114 關務特考三等 電機工程(選試英文)科別 計算機概論 考古題詳解

114 年・關務特考・三等・電機工程(選試英文)科別
試題代碼 計算機概論

第 一 題25 分

線上影音伺服器傳送一分鐘的影音串流資料(Streaming data),每秒有 8000 樣本,每一樣本有 24 位元。

(一) 該影音串流每一樣本資料有多少個準位(Levels)(計算完整結果)?(10 分)

(二) 該影音串流數位化資訊需要多少 Mbits(計算至小數點後 2 位)?(15 分)

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核心觀念

每個樣本以 nn 個位元表示時,可表示的準位數為 2n2^n。資料總量則由「每秒樣本數 × 每個樣本的位元數 × 時間」計算。

本題每秒有 80008000 個樣本,每個樣本 2424 位元,串流時間為 11 分鐘,即 6060 秒。

解題方法

(一)每一樣本的準位數

每個樣本使用 2424 位元,因此可表示的準位數為:

224=16,777,2162^{24}=16{,}777{,}216

(二)一分鐘影音串流的數位資訊量

先計算每秒位元數:

8000 樣本秒×24 位元樣本=192,000 位元秒8000\ \frac{\text{樣本}}{\text{秒}} \times 24\ \frac{\text{位元}}{\text{樣本}} =192{,}000\ \frac{\text{位元}}{\text{秒}}
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第 二 題25 分

試回答下列問題:

(一) 若從 mm 個物件中,每次取出 kk 個物件之各種組合數為 c(m,k)c(m,k),寫出其遞迴演算法(Recursive Algorithm)的虛擬程式碼(Pseudo Codes)。(12 分)

(二) 若兩個整數的最大公因數為 gcd⁡(a,b)\gcd(a,b),寫出其遞迴演算法的虛擬程式碼。(13 分)

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核心觀念

本題考遞迴演算法:將問題縮小為規模較小的同類問題,並設定終止條件,使遞迴最終停止。

組合數 c(m,k)=(mk)c(m,k)=\binom{m}{k} 表示從 mm 個不同物件中選取 kk 個,不計排列順序。其遞迴關係為:

c(m,k)=c(m−1,k−1)+c(m−1,k)c(m,k)=c(m-1,k-1)+c(m-1,k)

這是因為可依某一指定物件是否入選分成兩類:入選時還需從其餘 m−1m-1 個物件選 k−1k-1 個;未入選時則從其餘物件選 kk 個。

最大公因數可用歐幾里得演算法,其核心性質為:

gcd⁡(a,b)=gcd⁡(b, a mod b),b≠0\gcd(a,b)=\gcd(b,\ a\bmod b), \qquad b\ne 0

解題方法

(一)組合數的遞迴演算法

當 k=0k=0 或 k=mk=m 時,只有一種選法,故 c(m,k)=1c(m,k)=1。其餘情況依上述遞迴關係,將問題拆成兩個較小的組合數。

FUNCTION C(m, k)
 IF k < 0 OR k > m THEN
 RETURN 0
 END IF

 IF k = 0 OR k = m THEN
 RETURN 1
 END IF

 RETURN C(m - 1, k - 1) + C(m - 1, k)
END FUNCTION

其中 k<0k<0 或 k>mk>m 的情形不屬於有效選取範圍,設定回傳 00 可使邊界處理完整。若題目只考有效範圍 0≤k≤m0\le k\le m,此檢查可省略。

(二)最大公因數的遞迴演算法

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第 三 題25 分

試條列、圖示和舉例,說明機器學習(Machine Learning)(15 分)與深度學習(Deep Learning)。(10 分)

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一、核心觀念

本題要說明機器學習與深度學習的定義、運作流程、常見方法及應用,並比較兩者的關係。深度學習是機器學習的一個分支;兩者皆藉由資料改善模型的預測或決策能力,但深度學習主要使用多層人工神經網路,自動學習較複雜的特徵表示。

二、機器學習(Machine Learning)

**定義:**機器學習是讓電腦從資料中找出規律,建立模型,並用模型對新資料進行預測或決策的方法。模型會依據訓練資料調整其參數,以降低預測誤差或提高任務表現。

典型流程:

蒐集資料→整理與前處理→選擇模型→訓練模型→評估與調整→預測新資料\text{蒐集資料} \rightarrow \text{整理與前處理} \rightarrow \text{選擇模型} \rightarrow \text{訓練模型} \rightarrow \text{評估與調整} \rightarrow \text{預測新資料}

常見的資料前處理包括處理缺漏值、正規化數值,以及將類別資料轉為模型可使用的表示方式。訓練後,應以未參與訓練的資料評估模型,檢查其對新資料的泛化能力。

常見學習方式:

學習方式說明例子
監督式學習使用含有正確答案標記的資料學習輸入與輸出的關係,常見任務為分類與迴歸。以已標記的郵件訓練垃圾郵件分類器;依房屋坪數、屋齡預測房價。
非監督式學習使用沒有答案標記的資料,尋找資料中的群組或結構。依消費行為將顧客分群;以降維方法整理高維資料。
強化學習智慧體與環境互動,依行動所得的獎勵或懲罰,學習較佳的行動策略。訓練程式在遊戲中選擇行動,以累積較高分數。

常見機器學習模型包括線性迴歸、決策樹、支援向量機、kk 近鄰法及群集分析。模型成效除了取決於演算法,也會受到資料品質、特徵選擇及訓練方式影響。

三、深度學習(Deep Learning)

**定義:**深度學習是以多層人工神經網路為核心的機器學習方法。網路由多層神經元組成,各層將輸入轉換成更高階的特徵表示,並透過訓練調整權重與偏差,使模型輸出逐步符合目標。

神經網路概念圖:

輸入層 隱藏層(多層) 輸出層
特徵 x₁ ──┐
特徵 x₂ ──┼──→ [第 1 層] → [第 2 層] → … → [第 L 層] ──→ 預測結果 ŷ
特徵 x₃ ──┘

以影像辨識為例,神經網路前段可學習邊緣、線條等特徵,較後段可學習形狀或物件組合,最後輸出影像所屬類別。實際學到的特徵由資料與模型訓練決定。

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第 四 題25 分

試回答下列關於金融科技(FinTech, Financial Technology)問題:

(一) 條列說明何謂金融科技?(15 分)

(二) 舉例一種應用,並圖示說明之。(10 分)

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核心觀念

本題考查金融科技的定義、主要技術與服務型態,以及能否用流程圖說明一項實際應用。金融科技(FinTech)是將資訊與通訊科技應用於金融服務,使金融產品、服務流程或營運模式更有效率、更便利,並可能改善成本、可及性與風險管理。

回答「何謂金融科技」時,宜從「科技應用、金融服務、產生的效益」三個角度作答。常見技術包括:

  • 行動網路與雲端運算:支援行動金融服務及彈性運算資源。
  • 大數據與人工智慧:用於客戶分析、信用評估、詐欺偵測及投資建議。
  • 區塊鏈與分散式帳本:支援交易紀錄共享、追蹤與驗證。
  • 密碼學與生物辨識:用於身分驗證、資料保護及交易安全。
  • API 與平台服務:讓金融機構與外部服務在授權下交換資料或串接功能。

金融科技的應用涵蓋數位支付、網路銀行、線上借貸、保險科技、機器人理財、監理科技等。科技本身不等於金融科技;須與金融產品或服務結合,才符合本題所問。

解題方法

第一小題採「定義+特性+技術+應用」條列作答,讓閱卷者能清楚辨識金融科技的範圍。第二小題選擇流程明確、容易圖示的行動支付,依序呈現付款人、商家、支付服務業者與銀行間的驗證及清算流程。

(一)何謂金融科技?

金融科技是運用資訊科技、通訊科技及數位創新,提供或改善金融商品與服務,並改變金融服務的交付方式、作業流程或商業模式。其主要目的包括提升服務效率與便利性、降低交易成本、擴大金融服務可及性,以及強化資料分析與風險管理。

可分點說明如下:

  1. 以科技支援金融服務:運用網路、行動裝置、雲端、大數據、人工智慧、區塊鏈及密碼技術等,處理金融交易或提供金融服務。
  2. 改變服務管道與流程:客戶可透過網路或行動裝置完成開戶、付款、轉帳、借貸、投資及保險等作業,減少對臨櫃服務的依賴。
  3. 促進資料驅動的決策:利用交易資料與分析模型進行信用評估、商品推薦、風險控管及異常交易偵測。
  4. 提升效率並降低成本:自動化作業可縮短處理時間、減少人工程序,並降低服務提供者與使用者的交易成本。
  5. 擴大金融服務可及性:透過數位管道服務偏遠地區、較少使用傳統金融服務的族群,或提供更符合個人需求的服務。
  6. 帶來安全與治理要求:金融科技涉及個人資料、身分驗證、資安、交易安全及模型風險,須兼顧使用者權益與風險管理。
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