110 民航特考三等 航空通信 計算機概論 考古題詳解

行程（Process）是電腦作業系統中重要的元素，請回答下列有關作業系統行程之問題：

（一）在作業系統中，行程以行程控制區塊（Process Control Block, PCB）表示，PCB 中除了 CPU 排程資訊和記憶體管理資訊外，還有哪三個元素？一個行程在電腦中執行時會有 New、Running、Waiting、Ready、Terminated 等狀態，請完成下列程序狀態圖（Process State Diagram）中（I）～（VI）的狀態和轉換。（15 分）

🖼️【此處有附圖，請對照原卷】

圖中包含下列狀態與轉換：

• New
• （IV）
• （V）
• （VI）
• Terminate
• （I）～（VI）之狀態或轉換
• I/O 或 event
• I/O 或 event wait
• exit

（二）請說明兩種程序間溝通（Interprocess Communication, IPC）機制的基礎模型：分享記憶體（Shared Memory）與訊息傳遞（Message Passing），在不同狀況下的優缺點。（10 分）

佇列（Queue）是重要的資料結構，可使用陣列（Array）或鏈結串列（Link List）實作。

（一）請填寫下表，從空間使用、增刪速度上說明，以陣列（Array）或鏈結串列（Link List）實作佇列的優缺點。（6 分）

（二）佇列一般從後端（back）加入（enqueue）一個新元素，從前端（front）刪除（dequeue）一個元素。請完成下面使用陣列實作環狀佇列（Circular Queue）程式碼（I～V）空格，使輸出為：（15 分）

enqueue data=0, enqueue data=1, Queue Full, Queue Full, Queue Full,
dequeue data=0, dequeue data=1, Queue Empty, Queue Empty, Queue Empty,

程式碼如下：

#include <stdio.h>
#define SIZE 3
typedef enum { FALSE, TRUE } bool;

bool isEmpty(int front, int back) {
　　return (front == ____);　// （I）
}

bool isFull(int front, int back) {
　　return ((____) == front);　// （II）
}

bool enqueue(int data[], int index[], int key) {
　　// front = index[0];
　　// back = index[1];
　　if (isFull(index[0], index[1]))
　　　　return FALSE;
　　index[1] = ____;　// （III）
　　data[index[1]] = key;
　　return ____;　// （IV）
}

int dequeue(int data[], int index[]) {
　　// front = index[0];
　　// back = index[1];
　　// dequeue data = index[2]
　　if (isEmpty(index[0], index[1]))
　　　　return FALSE;
　　index[0] = ____;　// （V）
　　index[2] = data[index[0]];
　　return TRUE;
}

int main() {
　　int k = 0;
　　// front = index[0]; back = index[1];
　　// dequeue data = index[2]
　　int index[3] = { 0, 0, 0 };
　　int data[SIZE];
　　bool result;

　　for (int i = 0; i < 5; i++) {
　　　　result = enqueue(data, index, k++);
　　　　if (!result)
　　　　　　printf("Queue Full, ");
　　　　else
　　　　　　printf("enqueue data=%d, ", k - 1);
　　}

　　printf("\n");

　　for (int i = 0; i < 5; i++) {
　　　　result = dequeue(data, index);
　　　　if (!result)
　　　　　　printf("Queue Empty, ");
　　　　else
　　　　　　printf("dequeue data=%d, ", index[2]);
　　}

　　return 0;
}

（三）請說明最大優先權佇列（Max-Priority Queue）有哪些基本操作，以及如何應用於作業系統排程。（4 分）

第五代行動通訊標準（5G）是第 4 代行動通訊標準（4G）後技術的進化。

（一）請說明國際電信聯盟（ITU）制定 5G 三大目標／特性：

1. eMBB（高頻寬、高速）。
2. uRLLC（高可靠度、低延遲）。
3. mMTC（多連結）。

（15 分）

（二）請說明無人機與虛擬實境（Virtual Reality, VR）如何應用這些特性。（10 分）

請回答下列作業系統記憶體管理相關問題：

（一）設定記憶體管理中，目前的記憶體配置狀態如下圖，A～E 區域為尚未使用的部分，其餘為已配置行程（process）區域。若有新行程需要 290K 記憶體，請分別使用最先合適法（first fit）、最佳合適法（best fit）與最差合適法（worst fit）時，新行程會被分配的區域，並計算新產生的碎片大小。（18 分）

🖼️【此處有附圖，請對照原卷】

記憶體區域由上而下如下：

• Process 1
• A（490K）
• Process 2
• B（210K）
• Process 3
• C（400K）
• Process 4
• D（690K）
• Process 5
• E（320K）
• Process 6

（二）記憶體碎裂可分為外部碎裂（external fragmentation）與內部碎裂（internal fragmentation）。請說明分頁（paging）與分段（segmentation）記憶體管理法會產生碎裂的種類與原因。（7 分）