ما معتقدیم که یادگیری در علوم و مهندسی کامپیوتر باید منعکس کننده وضعیت فعلی این حوزه باشد و همچنین اصولی که در حال شکل دادن محاسبات هستند را معرفی کند. ما همچنین احساس می‌کنیم که خوانندگان در هر تخصصی از محاسبات، نیاز به قدردانی از الگوهای سازمانی دارند که توانایی ها، کارایی، انرژی و در نهایت موفقیت سیستم‌های کامپیوتری را تعیین می‌کنند. فن آوری کامپیوتری مدرن برای درک سخت افزار و نرم افزار به متخصصانی از هر تخصص کامپیوتری نیاز دارد. تعامل بین سخت افزار و نرم افزار در سطوح مختلف نیز چارچوبی برای درک اصول محاسبات ارائه می‌دهد. این که آیا علاقه اصلی شما سخت افزار یا نرم افزار، علوم کامپیوتر یا مهندسی برق است، ایده‌های اصلی در سازماندهی و طراحی کامپیوتر یکسان است. بنابراین، تاکید ما در این کتاب نشان دادن رابطه بین سخت افزار و نرم افزار و تمرکز بر روی مفاهیمی است که پایه کامپیوتر‌های فعلی را تشکیل می‌دهند.

تغییر اخیر از ریز پردازنده‌های تک پردازنده ای به چند هسته ای، صحت این دیدگاه را از زمان ویرایش اول این کتاب تایید کرد. در حالی که برنامه نویسان می‌توانند توصیه‌ها را نادیده بگیرند و به معماران کامپیوتر، نویسندگان کامپایلر و مهندسان سیلیکون تکیه کنند تا بدون تغییری برنامه‌های خود را سریعتر اجرا کنند یا کارآمد‌تر کنند؛ اما آن دوران به پایان رسیده است. برای اینکه برنامه‌ها سریع‌تر اجرا شوند، آن‌ها باید موازی شوند. در حالی که هدف بسیاری از محققان فراهم کردن این امکان برای برنامه نویسان است که از ماهیت موازی زیربنای سخت افزاری که در حال برنامه نویسی هستند بی خبر باشند، تحقق این دیدگاه سالها طول خواهد کشید. دیدگاه ما این است که حداقل برای یک دهه آینده، بیشتر برنامه نویسان در صورت تمایل به اجرای موثر برنامه‌ها بر روی رایانه‌های موازی، مجبور هستند که رابط سخت افزار/نرم افزار را درک کنند.

مخاطبان این کتاب شامل کسانی می‌شود که تجربه کمی در زمینه زبان اسمبلی یا طراحی منطق دارند و نیاز به درک سازمان پایه کامپیوتر دارند و همچنین خوانندگانی با پیش زمینه ای در زبان اسمبلی و یا طراحی منطق که می‌خواهند یاد بگیرند چگونه یک کامپیوتر طراحی کنند یا یک سیستم چگونه کار می‌کند و چرا این گونه عمل می‌کند.

ویرایش پنجم کتاب Computer Organization and Design، با مثال ها، تمرینات و مطالب جدیدی به سمت دوره بعد از کامپیوتر‌های شخصی حرکت می‌کند و ظهور رایانش سیار و ابری را برجسته می‌کند. این تغییر نسل با محتوای به روز شده از جمله کامپیوتر‌های تبلت، زیرساخت‌های ابری و معماری‌های ARM (دستگاه‌های محاسباتی موبایل) و x86 (رایانش ابری) مورد بررسی و تاکید قرار گرفته است. از آنجا که درک سخت افزار مدرن برای دستیابی به عملکرد خوب و بهره وری انرژی ضروری است، در این ویرایش کتاب، مثال عینی جدیدی به نام «سریع‌تر حرکت کردن» اضافه شده است که در طول کتاب استفاده می‌شود تا تکنیک‌های بهینه سازی بسیار مؤثر را نشان دهد. همچنین چیزی که در این ویرایش جدید است مبحث «هشت ایده عالی» معماری کامپیوتر است.

همانند ویرایش‌های قبلی، پردازنده MIPS، محوری است که برای ارائه اصول فناوری‌های سخت افزاری، زبان اسمبلی، حساب کامپیوتر، خط لوله، سلسله مراتب حافظه و I/O مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ویژگی‌های ویرایش پنجم کتاب طراحی و سازمان کامپیوتر پترسن، عبارتند از:

• شامل مثال ها، تمرین‌ها و مطالب جدیدی است که ظهور رایانش سیار و ابری را برجسته می‌کند.
• موازی سازی با مثال‌ها و مطالبی که مباحث سخت افزاری و نرم افزاری موازی را مشخص می‌کنند، به صورت جامع و کامل پوشش داده شده است.
• نشان دادن Intel Core i7، ARM Cortex-A8 و NVIDIA Fermi GPU به عنوان نمونه‌های دنیای واقعی در تمام کتاب.
• افزودن یک مثال عینی جدید، «سریع‌تر رفتن»، برای نشان دادن اینکه چگونه درک سخت افزار می‌تواند الهام بخش بهینه سازی‌های نرم افزاری باشد که کارایی را تا 200 برابر بهبود می‌بخشند.
• «هشت ایده عالی» از معماری کامپیوتر را مورد بحث و بررسی قرار می‌دهد: کارایی از طریق موازی سازی. کارایی از طریق راه اندازی خط لوله؛ کارایی از طریق پیش بینی؛ طراحی برای قانون مور؛ سلسله مراتب حافظه ها؛ انتزاع برای ساده کردن طراحی؛ انجام سریع مورد رایج؛ و قابلیت اطمینان از طریق افزونگی.
• شامل یک مجموعه کامل از تمرینات به روز شده است.