计算机系统基础知识是软考系统架构设计师考试的核心基础模块 ，贯穿整个考试的案例分析和选择题部分。在历年考试中，该模块分值占比稳定在 5-8 分，主要以单选题（4-6 分）和多选题（2-3 分）形式出现，偶尔在案例分析题中结合架构设计场景考查硬件选型、存储方案设计等应用。
该模块是理解后续软件工程、系统架构设计等复杂知识点的前提，属于 "性价比极高" 的得分模块 ------ 知识点固定、命题规律清晰，只要掌握核心考点和解题技巧，就能轻松拿下绝大部分分数，零基础考生也能快速突破。
1. 计算机系统组成
1.1 知识点讲解
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计算机系统的核心构成：硬件子系统 + 软件子系统（二者协同工作，硬件是物理基础，软件是功能延伸）。
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硬件子系统：由处理器（CPU）、存储器、总线、接口、外部设备组成（冯・诺依曼结构核心框架）。
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软件子系统：
- 系统软件：支持硬件运行和应用软件开发的基础软件（操作系统、编译器、数据库管理系统、中间件等）。
- 应用软件：为特定业务场景开发的软件（办公软件、工业控制软件、电商平台等）。
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软硬件边界：部分功能可灵活实现（如加密功能既可以用硬件加密芯片，也可以用软件加密算法）。
1.2 高频考点
- 考查形式：单选 + 多选
- 分值占比：1-2 分
- 命题角度：① 系统软件与应用软件的区分；② 计算机系统的核心构成；③ 软硬件功能边界判断。
- 解题技巧：系统软件是 "平台级" 软件，为其他软件提供支撑；应用软件是 "业务级" 软件，直接满足用户具体需求，用 "是否面向具体业务" 快速判断。
1.3 真题示例
【真题示例 1】（2022 年单选）下列软件中，属于系统软件的是（ ）
A. 微信客户端 B. 数据库管理系统 C. 电商订单管理系统 D. 视频剪辑软件
【解析】答案：B。数据库管理系统（如 MySQL、Oracle）属于系统软件，为数据存储和管理提供基础支撑；A、C、D 均为面向具体业务的应用软件。
【真题示例 2】（2021 年多选）以下关于计算机系统组成的说法中，正确的有（ ）
A. 硬件子系统包括处理器、存储器、总线和应用软件
B. 系统软件是应用软件运行的基础
C. 硬件功能可通过软件实现，反之亦然
D. 外部设备属于软件子系统的一部分
【解析】答案：BC。A 选项中应用软件属于软件子系统，错误；D 选项外部设备属于硬件子系统，错误；B、C 符合计算机系统组成的核心定义。
1.4 可视化图表
计算机系统组成结构图：
图 1：计算机系统组成结构
2. 硬件基础
2.1 知识点讲解
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处理器（CPU）：
- 核心功能：运算（算术运算、逻辑运算）+ 控制（协调各硬件部件工作）。
- 指令集分类：
- CISC（复杂指令集）：指令丰富、兼容性强（代表：Intel x86 系列）。
- RISC（精简指令集）：指令简洁、执行高效（代表：ARM、Power、国产龙芯 / 飞腾）。
- 特殊处理器：GPU（图形处理，并行计算优势）、DSP（数字信号处理）、FPGA（可编程逻辑器件）。
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外部设备：
- 输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、摄像头等。
- 输出设备：显示器、打印机、音箱等。
- 存储设备（外存）：硬盘、U 盘、光盘等。
2.2 高频考点
- 考查形式：单选为主
- 分值占比：2 分
- 命题角度：① CISC 与 RISC 的区别；② 特殊处理器的应用场景；③ 外部设备的分类。
- 解题技巧：记准 "CISC 复杂兼容、RISC 精简高效" 的核心差异；特殊处理器按 "应用场景匹配"（如深度学习用 GPU、实时信号处理用 DSP）。
2.3 真题示例
【真题示例】（2023 年单选）以下关于 RISC 指令集的说法，错误的是（ ）
A. 指令条数少，格式统一 B. 执行效率高 C. 兼容 x86 系列处理器 D. 适用于移动设备
【解析】答案：C。x86 系列是 CISC 指令集的代表，RISC 与 CISC 不兼容；A、B、D 均为 RISC 的核心特点。
2.4 可视化图表
处理器体系结构示意图：
图 2：典型处理器体系结构
3. 存储系统
3.1 知识点讲解
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存储层次结构（按与 CPU 距离由近到远）：
- 片上缓存（L1/L2 Cache）：SRAM 材质，速度最快、容量最小（16kB-512kB），集成在 CPU 核心内。
- 片外缓存（L3 Cache）：SRAM 材质，速度次之、容量中等（256kB-4MB）。
- 主存（内存）：DRAM 材质，速度中等、容量较大（数百 MB - 数十 GB），需持续供电。
- 外存：硬盘、Flash 等，速度最慢、容量最大（GB-TB 级），掉电数据不丢失。
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存储介质特点：
- SRAM：速度快、成本高，用于缓存。
- DRAM：速度中等、成本较低，用于主存。
- Flash：非易失、抗震，用于 U 盘、固态硬盘。
- 硬盘：容量大、成本低，用于海量存储。
3.2 高频考点
- 考查形式：单选
- 分值占比：1-2 分
- 命题角度：① 存储层次的速度 / 容量 / 成本关系；② 不同存储介质的应用场景；③ 缓存的作用。
- 解题技巧：记住 "近 CPU→速度快、容量小、成本高" 的规律；缓存的核心作用是 "缓解 CPU 与主存的速度差异"。
3.3 真题示例
【真题示例】（2022 年单选）计算机存储系统中，速度最快的是（ ）
A. 主存（DRAM） B. 片上缓存（L1 Cache） C. 硬盘 D. 片外缓存（L3 Cache）
【解析】答案：B。存储层次中，片上缓存（L1）距离 CPU 最近，速度最快；排序：L1 Cache > L3 Cache > 主存 > 硬盘。
3.4 可视化图表
存储层次结构示意图：
图 3：计算机存储层次结构
4. 指令系统
4.1 知识点讲解
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指令格式：由操作码 + 地址码组成。
- 操作码：表示指令功能（如加法、数据传输）。
- 地址码：表示操作数的地址（可分为零地址、单地址、二地址、三地址指令）。
-
指令分类：
- 按功能：算术运算指令、逻辑运算指令、数据传输指令、控制转移指令、输入输出指令。
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CISC 与 RISC 的核心差异：
| 特性 | CISC | RISC |
|---|---|---|
| 指令条数 | 多（数百条） | 少（数十条） |
| 指令格式 | 不统一 | 统一 |
| 执行效率 | 较低 | 较高 |
| 兼容性 | 强（如 x86 生态） | 较弱 |
| 应用场景 | 桌面计算机、服务器 | 移动设备、嵌入式系统 |
4.2 高频考点
- 考查形式：单选 + 多选
- 分值占比：1-2 分
- 命题角度：① 指令格式的组成；② CISC 与 RISC 的差异对比；③ 指令的功能分类。
- 解题技巧：指令格式核心是 "操作码（做什么）+ 地址码（操作对象在哪）"；CISC 与 RISC 的差异可通过 "多 / 少、繁 / 简、兼容 / 高效" 快速区分。
4.3 真题示例
【真题示例 1】（2021 年单选）指令系统中，用于指定指令执行功能的部分是（ ）
A. 操作码 B. 地址码 C. 数据码 D. 控制码
【解析】答案：A。操作码定义指令的核心功能（如 ADD 表示加法），地址码指定操作数地址，故选 A。
【真题示例 2】（2020 年多选）以下属于 RISC 指令集特点的有（ ）
A. 指令格式统一 B. 指令条数少 C. 执行效率高 D. 兼容 x86 指令集
【解析】答案：ABC。D 选项是 CISC 的特点，RISC 不兼容 x86 指令集，故排除。
4.4 可视化图表
指令执行周期示意图：
图 4：指令执行周期流程
5. 总线与接口
5.1 知识点讲解
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总线（Bus）：计算机部件间的数据传输通道，按位置分类：
- 内总线（片上总线）：芯片内部互连（如 CPU 内部总线）。
- 系统总线：CPU、主存、I/O 接口之间的总线（如 PCI、PCIe）。
- 外部总线：计算机与外部设备的总线（如 USB、SATA、以太网）。
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总线性能指标：带宽（数据传输速率）、时延、抖动、服务质量（QoS）。
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接口：不同设备间的通信规则，常见类型：
- 显示接口：HDMI、DVI。
- 音频接口：TRS、RCA。
- 网络接口：RJ45、FC。
- 通用接口：USB、SATA、RS-232。
5.2 高频考点
- 考查形式：单选
- 分值占比：1 分
- 命题角度：① 总线的分类；② 常见接口的应用场景；③ 总线性能指标的定义。
- 解题技巧：总线分类按 "内部 - 系统 - 外部" 的范围划分；接口类型按 "功能场景匹配"（如显示用 HDMI、存储用 SATA）。
5.3 真题示例
【真题示例】（2023 年单选）以下属于计算机系统总线的是（ ）
A. USB 总线 B. PCIe 总线 C. SATA 总线 D. 以太网总线
【解析】答案：B。PCIe 是连接 CPU、主存、显卡的系统总线；A、C、D 均为外部总线（USB 连接外设、SATA 连接硬盘、以太网连接网络设备）。
5.4 可视化图表
总线架构示意图：
图 5：计算机总线架构
6. 系统性能指标
6.1 知识点讲解
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核心性能指标：
- 速率（比特率）：单位时间内传输的数据量（单位：b/s）。
- 带宽：信道的最大传输速率（单位：b/s）。
- 吞吐量：实际传输的数据量（单位：b/s、字节 / 秒）。
- 时延：数据从发送端到接收端的总时间（包括发送时延、传播时延、处理时延、排队时延）。
- 利用率：信道或资源被使用的比例（百分比）。
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阿姆达尔定律（性能优化核心公式）：
- 公式：总加速比 = 1 / [(1 - 增强比例) + 增强比例 / 增强加速比]
- 含义：系统性能提升的上限由 "可优化部分的比例" 决定。
6.2 高频考点
- 考查形式：单选 + 计算
- 分值占比：1-2 分
- 命题角度：① 性能指标的定义区分；② 阿姆达尔定律的计算；③ 时延的组成。
- 解题技巧：速率≠带宽（速率是实际速度，带宽是理论上限）；阿姆达尔定律计算时，先明确 "增强比例"（可优化部分占总时间的比例）和 "增强加速比"（优化后的速度提升倍数）。
6.3 真题示例
【真题示例 1】（2022 年单选）以下关于计算机网络性能指标的说法，错误的是（ ）
A. 带宽是信道的最大传输速率 B. 吞吐量通常小于带宽
C. 时延包括发送时延和传播时延 D. 利用率越高，性能越好
【解析】答案：D。利用率过高会导致排队时延增加，反而降低系统性能，存在最优利用率阈值，故选 D。
【真题示例 2】（2021 年计算单选）某系统中，可优化部分占总执行时间的 60%，优化后该部分的执行速度提升至原来的 3 倍，则系统的总加速比是（ ）
A. 1.67 B. 1.82 C. 2.0 D. 2.5
【解析】答案：A。根据阿姆达尔定律：总加速比 = 1 / [(1 - 0.6) + 0.6/3] = 1 / (0.4 + 0.2) = 1/0.6 ≈ 1.67，故选 A。
6.4 可视化图表
时延组成示意图：
图 6：时延组成结构
软考备考技巧
1. 记忆方法
- 分类记忆法：将硬件按 "处理器 - 存储 - 总线 - 接口 - 外设" 分类，软件按 "系统 - 应用" 分类，避免知识点混淆。
- 口诀记忆法：存储层次 "近快小、远慢大"（距离 CPU 越近，速度越快、容量越小）；CISC 与 RISC"复容低、精简高"（CISC 复杂兼容效率低，RISC 精简高效）。
- 关联记忆法：将总线、接口与实际设备绑定（如 PCIe 连接显卡、SATA 连接硬盘），通过应用场景强化记忆。
2. 刷题重点
- 优先刷近 5 年真题：该模块真题重复率高，重点关注 "CISC 与 RISC 对比""存储层次""阿姆达尔定律""总线分类" 等高频考点。
- 针对性练习分类题：系统软件与应用软件的区分、存储介质的特点、接口的应用场景等分类题型，快速培养解题直觉。
- 重视计算题：阿姆达尔定律是唯一计算考点，务必掌握公式应用，多做 2-3 道变式题（如改变增强比例、增强加速比）。
总结
计算机系统基础知识是软考系统架构设计师的 "地基"，核心考点集中在系统组成、存储层次、指令系统、总线与接口、性能指标5 大模块，分值稳定且命题规律清晰。
备考时，建议先通过 "分类记忆 + 可视化图表" 掌握知识点框架，再通过真题强化考点应用，重点突破 "CISC 与 RISC 对比""阿姆达尔定律计算""存储介质区别" 等高频得分点。该模块难度较低，只要投入少量时间系统梳理，就能实现 "零失分" 目标，为整体考试奠定良好基础！