113 關務特考三等 電機工程(選試英文) 計算機概論 考古題詳解

113 年・關務特考・三等・電機工程(選試英文)
試題代碼 計算機概論

第 一 題25 分

IEEE 為浮點數定義單精度與雙精度表示法的標準。

(一) 寫出單精度的浮點數表示法。(10 分)

(二) 使用 IEEE Excess-127 表示指數的偏移值,寫出 −451.625-451.625 的單精度二進位浮點數表示法。(15 分)

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核心觀念

IEEE 754 單精度浮點數共 32 位元,分為三個欄位:

欄位位元數說明
符號位元 SS100 代表正數,11 代表負數
指數欄位 EE8採 Excess-127(偏移 127)表示法
小數欄位 FF23儲存正規化後有效數字的小數部分

對正規化的有限值,其數值為

(−1)S×(1.F)2×2E−127(-1)^S \times (1.F)_2 \times 2^{E-127}

其中 (1.F)2(1.F)_2 的最高位 11 為隱含位元,不另外儲存。

解題方法

先將 451.625451.625 轉成二進位,再正規化為 1.xxxx×2n1.xxxx \times 2^n。接著依序求出符號位元、偏移後指數與小數欄位,最後補足至各欄位規定的位數。

451.625451.625 轉成二進位

整數部分用除以 2 取餘數:

45110=1110000112451_{10}=111000011_2

小數部分用乘以 2 取整數位:

0.625×2=1.25⇒10.625\times 2=1.25 \quad\Rightarrow\quad 1 0.25×2=0.5⇒00.25\times 2=0.5 \quad\Rightarrow\quad 0 0.5×2=1.0⇒10.5\times 2=1.0 \quad\Rightarrow\quad 1

因此:

451.62510=111000011.1012451.625_{10}=111000011.101_2

正規化並決定各欄位

將二進位小數點左移 8 位,得到:

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第 二 題25 分

網際網路通訊協定 IPv4 與 IPv6(Internet Protocol,IP),使用位址來交換網路封包。

(一) 各寫出可表示位址的總數量。(10 分)

(二) 各寫出一個 IPv4 與 IPv6 的位址。(15 分)

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核心觀念

IPv4 與 IPv6 的位址總數取決於位址欄位的位元數。每個位元有 00、11 兩種取值,因此若位址長度為 nn 位元,可表示的位址總數為:

2n2^n

IPv4 位址長度為 3232 位元;IPv6 位址長度為 128128 位元。

解題方法

(一)計算位址總數:

  • IPv4:由 3232 個位元組成,每個位元有 22 種可能,因此總數為
232=4,294,967,2962^{32}=4,294,967,296

即約 4.29×1094.29 \times 10^9 個位址。

  • IPv6:由 128128 個位元組成,因此總數為
2128=340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,4562^{128}=340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456

即約 3.40×10383.40 \times 10^{38} 個位址。

(二)各寫出一個位址:

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第 三 題25 分

關於 ISO/OSI 網路七層協定(7 Layers Protocol)。

(一) 圖示並寫出該協定架構的中文與英文層級名稱,並簡述各層級相關功能。(21 分)

(二) SSL(Secure Sockets Layer)安全通訊協定層的運作,主要在哪兩個層級間處理?(4 分)

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核心觀念

本題考查 ISO/OSI(Open Systems Interconnection)開放系統互連參考模型的七層架構、各層主要功能,以及 SSL 在協定堆疊中的位置。由下而上依序為實體層、資料連結層、網路層、傳輸層、會議層、表達層與應用層。

OSI 是協定與網路功能的參考模型;實際網路協定不一定逐層與 OSI 一一對應。回答各層功能時,掌握資料傳輸由下而上的脈絡即可:位元傳送、區域鏈路傳遞、跨網路路由、端點間傳輸,再到會議管理、資料表示及應用服務。

解題方法

先依 OSI 七層的標準順序列出中英文名稱,再以每層最具代表性的功能作簡述。第二小題則定位 SSL 在 TCP/IP 通訊堆疊中的位置:SSL 通常在應用層協定與傳輸層 TCP 之間提供安全服務。

(一)OSI 七層架構與功能

┌─────────────────────────────────────────┐
│ 第七層 應用層 Application Layer │
├─────────────────────────────────────────┤
│ 第六層 表達層 Presentation Layer │
├─────────────────────────────────────────┤
│ 第五層 會議層 Session Layer │
├─────────────────────────────────────────┤
│ 第四層 傳輸層 Transport Layer │
├─────────────────────────────────────────┤
│ 第三層 網路層 Network Layer │
├─────────────────────────────────────────┤
│ 第二層 資料連結層 Data Link Layer │
├─────────────────────────────────────────┤
│ 第一層 實體層 Physical Layer │
└─────────────────────────────────────────┘
層級中文與英文名稱主要功能
第七層應用層(Application Layer)提供網路應用程式使用的服務介面,例如檔案傳輸、電子郵件與網頁存取。常見應用層協定有 HTTP、FTP、SMTP、DNS。
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第 四 題25 分

下列是關於原始程式碼的轉譯與虛擬程式碼。

(一) 關於原始程式碼的轉譯程序(Translation Process),請依順序寫出該轉譯程序的步驟。(10 分)

可用項目如下:

a. 原始程式碼(Source Code)
b. 碼產生器(Code Generator)
c. 語意分析器(Semantic Analyzer)
d. 語法分析器(Syntax Analyzer)
e. 語彙分析器(Lexical Analyzer)
f. 目的程式檔(Object)

(二) 費氏數列(Fibonacci Sequence)常應用於科學與數學領域中。當 n=0n=0 時,Fib⁡(n)=0\operatorname{Fib}(n)=0;當 n=1n=1 時,Fib⁡(n)=0\operatorname{Fib}(n)=0;當 n>1n>1 時,Fib⁡(n)=Fib⁡(n−1)+Fib⁡(n−2)\operatorname{Fib}(n)=\operatorname{Fib}(n-1)+\operatorname{Fib}(n-2)。寫出其遞迴(Recursive)演算法的虛擬程式碼(Pseudo Codes)。(15 分)

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核心觀念

轉譯程序依序將原始程式碼轉換成目的程式。前端先辨識程式中的字詞、句法結構與語意,後端再產生目的程式檔。

解題方法

依各階段處理的內容排列:

  1. 原始程式碼(Source Code):輸入待轉譯的程式。
  2. 語彙分析器(Lexical Analyzer):將字元組成的程式切分為詞彙單元(token)。
  3. 語法分析器(Syntax Analyzer):依文法檢查 token 的排列,建立語法結構。
  4. 語意分析器(Semantic Analyzer):檢查程式的語意是否合理,例如型別與識別字使用是否符合規則。
  5. 碼產生器(Code Generator):依分析結果產生目的碼。
  6. 目的程式檔(Object):輸出轉譯後的目的程式。

因此,題目所列項目的順序為:

a→e→d→c→b→f\boxed{a \rightarrow e \rightarrow d \rightarrow c \rightarrow b \rightarrow f}

解題技巧

記憶順序可用「原始碼進入,先詞彙、再語法、後語意,接著產碼並輸出目的檔」。語彙分析處理 token;語法分析處理結構;語意分析處理意義,三者不可顛倒。

(二)費氏數列的遞迴虛擬程式碼

核心觀念

遞迴函式會呼叫自身,必須具備:

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