于为进一步学习计算机体系结构、操作系统、编译器和网络互联打下基础。
本书的主要论题包括：数据表示、C程序的机器级表示、处理器结构、程序优化、存储器层次结构、链接、异常控制流、虚拟存储器和存储器管理、系统级I／O、网络编程和并发编程。书中所覆盖的内容主要讲述这些方面是如何影响应用和系统程序员的。例如，在讲述数据表示时，本书提出了用来表示数字的表示方法是有限的，它能够近似地表示整数和实数，但是这种表示方法是有限制的，程序员必须了解。在讲述高速缓存时，本书讨论了矩阵代码中的循环变量的顺序是如何影响程序的性能的。在讨论网络互联时，本书描述了并发服务器如何有效地处理来自多个客户端的请求。
本书基于Intel兼容(IA32)机器，在Unix或者相关的操作系统(例如Linux)上执行C程序。虽然书中包括了一些帮助读者将Java转化成C的提示，但还是要求读者对C或者C++有一定的了解。
