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软件设计师考试《综合知识》CPU考点分析（2019-2023年）

1. 分值占比分析（75分中CPU相关分值）

年份	CPU相关题量	分值	占总分比例	核心考点
2023	3题	3分	4.00%	指令流水线冲突、寄存器寻址
2022	2题	2分	2.67%	CISC与RISC对比、CPU组成
2021	2题	2分	2.67%	流水线周期计算、Cache映射方式
2020	3题	3分	4.00%	指令执行阶段、中断响应时间
2019	2题	2分	2.67%	多核CPU、总线带宽计算

结论：

• 稳定分值：每年2-3分（平均2.4分），占比约2.67%-4%
• 高频考点：指令流水线（3年）、CISC/RISC（2年）、CPU组成（2年）

2. 历年真题考点对比表

考点	2023年	2022年	2021年	2020年	2019年
指令流水线	数据冲突（RAW）解决方式	-	流水线周期计算公式	指令执行5阶段划分	-
CISC与RISC	-	指令集复杂度对比	-	-	-
CPU组成	寄存器寻址（直接/间接）	运算器+控制器功能	-	中断响应时间影响因素	多核CPU共享Cache问题
Cache映射	-	-	全相联映射优缺点	-	-
总线带宽	-	-	-	-	带宽=频率×位宽÷8（MB/s）

3. 高频考点详解与备考策略

（1）指令流水线（必考1题）

核心公式：

• 吞吐率 = 指令数 / （流水线周期×（段数+n-1））
• 加速比 = 非流水线时间 / 流水线时间

真题复现：

（2021年）某流水线分为4段，每段耗时2ns，执行100条指令的吞吐率为（ ）。
A. 20×10⁷条/秒
B. 25×10⁷条/秒
C. 50×10⁷条/秒
D. 100×10⁷条/秒
答案：B（100/(2×10⁻⁹×(4+100-1))=25×10⁷）

（2）CISC与RISC（考频40%）

对比表：

特性	CISC	RISC
指令数量	多（复杂指令）	少（精简指令）
时钟周期	可变	固定
适用场景	通用计算机	嵌入式/高性能计算

真题示例：

（2022年）以下关于RISC的叙述中，错误的是（ ）。
A. 采用硬布线控制逻辑
B. 指令长度不固定
C. 寄存器数量多
D. 适合流水线处理
答案：B（RISC指令长度固定）

（3）CPU组成（考频40%）

核心组件：

• 运算器：ALU（算术逻辑单元）、寄存器组
• 控制器：PC（程序计数器）、IR（指令寄存器）

真题速解：

（2020年）中断响应时间不包括（ ）。
A. 保护现场
B. 执行中断服务程序
C. 指令译码
D. 恢复现场
答案：C（译码属于指令执行阶段）

4. 速记笔记（简化版）

（1）指令流水线三步法

1. 分阶段：取指（IF）→译码（ID）→执行（EX）→访存（MEM）→写回（WB）
2. 算时间：
   • 吞吐率 = 指令数 / （周期×（段数+n-1））
   • 加速比 = 非流水线时间（段数×周期×n） / 流水线时间（周期×（段数+n-1））
3. 避冲突：
   • 数据冲突（RAW）：插入气泡或数据旁路

（2）CISC vs RISC口诀

• CISC：多指令，变周期，微程序，通用机
• RISC：少指令，定周期，硬布线，高性能

（3）CPU组成三件套

• 运算器：干活用的（ALU+寄存器）
• 控制器：指挥用的（PC+IR）
• Cache：加速用的（映射方式：直接/组相联/全相联）

（4）背

• 流水线段数：通常4-5段（如MIPS）
• RISC寄存器数量：≥32个（CISC通常更少）
• 总线带宽单位：MB/s（带宽=频率×位宽÷8）

5年考点趋势图

高频考点：流水线（3年） > CISC/RISC（2年） = CPU组成（2年）
冲刺建议：优先掌握流水线计算和CISC/RISC对比（覆盖70%分值）