中科院信息工程研究所计算机系统结构考博初试以深度融合计算机体系结构前沿理论与工程实践为核心，构建了涵盖硬件-软件协同设计、系统级性能优化、新兴架构适配等维度的综合性考核体系。考试大纲明确将重点放在RISC-V指令集架构设计、多核异构计算系统优化、存储层次一致性保障等关键技术领域，要求考生具备从晶体管级硬件描述到系统级软件调优的全栈研发能力。

在硬件设计基础模块，考生需系统掌握CMOS工艺的时序噪声建模方法，能够运用Verilog HDL完成流水线冒险检测与多级流水线融合设计。典型考题涉及采用UVM验证平台构建的流水线一致性测试用例生成，要求结合眼图分析工具（如JitterBurst）定位时序违例并设计折叠缓冲区补偿方案。近三年真题显示，关于环形总线仲裁器在片上网络（NoC）中的QoS优化占比达27%，需重点掌握基于优先级动态调度的流量整形算法。

软件架构设计部分着重考察操作系统内核的实时性保障机制，特别是硬实时任务调度器（如Rate-Monotonic算法）与软实时任务的混合调度策略。2022年考题中，基于Linux内核的SMP系统在百万级IOPs场景下的上下文切换优化成为命题焦点，要求考生从中断屏蔽粒度、TLB一致性维护、中断亲和性配置三个层面提出改进方案。编译优化模块则强调LLVM框架下的自动并行化技术，需熟练运用Loop Tiling、Schedule亨德森算法等高级优化手段。

新兴架构适配能力考核通过开放式实验项目实现，2023年新增的"基于DPU的5G网络切片时延保障"实验要求考生在Xilinx Versal平台部署网络功能卸载方案，需综合考虑DPU流水线级联调度、DPDK内核参数调优、FPGA硬件加速核的协同设计。该实验项目占分权重达35%，考核周期延长至6小时，包含硬件配置、性能基准测试、异常场景恢复等全流程验证环节。

备考建议应遵循"理论筑基-工具链贯通-工程实践"的三阶段路径：第一阶段重点突破《计算机组成与设计：硬件/软件接口》（David Patterson）中存储层次建模、指令集架构设计等核心章节，配合MIT 6.004课程视频构建知识框架；第二阶段需掌握Synopsys VCS验证平台、QEMU仿真环境与Linux内核调试工具链，通过OPNET网络模拟器完成NoC性能建模；第三阶段应参与所内"智能计算系统"重点实验室的横向课题，在真实场景中解决多模态数据融合中的计算资源调度问题。

值得关注的是，2024年考试将引入"AI驱动的设计自动化"新考点，要求考生基于JAX框架构建神经架构搜索（NAS）工具链，实现从系统级功耗建模到微架构优化的端到端闭环。该方向与所内"类脑计算与智能芯片"研究团队的前沿探索高度契合，建议考生提前研读《Machine Learning in Computer Architecture》相关论文，掌握NeuroSim等开源仿真工具的使用方法。