110 民航特考三等 飛航諮詢 資料處理 考古題詳解

核心觀念

本題考查作業系統的 CPU 排程：作業系統決定就緒佇列中的哪個程序先取得 CPU，以及取得 CPU 後是否能被中斷。比較三種演算法時，應掌握它們的選擇依據、是否可搶先，以及對等待時間、回應時間與公平性的影響。

• 非搶先式排程：程序取得 CPU 後，通常執行至完成或自行進入等待狀態，才交出 CPU。
• 搶先式排程：程序執行期間，作業系統可中斷它並改由其他程序使用 CPU。
• 周轉時間：程序自到達至完成所經過的時間。
• 等待時間：程序在就緒佇列中等待 CPU 的總時間。
• 回應時間：程序到達後，至首次取得 CPU 的時間。

解題方法

依各演算法的排程依據逐一說明，並從公平性、平均等待時間、回應速度、飢餓風險與實作成本分析優缺點。題目未提供程序到達時間、執行時間或 RR 的時間片，因此本題不需計算排程順序或平均等待時間。

三種排程演算法及優缺點

一、先到先服務（FCFS）

作法：依程序進入就緒佇列的先後順序排程，最早到達者先取得 CPU。FCFS 通常是非搶先式：程序取得 CPU 後，會持續執行到完成或主動等待 I/O，才輪到下一個程序。

優點：

• 規則簡單，容易實作，維護就緒佇列即可。
• 排程次序明確，先到者先服務，具有基本公平性。
• 不會因為程序執行時間較長而被後到程序插隊。

缺點：

• 容易出現護航效應（convoy effect）：長作業排在前面時，後方許多短作業即使執行時間很短，也必須等待。
• 平均等待時間可能偏長，短作業的回應速度不佳。
• 不適合重視互動與即時回應的分時系統。

二、依序循環（Round Robin, RR）

**作法：**每個程序依就緒佇列順序取得 CPU，最多執行一個固定時間片 $q$。時間片結束時，若程序尚未完成，便被搶先中斷並移至佇列尾端，等待下一輪；若程序先完成或進入等待狀態，則提前釋出 CPU。

RR 是搶先式排程，常用於分時系統，讓多個使用者或程序輪流獲得 CPU。

優點：

核心觀念

數位簽章是以非對稱式加密搭配雜湊函數，用來確認電子資料的來源與內容完整性。傳送者以自己的私密金鑰簽署資料，接收者則以傳送者的公開金鑰驗證簽章。

數位簽章主要提供：

• 身分鑑別：確認簽章是由持有相應私密金鑰的簽署者產生。
• 完整性：確認資料在簽署後未遭竄改。
• 不可否認性：簽署者事後較難否認曾簽署該資料；實際效力仍取決於私密金鑰保管、憑證與相關程序。

數位簽章本身不負責隱藏訊息內容；若要保密，須另以加密機制保護資料。

解題方法

說明運作機制時，依序交代「簽署端如何產生簽章」及「接收端如何驗證」，再指出各步驟所保障的安全性。

設傳送者為甲、接收者為乙，欲傳送的資料為 $M$：

1. 計算資料摘要：甲使用雜湊函數計算資料摘要 $h=H(M)$。
2. 產生數位簽章：甲使用自己的私密金鑰對摘要簽署，產生簽章 $S$。概念上可表示為：

核心觀念

雜湊函數（Hash Function）是將任意長度的輸入資料，經過運算後轉換成固定長度摘要值的函數，通常記為：

其中，$m$ 是原始訊息，$H$ 是雜湊函數，$h$ 是雜湊值或訊息摘要（Message Digest）。例如，SHA-256 對不同長度的輸入都會產生 256 位元的摘要。

雜湊函數常與加密機制搭配，用來檢查資料是否遭到竄改、產生數位簽章摘要，或協助驗證訊息完整性。雜湊本身不等同於加密：它通常是單向摘要運算，沒有用來還原原文的解密金鑰。

解題方法：說明雜湊函數的重要特性

作答時可從「輸入與輸出形式」、「運算效率」、「單向性」及「碰撞抵抗能力」逐項說明。重要特性如下：

1. 任意長度輸入、固定長度輸出 輸入訊息可為任意長度，輸出的雜湊值則具有固定長度。不同長度的訊息也會得到相同位數的摘要。

2. 確定性 對同一輸入，使用同一雜湊函數必定得到相同摘要，即 $H(m)$ 的結果固定。否則便無法用摘要比對資料是否一致。

3. 計算效率 對一般輸入，應能有效率地計算其雜湊值。這使雜湊可用於檔案完整性檢查、訊息驗證及數位簽章等情境。

4. 原像抵抗性（Preimage Resistance，單向性） 已知摘要 $h$，在計算上應難以找出任一訊息 $m$ 使得：

因此，雜湊值通常不能直接反推出原始訊息。這是計算上的困難，不代表數學上絕對不存在原文。

5. 第二原像抵抗性（Second Preimage Resistance） 已知一個訊息 $m_1$，在計算上應難以找出不同訊息 $m_2$，使得：

這項特性可防止攻擊者以另一份不同內容的訊息，替換原訊息而保有相同摘要。

6. 碰撞抵抗性（Collision Resistance） 在計算上應難以找出任意兩個不同訊息 $m_1$、$m_2$，使得：

核心觀念

本題考查 SQL 的資料查詢、條件篩選與排序：

• SELECT：指定要顯示的欄位。
• FROM：指定資料來源資料表。
• WHERE：設定篩選條件；本題以成績不低於 60 分為及格標準。
• ORDER BY ... DESC：依指定欄位由大到小排序。

解題方法

先從「學生資料表」選取姓名、學號、課程代碼及成績，再以 WHERE 成績 >= 60 篩出及格學生，最後以 ORDER BY 成績 DESC 將成績由高至低排列。

SELECT 姓名, 學號, 課程代碼, 成績
FROM 學生資料表
WHERE 成績 >= 60
ORDER BY 成績 DESC;

依條件逐筆篩選：

• 陳一：84 分，及格。
• 王二：68 分，及格。
• 張三：59 分，不及格，排除。
• 李四：69 分，及格。
• 何五：73 分，及格。
• 黃六：61 分，及格。

將及格資料按成績遞減排序，結果如下：