专题1：CPU（讲义）-《计算机组装与维护》（高等教育出版社第2版）高考备考讲练测（湖南省）

专题1：CPU（讲义） 《计算机组装与维护》专题复习讲练测 [考纲要求] 1：了解CPU的外观与结构。 2：掌握CPU的性能指标。 3：了解CPU风扇的外观及性能指标。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 一、CPU的结构 1.CPU是Central Processing Unit中央处理器的简称，它是由运算器和控制器组成，内部结果可分为控制单元、逻辑单元和存储单元三大部分。 2.CPU负责执行计算机指令的硬件设备，用于解释和执行计算机程序中的指令，控制数据的输入和输出，实现计算机的各种基本功能。 3.它是INTEL公司在1971年开发出来的4位微处理芯片，目前发展到64位，主频从MHZ级发展到了GHZ级。 二、CPU的性能指标 1.CPU封装技术 是一种将集成电路用绝缘的塑料或陶瓷材料进行包装的技术。常见的封装技术有（OPGA封装、mPGA封装、FC-PGA2封装、PLGA封装）。 2.CPU的接口标准 接口标准INTEL从Socket 5发展到了Socket 1366，AMD从Socket 7发展到了AM3，采用的接口方式有引脚式、卡式、触点式、针脚式，目前常见的是引脚式和触点式。 3.CPU核心类型：核心（Die）又称为内核，其功能是完成CPU所有计算、接收/存储命令、处理数据等，它决定了CPU的性能。 4.CPU核心数：现代CPU通常具有多个核心，每个核心都可独立地执行指令。多核CPU可以同时执行多个线程，从而提高计算机处理的效率。 5.超线程：超线程是指通过硬件技术，在CPU上同时执行多个线程，从而提高CPU的利用效率。超线程技术可以让单核CPU具有多线程的性能。 6、CPU的频率：分为主频、外频、倍频，三者的关系是“主频=倍频×外频。 （1）主频是CPU工作时的时钟频率（Clock Speed），单位是GHZ。 （2）外频是系统总线的工作频率，是CPU及至整个计算机系统的基准频率，单位是MHZ，它反映了PCI及其他总线的频率。 （3）倍频是外频与主频的相差倍数，理论上倍频可从1.5到无限，倍频是以0.5为一个间隔单位。 7、前端总线频率：它是由CPU和北桥芯片共同决定的。 （1）前端总线的英文名字是Front Side Bus，通常用FSB表示，是将CPU连接到北桥芯片的总线。 （2）前端总线频率是CPU和北桥芯片间总线的速度，反映了CPU与外界数据的传输速度。由于数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的快读和传输频率，即：数据带宽=（总线频率×数据位宽）÷8。 8、CPU缓存 （1）CPU的缓存一般集成与CPU芯片内部，用于暂时存储CPU运算时的部分指令和数据。其功能是减少CPU因等待低速设备所导致的延迟，进而改善系统性能。 （2）L1 Cache（一级缓存）是CPU的第一层高速缓存，速度最快，容量通常在32-256KB。L2 Cache（二级缓存）是CPU的第二层高速缓存，容量2MB-8MB。L3 Cache（三级缓存）是CPU的第三层高速缓存。 【注】L1缓存速度最快但容量最小，L2和L3缓存容量较大，但速度相对较慢。 9、CPU字长：是指参加一次定点运算的操作数的位数，例如8位、16位、32位及64位。字长越长。操作数的位数越多，计算精度也就越高。 10、CPU制造工艺：制造工艺是指IC集成电路内电路与电路之间的距离，其精度目前以纳米为单位，1纳米（nm）=0.001微米。 11、CPU架构：CPU的架构是指其内部组成和处理方式的设计方案，包括CISC（复杂指令集）和RISC（精简指令集）两种主要架构，CISC结构的CPU指令集较为复杂，单条指令可以完成更多的操作，而RISC架构则更注重简化指令集，提高执行效率 12、CPU指令集：是CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。例如INTEL的MMX技术、SSE、SSE2、SSE3……以及AMD的3DNOW！技术。 13、CPU的主要厂商及型号 （1）Intel公司：奔腾（Pentium）、赛扬（Celeron）、酷睿（Core） （2）AMD公司：闪龙、羿龙、速龙……。 三、CPU风扇（性能指标） （1）接口类型：接口类型指的是CPU风扇所适用的主板CPU接口类型。 （2）散热方式：风冷散热是最简单、最直接、最经济的方式，除此之外，还有水冷、半导体制冷、氟制冷、氮制冷等多种方法。目前市面上销售的大多数是风冷式的散热风扇。 （1）接口类型：接口类型指的是CPU风扇所适用的主板CPU接口类型。 （2）散热方式：风冷散热是最简单、最直接、最经济的方式，除此之外，还有水冷、半导体制冷、氟制冷、氮制冷等多种方法。目前市面上销售的大多数是风冷式的散热风扇。 [真题练讲] 1.（2003年湖南高考真题）微机硬件系统中，Cache是指（ ） A.通用寄存器 B.总线控制器 C.启动引导芯片 D.一种高速缓冲存储器 【答案】D 【解析】Cache是高速缓冲存储器，用于协调CPU与主存之间的速度差异，暂存CPU可能频繁访问的数据和指令 。A选项通用寄存器是CPU内部临时存储数据指令的；B选项总线控制器用于管理总线操作；C选项启动引导芯片用于启动电脑，所以选D。 2.（2005年湖南高考真题）一颗CPU的标示为“P4C 2.4G”，其中“2.4G”代表的是（ ） A.存储容量为2.4GB B.主频为2.4GHZ C.主频为2.4GB D.速率为2.4Gbps 【答案】B 【解析】CPU标识里“2.4G”指主频，单位GHz，反映CPU时钟周期数，体现运算速度 。 3.（2006年湖南高考真题）计算机配置中的“Intel Pentium 4 2.8GHZ”是指（ ） A.存储容量 B.运算速度 C.显示器速度 D.CPU型号 【答案】D 【解析】“Intel Pentium 4 2.8GHZ”里，Intel是品牌，Pentium 4是系列，2.8GHZ是主频，整体代表CPU型号 。 4.（2008年湖南高考真题）计算机的运算器和控制器的总称是（ ） A.ALU B.CAD C.CPU D.ROM 【答案】C 【解析】CPU（中央处理器）由运算器（做算术和逻辑运算 ）和控制器（协调计算机部件工作 ）组成 。 5.（2008年湖南高考真题）下列性能指标中哪个与CPU无关（ ） A.带宽 B.主频 C.缓存容量 D.数据总线宽度 【答案】A 【解析】A选项带宽一般指网络或总线传输能力，和CPU性能无直接关联 6.（2010年湖南高考真题）以下关于CPU的说法正确的是（ ） A.CPU地址总线的宽度决定了CPU可以访问的物理地址空间 B.CPU主频=外频×倍频，超频主要是提高CPU的外频 C.在有L1 Cache、L2 Cache的CPU中，L1 Cache的容量一般比L2 Cache的容量大 D.目前世界上主要的CPU生产厂商有Intel、AMD、Microsoft 【答案】A 【解析】A选项，地址总线宽度决定可寻址物理空间，比如32位地址总线可支持4GB寻址，正确 7.（2014年湖南高考真题）以下关于CPU缓存（Cache）的说法不正确的是（ ） A.CPU缓存的作用是存储一些常用的或即将用到的数据或指令 B.CPU缓存的读写速度比内存快 C.CPU缓存的容量比内存大、价格比内存高 D.CPU缓存能提高CPU对指令的处理速度 【答案】C 【解析】Cache容量比内存小，因制造工艺复杂、成本高 8.（2015年湖南高考真题）下列关于CPU时钟频率的说法中错误的是（ ） A.主频是CPU正常工作时的时钟频率 B.主频=外频/倍频 C.倍频是CPU外频与主频相差的倍数 D.外频是系统总线的工作频率 【答案】B 【解析】正确公式是主频 = 外频×倍频 [限时练习] 1.（2017年湖南高考真题）下列关于CPU的说法中错误的是（ ） A.CPU的字长是CPU的重要性能指标 B.CPU的主频、外频和倍频的关系是：主频=外频×倍频 C.运算器和控制器是CPU的重要组成部分 D.CPU和GPU功能完全相同 【答案】D 【解析】CPU负责通用运算和控制，GPU专注图形运算加速，功能不同 2.（2019湖南高考真题）下列关于CPU的说法中正确的是（ ） A.台式机CPU工作时发热小，不需要安装CPU风扇散热 B.CPU的主频和外频的关系是：主频=外频×倍频 C.CPU缓存的容量比内存的容量大 D.任意台式机CPU可以直接安装在笔记本电脑上正常工作 【答案】B 【解析】A选项，台式机CPU工作发热多，需风扇散热，错误；B选项，主频 = 外频×倍频，正确；C选项，CPU缓存容量远小于内存，错误；D选项，台式机和笔记本CPU接口、功耗等不同，不能通用，错误，所以选B。 3.（2020年湖南高考真题）下列关于CPU的说法中，错误的是（ ） A.通常，CPU的主频越高，CPU处理数据的速度就越快 B.通常，CPU缓存的容量比内存容量更大 C.通常，CPU主频和外频的关系是：主频=外频×倍频 D.通常，CPU的外频和主板总线频率一致 【答案】B 【解析】A选项，主频高通常处理数据快，正确；B选项，CPU缓存容量小于内存，错误；C选项，主频 = 外频×倍频，正确；D选项，CPU外频和主板总线频率一致，保障数据传输，正确，所以选B。 4.（2021年湖南高考真题）下列关于计算机CPU的说法中，正确的是（ ） A.字长是CPU的重要性能指标 B.一般来说，32位CPU比64位CPU性能更好 C.AMD公司生产的CPU比INTEL公司生产的CPU性能更好 D.一台计算机最多只能安装一个CPU 【答案】A 【解析】字长是CPU重要性能指标，如32位、64位 5.（2022年湖南高考真题）某笔记本电脑的CPU基准频率为100MHZ、倍频为36，该CPU的主频是（ ） A.100MHZ B.3600MHZ C.36MHZ D.360MHZ 【答案】B 【解析】根据主频 = 基准频率（外频）×倍频，即 100MHz×36 = 3600MHz ，所以选B。 6.（2024年湖南高考真题）通常用来描述CPU性能指标的是（ ） A.主频 B.转速 C.平均寻道时间 D.分辨率 【答案】A 【解析】主频是描述CPU性能的关键指标，反映运算速度 7.（2024年湖南高考真题）冯诺依曼体系结构中，运算器的功能是（ ） A.取指令 B.译码 C.发控制信号 D.算术和逻辑运算 【答案】D 【解析】在冯·诺依曼体系中，运算器负责算术（加、减等 ）和逻辑（与、或等 ）运算 8.（2024年湖南高考真题）下列关于CPU的说法中，正确的是（ ） A.主频相同的CPU，其运行速度一定相同 B.主频不同的CPU，其运行速度一定不相同 C.32Bit CPU能识别的物理内存地址空间为4GB D.64Bit CPU能识别的物理内存地址空间为64GB 【答案】C 【解析】32位CPU地址总线决定其可识别物理内存地址空间最大为4GB 9.（2025年湖南高考真题）下列选项中，不是冯诺依曼计算机硬件系统基本部件的是（ ） A.运算器 B.控制器 C.存储器 D.浏览器 【答案】D 【解析】冯·诺依曼计算机硬件系统基本部件是运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备 。浏览器是软件，不是硬件基本部件，所以选D。 10.关于CPU性能指标，“超线程”的作用主要是（ ） A. 改变CPU核心类型 B. 增加CPU物理核心数 C. 让CPU模拟出更多线程并行处理 D. 提升CPU制造工艺 【答案】C 【解析】超线程技术可使CPU模拟出更多线程并行处理任务，提升多任务处理能力 [内容小结] 1.本节针对CPU和CPU风扇的结构及其性能指标进行了详细的讲解，同学们要准确掌握CPU相关的性能指标，该知识点在高考中频率较高，多以单项选择题为主，同学们必须准确掌握知识点的要素，以便能在做题的过程中避开混淆答案，选择正确答案。 2.在学习本节知识点之后，一定要温故知新，再遇到新的题型时才能心有把握。 学科网（北京）股份有限公司 $$