114 關務特考四等 資訊處理(選試英文)科別 計算機概要 考古題詳解

114 年・關務特考・四等・資訊處理(選試英文)科別
試題代碼 計算機概要

第 1 題2 分

下列何種記憶體技術因為存取速度快,最適合用來設計微處理器中的快取記憶體,如:L1 Cache?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考記憶體的速度與用途。微處理器中的快取記憶體(Cache)用來暫存處理器常用的資料與指令,縮短處理器等待主記憶體的時間。L1 Cache 對存取速度要求高,因此常以速度快的靜態隨機存取記憶體(SRAM)設計。

SRAM 以正反器電路儲存資料,只要供電就能維持內容,不必像 DRAM 一樣定期更新資料;代價是每位元所需電路較多,成本較高、密度較低。

解題方法

先判斷題目問的是「適合處理器快取的記憶體技術」,再比較選項的存取速度與常見用途:SRAM 用於快取;DRAM 常作為主記憶體;快閃記憶體與磁碟則用於非揮發性儲存。符合快取需求的是 SRAM。

選項分析

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第 2 題2 分

有關多緒處理(multithreading)的敘述,下列何者錯誤?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考多緒處理的基本概念,包括執行緒與處理器資源的運用、執行緒切換時需保存的狀態,以及不同程序間的資料共享方式。

執行緒是程序中的執行單位。同一程序的多個執行緒通常共享該程序的記憶體空間與其他資源;不同程序則各自擁有受作業系統管理的位址空間。若不同程序要透過共享記憶體交換資料,通常須由作業系統建立或設定共享記憶體,並處理存取權限與同步等事項。

解題方法

逐一檢查選項是否符合上述概念。尤其注意「不同程序」與「同一程序」的差異:同一程序內的執行緒可共享程序資源;不同程序間則不能僅因為各自有執行緒,就直接共享記憶體而完全不需要作業系統支援。

選項分析

(A) 正確。 多緒處理讓多個執行緒共享處理器與相關資源。單一處理器可透過排程在不同執行緒間切換,使它們交替執行;實際上是否同時執行,則取決於處理器是否具備平行執行能力。

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第 3 題2 分

下列何種處理器的技術或架構,並未積極利用程式中的資料平行性(data parallelism)來提升程式效能?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考「資料平行性」及處理器如何利用它提升效能。資料平行性是指對多筆彼此獨立的資料執行相同或相似的運算,例如同時對一組陣列元素做加法。

  • 向量架構:一條指令可對一整組資料執行相同運算。
  • 多媒體延伸指令集:常以 SIMD(單一指令、多筆資料)方式,讓一條指令處理多個打包資料。
  • 超純量架構:利用多個執行單元,在同一個時脈週期中發出並執行多條彼此獨立的指令。
  • 純量架構:一般一次對一筆資料執行一個運算,不會積極利用多筆資料間的平行性。

解題方法

先看題幹問的是「未積極利用程式中的資料平行性」。向量架構與多媒體延伸指令集直接把相同運算套用到多筆資料;超純量架構則能從程式中找出可同時執行的獨立指令。相較之下,純量架構主要逐筆處理資料,因此符合題意。

選項分析

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第 4 題2 分

網路傳輸時,常以許多封包(packets)為傳輸單位。在 OSI 七層架構中,通常負責把封包依應有的順序重組的是哪一層的功能?

這一題的完整詳解

核心觀念

OSI 七層架構中,**傳輸層(Transport Layer)**負責端點到端點的資料傳輸控制。資料在網路中可能被切分成多個封包,傳輸層可利用序號等機制辨識資料順序,並在接收端依序重組;TCP 是具備可靠傳輸與排序能力的傳輸層協定。

解題方法

題目問的是「將收到的封包依應有順序重組」的功能。判斷關鍵在於這是端點之間的完整資料傳輸與排序,屬於傳輸層的工作。資料鏈結層處理的是相鄰網路節點間的訊框傳送,不負責跨端點的資料順序重組。

選項分析

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第 5 題2 分

編譯器需要維護函式(function)運行時的環境,而每個函式的環境都占用記憶體空間。下列哪一種資料結構,用來儲存管理被呼叫函式的環境(尤其多個函式運作時)?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考的是函式呼叫時,執行環境的配置與回收方式。函式的執行環境通常包含區域變數、參數、返回位址及暫存資料,會存放在執行時期堆疊(runtime stack)中的堆疊框架(stack frame)。

函式呼叫具有「後進先出」的特性:後呼叫的函式會先返回,因此適合用堆疊管理各函式的環境。

解題方法

判斷關鍵是函式呼叫與返回的先後順序。假設函式 main 呼叫 A,而 A 又呼叫 B,執行時會依序建立 main、A、B 的環境;返回時則先移除 B,再移除 A。這符合堆疊的後進先出(LIFO)原則,因此選堆疊。

選項分析

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第 6 題2 分

下列何者屬於特定用途(Ad-hoc)解決方案,而不是通用(general-purpose)方案?

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核心觀念

本題考「特定用途(Ad-hoc)解決方案」與「通用(general-purpose)方案」的差別。

通用方案可用於多種任務或情境;特定用途方案則是針對某一類問題或明確任務設計。深度學習模型通常以特定資料與目標任務訓練,解決指定問題,因此屬於特定用途方案。

解題方法

逐一判斷各選項的主要用途:若能支援多種不同工作,屬於通用方案;若依特定任務設計或訓練,則屬於特定用途方案。

選項分析

  • (A) SQL 查詢語言:錯誤。 SQL 是用來管理與查詢關聯式資料庫的通用語言,可處理各種資料庫查詢與操作,不是針對單一特定問題設計。
  • **(B) 個人電腦:錯誤。
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第 7 題2 分

若一個傳統硬碟(Hard Disk Drive)轉速為每分鐘 1000010000 轉,該傳統硬碟的平均延遲(Average Latency)為下列何者?

這一題的完整詳解

核心觀念

硬碟的平均延遲(Average Latency)是磁碟等待目標磁區轉到讀寫磁頭下方所需時間的平均值。由於磁碟片持續旋轉,平均等待時間為旋轉一周時間的一半。

解題方法

先求每分鐘 1000010000 轉換算成每秒的轉數:

1000060≈166.67 轉/秒\frac{10000}{60}\approx 166.67\text{ 轉/秒}

因此,旋轉一周所需時間為:

1166.67 秒≈0.006 秒=6 ms\frac{1}{166.67}\text{ 秒}\approx 0.006\text{ 秒}=6\text{ ms}

平均延遲是半圈的時間:

6 ms2=3 ms\frac{6\text{ ms}}{2}=3\text{ ms}

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第 8 題2 分

下列有關計算機記憶體的敘述,何者錯誤?

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核心觀念

本題考查記憶體的揮發性,以及 DRAM 與 SRAM 的特性差異。

  • 非揮發性記憶體:斷電後仍能保存資料,磁碟屬於此類。
  • 揮發性記憶體:通常須持續供電才能保存資料,主記憶體中的 DRAM、SRAM 都屬於此類。
  • DRAM 與 SRAM:SRAM 不需定期刷新,速度通常較快;DRAM 需要定期刷新,速度通常較慢,但成本較低、密度較高。

解題方法

逐一判斷敘述是否符合記憶體的基本定義。前三項描述非揮發性記憶體、主記憶體用途及揮發性記憶體的供電特性;第四項則比較 DRAM 和 SRAM 的存取速度。依一般計算機組織的特性,SRAM 通常比 DRAM 快,因此第四項錯誤。

選項分析

(A) 磁碟是一種非揮發性記憶體。— 正確

磁碟以磁性方式保存資料,斷電後資料仍可保留,因此屬於非揮發性儲存裝置。

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第 9 題2 分

標示為 32 GB32\text{ GB} 的記憶體,其容量為多少位元組(Bytes)?

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核心觀念

本題考記憶體容量單位的換算。依題目採用的容量表示法,1 GB=2301\text{ GB}=2^{30} Bytes,因此 32 GB32\text{ GB} 就是 3232 個 2302^{30} Bytes。

解題方法

將數值 3232 保留為係數,並乘上每 1 GB1\text{ GB} 所含的位元組數:

32 GB=32×230 Bytes32\text{ GB}=32\times 2^{30}\text{ Bytes}

因此選項 (A) 正確。

選項分析

  • (A) 32×23032\times 2^{30}:正確。 32 GB32\text{ GB} 換算為位元組,即 32×23032\times 2^{30} Bytes。
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第 10 題2 分

下列何者為十進位的 70.2570.25 轉換成八進位數值?

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核心觀念

將十進位數轉成八進位時,整數部分用「除以 8 取餘數」,由下往上排列;小數部分用「乘以 8 取整數位」,由上往下排列。

解題方法

先轉換整數部分 7070:

70÷8=8 餘 6,8÷8=1 餘 0,1÷8=0 餘 170 \div 8 = 8 \text{ 餘 } 6,\qquad 8 \div 8 = 1 \text{ 餘 } 0,\qquad 1 \div 8 = 0 \text{ 餘 } 1

將餘數由下往上讀,得 7010=106870_{10}=106_8。

再轉換小數部分 0.250.25:

0.25×8=2.00.25 \times 8 = 2.0

取整數部分 22,小數部分已為 00,所以小數部分的八進位表示為 .28.2_8。合併得:

70.2510=106.2870.25_{10}=106.2_8

選項分析

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第 11 題2 分

十進位整數 −35-35 用符號大小(sign-and-magnitude)表示法,其結果為何?

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核心觀念

符號大小表示法(sign-and-magnitude)將最高位元作為符號位元,其餘位元表示數值大小:

  • 符號位元為 00 表示正數,為 11 表示負數。
  • 其餘位元以一般二進位表示絕對值。

解題方法

先取 −35-35 的絕對值 3535,將其轉成 7 位元二進位:

35=32+2+1=(0100011)235=32+2+1=(0100011)_2

題目選項採 8 位元表示,因此在最左側加上符號位元。因為原數為負數,符號位元為 11:

−35⟶1 0100011=(10100011)2-35 \longrightarrow 1\,0100011=(10100011)_2

選項分析

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第 12 題2 分

表現複雜度時,下列哪一個希臘文符號能表現出既不高於、也不低於參數所對應的複雜度等級?

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核心觀念

本題考漸近複雜度符號的意義:

  • O(g(n))O(g(n)) 表示漸近上界,代表成長速度不高於 g(n)g(n) 的量級。
  • Ω(g(n))\Omega(g(n)) 表示漸近下界,代表成長速度不低於 g(n)g(n) 的量級。
  • Θ(g(n))\Theta(g(n)) 表示漸近緊確界,成長速度同時受 g(n)g(n) 的上界與下界限制,因此與 g(n)g(n) 同階。

解題方法

題目問「既不高於、也不低於參數所對應的複雜度等級」,也就是同時具有上界與下界。符合這項條件的是 Θ\Theta 記號:若 f(n)=Θ(g(n))f(n)=\Theta(g(n)),則存在正常數 c1,c2c_1,c_2 與 n0n_0,使得對所有 n≥n0n\ge n_0,

c1g(n)≤f(n)≤c2g(n)c_1g(n)\le f(n)\le c_2g(n)

因此 f(n)f(n) 與 g(n)g(n) 具有相同的漸近成長量級。

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第 13 題2 分

將兩組 1010 位元 2 的補數的數值 11001011011100101101 與 00101100110010110011 相加,其結果為十進位的:

這一題的完整詳解

核心觀念

1010 位元 2 的補數以最高位元作為符號位:最高位元為 00 表示非負數,為 11 表示負數。負數可用「位元反相後加 11」求其絕對值;1010 位元運算的結果則保留低 1010 位。

解題方法

第一組 11001011011100101101 的最高位元是 11,為負數。反相後為 00110100100011010010,再加 11 得:

0011010010+1=00110100112=179100011010010+1=0011010011_2=179_{10}

因此第一組代表 −179-179。

第二組 00101100110010110011 的最高位元是 00,為正數:

00101100112=128+32+16+2+1=179100010110011_2=128+32+16+2+1=179_{10}

兩數相加為:

−179+179=0-179+179=0

不過直接將題目所列的兩個位元串相加,也可得到:

1100101101+0010110011=11111000001100101101+0010110011=1111100000

結果最高位元為 11。反相後為 00000111110000011111,加 11 得 00001000002=320000100000_2=32,所以此 1010 位元結果代表 −32-32。

選項分析

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第 14 題2 分

某位元樣式(bit pattern)X=(10101101)X=(10101101),將 XX 取 2 的補數(2's complement)的結果為何?

這一題的完整詳解

核心觀念

二進位位元樣式取 2 的補數,常用方法是「逐位反相後加 11」:先將 00 變 11、11 變 00,再把結果加上 11。此題以 8 位元表示。

解題方法

原位元樣式為 1010110110101101。

先逐位反相:

10101101→0101001010101101 \rightarrow 01010010

再加 11:

01010010+1=0101001101010010 + 1 = 01010011

因此,XX 的 2 的補數為 0101001101010011。

選項分析

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第 15 題2 分

符號「≪\ll」代表將後方二進位數所有位元往左(高位元方向)移動一位(若有溢位則捨棄,最低位元自動為 00);XOR 為互斥。下列二進位表達式執行後的十進位正整數(不考慮負數)數字表現為何?

≪((011001)XOR⁡(≪(000100)))\ll\left((011001)\operatorname{XOR}\left(\ll(000100)\right)\right)

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考二進位左移與 XOR(互斥或)。左移一位時,每個位元向高位移一格,最低位補 00;XOR 逐位比較,兩位元不同時結果為 11,相同時結果為 00。

解題方法

由括號由內而外計算:

  1. 先計算 ≪(000100)\ll(000100):

000100≪1=001000000100 \ll 1 = 001000

  1. 將結果與 011001011001 做 XOR:
011001XOR⁡ 001000010001\begin{array}{r} 011001\\ \operatorname{XOR}\ 001000\\ \hline 010001 \end{array}
  1. 再將 XOR 結果左移一位:

010001≪1=100010010001 \ll 1 = 100010

二進位 100010100010 換算為十進位:

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第 16 題2 分

布林函數 A+CA+C 可由下列哪一個運算式化簡而得?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考布林代數的基本運算與化簡。布林變數只有 00、11 兩種值;++ 表示 OR(或),相乘表示 AND(且),且 X+X=XX+X=X、XX=XXX=X。要判斷選項是否等於 A+CA+C,可用布林代數化簡,或代入變數值驗算。

解題方法

選項(B)為 AC+BC+BCAC+BC+BC。利用冪等律 X+X=XX+X=X,先合併重複項:

AC+BC+BC=AC+BCAC+BC+BC=AC+BC

再提出公因數 CC:

AC+BC=C(A+B)AC+BC=C(A+B)

這個式子並不等於 A+CA+C:例如 A=1、C=0A=1、C=0 時,A+C=1A+C=1,但 AC+BC=0AC+BC=0。因此,(B)依照題目所列式子,無法化簡為 A+CA+C。

逐一檢查其餘選項,也沒有一項等於 A+CA+C。例如 A=1、C=0A=1、C=0 時,正確結果應為 11;選項(A)、(B)、(C)代入後皆為 00。選項(D)代入後為 11,但再取 A=0、C=0、B=1A=0、C=0、B=1,其值為 11,而 A+C=0A+C=0,故(D)也不相等。

選項分析

  • (A)AB+BC+ABCAB+BC+ABC:錯誤。 令 A=1、C=0A=1、C=0,原式為 00,但 A+C=1A+C=1。
  • **(B)AC+BC+BCAC+BC+BC:依題面為錯誤。
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第 17 題2 分

如圖所示是兩個正緣觸發(positive-edge triggered)T 正反器(flip-flop)所組成之循序(sequential)邏輯電路,關於這個電路的敘述,下列何者正確?

(原卷含有兩個正緣觸發 T 正反器組成之循序邏輯電路圖。)

🖼️ 本題原卷含圖表。基於試題來源之版權考量,本站不轉載原卷影像; 題目文字已完整轉錄,圖表請自行參閱考選部公告之試題原檔。
這一題的完整詳解

核心觀念

本題考查:

  1. T 正反器的動作特性
  • T=0T=0:保持原狀
  • T=1T=1:輸出翻轉,即 Q+=Q‾Q^{+}=\overline{Q}
  1. 同步與非同步計數器的判斷
  • 所有正反器接收同一個時脈:同步計數器
  • 後級正反器的時脈由前級輸出提供:非同步計數器
  1. 二位元計數器的模數
  • 兩個正反器共有 22=42^2=4 種狀態,因此為模數 44 計數器。

解題方法

由圖可判斷:

  • 第一個 T 正反器的 TT 輸入接至邏輯 11,因此每次正緣時脈都會翻轉。
  • 第二個 T 正反器的 TT 輸入接第一個正反器的 QQ 輸出。
  • 兩個正反器的 CK 均接至同一條 clock,因此兩者都在同一個時脈正緣動作。

設第一級輸出為 Q0Q_0,第二級輸出為 Q1Q_1,並以 Q1Q0Q_1Q_0 表示計數值。

每次正緣時脈的狀態如下:

時脈次數Q1Q_1Q0Q_0Q1Q0Q_1Q_0
初始0000
第 1 次0101
第 2 次1010
第 3 次1111
第 4 次0000

其中:

  • Q0Q_0 每次都翻轉。
  • Q1Q_1 只有在原本的 Q0=1Q_0=1 時才翻轉。
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第 18 題2 分

下列哪一個是布林(Boolean)表示式 F=ω⋅x⋅(z+y⋅z)+x⋅(ω+ω⋅y⋅z)F=\omega\cdot x\cdot(z+y\cdot z)+x\cdot(\omega+\omega\cdot y\cdot z) 化簡出來的結果?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考布林代數的基本定律,包括:

  • 吸收律:a+a⋅b=aa+a\cdot b=a。
  • 冪等律:a⋅a=aa\cdot a=a。
  • 分配律:a⋅(b+c)=a⋅b+a⋅ca\cdot(b+c)=a\cdot b+a\cdot c。

布林代數中的「++」代表 OR,「⋅\cdot」代表 AND。

解題方法

原式為:

F=ω⋅x⋅(z+y⋅z)+x⋅(ω+ω⋅y⋅z)F=\omega\cdot x\cdot(z+y\cdot z)+x\cdot(\omega+\omega\cdot y\cdot z)

先化簡第一項括號。由吸收律 z+y⋅z=zz+y\cdot z=z,得:

ω⋅x⋅(z+y⋅z)=ω⋅x⋅z\omega\cdot x\cdot(z+y\cdot z)=\omega\cdot x\cdot z

再化簡第二項括號。由吸收律 ω+ω⋅y⋅z=ω\omega+\omega\cdot y\cdot z=\omega,得:

x⋅(ω+ω⋅y⋅z)=x⋅ω=ω⋅xx\cdot(\omega+\omega\cdot y\cdot z)=x\cdot\omega=\omega\cdot x

因此:

F=ω⋅x⋅z+ω⋅xF=\omega\cdot x\cdot z+\omega\cdot x
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第 19 題2 分

88 位元資料附加 11 奇同位元(odd parity checking bit)用於錯誤檢測,下列何者會產生錯誤?

這一題的完整詳解

核心觀念

奇同位元(odd parity)要求「8 位元資料加上 1 個同位元」後,整組 9 位元中 11 的總數為奇數。接收端檢查總數是否為奇數:若為偶數,即判定發生錯誤。

解題方法

逐一計算每個選項中 11 的個數:

  • (A) 010101010:共有 44 個 11,是偶數,不符合奇同位元,會產生錯誤。
  • (B) 011010011:共有 55 個 11,是奇數,符合奇同位元。
  • (C) 111000000:共有 33 個 11,是奇數,符合奇同位元。
  • (D) 110110111:共有 77 個 11,是奇數,符合奇同位元。
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第 20 題2 分

若執行下列的 Python 程式碼,則螢幕上的輸出結果為何?

sum = 0

for i in range(1,111, 11):

if($i \mathbin{\%} 2$) != 0:

    sum = sum + i

else:

    pass

print(sum)

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考查 Python 的 range、取餘數運算子 %,以及條件判斷與累加。

  • range(1, 11) 會依序產生 11 到 1010,不包含結束值 1111。
  • i % 2 != 0 用來判斷 ii 是否為奇數:除以 22 的餘數不為 00 即為奇數。
  • 程式只將奇數加進 sum;偶數執行 pass,不改變累加結果。

解題方法

依序檢查 11 至 1010。其中奇數 1、3、5、7、91、3、5、7、9 符合條件,因此:

sum=1+3+5+7+9=25\text{sum}=1+3+5+7+9=25

最後 print(sum) 輸出 25。

選項分析

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第 21 題2 分

下列何者是計算機中使用的語言,它與人類語言相似且易於理解?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考查程式語言的分類,以及各類語言與人類語言的相似程度。機器語言由二進位指令組成,最接近電腦硬體;組合語言以助記符號表示指令;高階語言則使用較接近人類表達方式的語法,較容易閱讀與撰寫。

解題方法

題幹的關鍵是「與人類語言相似且易於理解」。依語言抽象程度由低至高判斷:

機器語言 → 組合語言 → 高階語言

越接近高階語言,越不必直接處理硬體指令細節,也越容易由人閱讀理解。因此選擇高階語言。

選項分析

  • (A) 機器語言(machine language):以二進位指令表示,能直接由處理器執行,但不易閱讀與撰寫,與人類語言差異最大,錯誤。
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第 22 題2 分

若使用插入排序法(Insertion Sort)對 nn 個數字由小到大進行排序,則在最差的情況下(Worst Case),時間複雜度為何?

這一題的完整詳解

核心觀念

插入排序法(Insertion Sort)由左至右逐一處理數字,將目前的數字插入前面已排序的部分。分析時間複雜度時,要計算最差情況下各輪需要比較、移動多少次。

解題方法

最差情況是數字由大到小排列,但題目要求由小到大排序。每一輪取出的數字都必須一路向前移動,才能插入已排序區段的最前端。

第 kk 輪最多需要檢查並移動約 kk 個元素,因此總操作次數為:

1+2+3+⋯+(n−1)=n(n−1)21+2+3+\cdots +(n-1) =\frac{n(n-1)}{2}

最高次項為 n2n^2,所以最差時間複雜度為 O(n2)O(n^2)。

選項分析

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第 23 題2 分

UNIX 或 Linux 作業系統在帳號登入密碼驗證時,會使用到一個稱為 salt 的數值。關於 salt 的敘述,下列何者錯誤?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考查密碼雜湊與 salt(鹽值) 的用途。系統在計算密碼雜湊時,會把 salt 與密碼一併作為輸入,例如:

H=Hash⁡(salt ∥ password)H = \operatorname{Hash}(\text{salt} \,\|\, \text{password})

salt 通常是隨機產生、與密碼雜湊值一同儲存的公開資料。它不必保密,主要作用是讓相同密碼產生不同雜湊值,並使攻擊者難以預先計算彩虹表或重複利用大量預先計算的結果。

解題方法

判斷各選項是否符合 salt 的功能即可。salt 的設計目標是增加離線破解成本,而不是加速正常登入驗證。登入時,系統仍須依照儲存的 salt 與輸入密碼計算雜湊,再比對結果;salt 不會縮短這項驗證流程。

選項分析

(A) 可以增加駭客破解密碼需要的時間。正確。 每個帳號使用不同 salt,可使攻擊者難以用同一份預先計算的雜湊表攻擊多個帳號;

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第 24 題2 分

在 3232-bit 定址的架構下使用分頁式(paging)記憶體管理,若一個分頁的大小為 40964096 bytes,則一個十六進位邏輯位址(logical address)0xAAB13CEF0x\mathrm{AAB13CEF} 的分頁號碼(page number)為下列何者?

這一題的完整詳解

核心觀念

分頁式記憶體管理會把邏輯位址分成「分頁號碼」與「頁內位移」。分頁大小為 40964096 bytes,而 4096=2124096=2^{12},所以頁內位移占 1212 個位元;其餘高位元就是分頁號碼。

解題方法

3232-bit 位址共有 3232 個位元。扣除 1212 個頁內位移位元,分頁號碼占 32−12=2032-12=20 個位元。

每個十六進位數字代表 44 個位元,因此分頁號碼占 20/4=520/4=5 個十六進位數字。將位址 0xAAB13CEF0x\mathrm{AAB13CEF} 的低 33 個十六進位數字視為頁內位移,剩餘高位數字即為分頁號碼:

AAB13⏟分頁號碼CEF⏟頁內位移\underbrace{\mathrm{AAB13}}_{\text{分頁號碼}} \underbrace{\mathrm{CEF}}_{\text{頁內位移}}

因此分頁號碼為 0xAAB130x\mathrm{AAB13}。

選項分析

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第 25 題2 分

哪一種 CPU 排程演算法(CPU scheduling)可以對一組程序(process)產生最短的平均等待時間(waiting time)?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考 CPU 排程演算法與平均等待時間。程序的等待時間是程序在就緒佇列中等待 CPU 的總時間;一組程序的平均等待時間為各程序等待時間總和除以程序數。

在所有程序的 CPU 執行時間已知、且不考慮程序中途到達等額外限制時,最短工作先做(Shortest-Job-First, SJF)排程可產生最短的平均等待時間。

解題方法

比較各程序執行時間的長短,先安排執行時間較短的程序,可減少它們在佇列中等待的時間;較長的程序留到後面,避免許多短程序都因長程序先執行而增加等待時間。

以三個程序的執行時間 P1=6P_1=6、P2=2P_2=2、P3=4P_3=4 為例:

  • 依 SJF 排序:P2→P3→P1P_2 \rightarrow P_3 \rightarrow P_1
  • 等待時間分別為 00、22、2+4=62+4=6
  • 平均等待時間為 0+2+63=83\frac{0+2+6}{3}=\frac{8}{3}
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第 26 題2 分

有關啟發式搜尋演算法(heuristic search algorithm)的敘述,下列何者最為適合?

這一題的完整詳解

核心觀念

啟發式搜尋演算法(heuristic search algorithm)會利用「啟發式函數」或估算資訊,評估目前搜尋狀態與目標的接近程度,據此決定優先探索的方向,讓搜尋更有效率。它通常用於狀態空間很大、無法逐一窮舉的問題;是否能找到最佳解,則取決於演算法與估算函數的性質。

解題方法

判斷關鍵在於辨認「啟發式搜尋」的核心:利用估算函式引導搜尋。符合這個定義的是選項(B)。搜尋目標不是靠「猜中」而直接完成,而是以估算結果選擇較有希望的搜尋方向。

選項分析

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第 27 題2 分

在使用分頁式(paging)記憶體管理的作業系統中,若轉譯後備緩衝區(translation look-aside buffer, TLB)的命中率(hit ratio)為 99%99\%、存取一次分頁表(page table)費時 20 ns20\text{ ns}、當 TLB 命中時存取一次記憶體資料費時 20 ns20\text{ ns}。該系統的有效記憶體存取時間(effective memory-access time)為何?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考分頁式記憶體管理中,轉譯後備緩衝區(TLB)的命中率與有效記憶體存取時間(EAT)。TLB 命中時可直接取得頁框位置,再存取一次資料;TLB 未命中時,須先存取分頁表,再存取資料。

解題方法

命中率為 h=0.99h=0.99,未命中率為 1−h=0.011-h=0.01。依題目所給的計時方式:

  • TLB 命中:存取一次記憶體資料,耗時 20 ns20\text{ ns}。
  • TLB 未命中:存取分頁表耗時 20 ns20\text{ ns},再存取資料耗時 20 ns20\text{ ns},合計 40 ns40\text{ ns}。

因此有效存取時間為:

EAT=h×20+(1−h)×(20+20)=0.99×20+0.01×40=19.8+0.4=20.2 ns\begin{aligned} \text{EAT} &=h\times 20+(1-h)\times(20+20)\\ &=0.99\times20+0.01\times40\\ &=19.8+0.4\\ &=20.2\text{ ns} \end{aligned}

選項分析

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第 28 題2 分

若執行下列的 Java 程式碼,則螢幕上的輸出結果為何?

public class ArrayTest{ public static void main(String[] args){ int[][] intArray = {{1, 2, 3, 4}, {5, 6, 7, 8}}; for(int i=0; i<intArray.length; i++){ for(int j=intArray[i].length; j>0; j--){ if (j<=2){ continue; } else { System.out.println(intArray[i][intArray[i].length-j]); } } } } }

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考查二維陣列的索引、length 屬性,以及 continue 對迴圈執行流程的影響。

intArray.length 是外層陣列的列數,本題為 22;intArray[i].length 是第 ii 列的元素數,本題每列皆為 44。陣列索引從 00 開始,因此 intArray[i][intArray[i].length-j] 會依照目前的 j 值取出指定元素。

解題方法

外層迴圈依序處理兩列:i=0、i=1。每列的內層迴圈都讓 j 由 44 遞減至 11。

當 j<=2 時,執行 continue,直接跳到下一次內層迴圈,不會輸出。因此只有 j=4 和 j=3 會執行 println。

  • 第一列 {1, 2, 3, 4}:

  • j=4:索引為 4−4=04-4=0,輸出 1。

  • j=3:索引為 4−3=14-3=1,輸出 2。

  • j=2、j=1:符合 j<=2,略過。

  • 第二列 {5, 6, 7, 8}:

  • j=4:索引為 4−4=04-4=0,輸出 5。

  • j=3:索引為 4−3=14-3=1,輸出 6。

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第 29 題2 分

每個程序內可以有一個或一個以上的執行緒(thread),下列何者為每個執行緒必須個別擁有?

這一題的完整詳解

核心觀念

程序(process)是資源分配與執行的單位;執行緒(thread)則是程序內的執行單位。同一程序中的執行緒會共享程序的程式碼、資料段,以及程序所持有的資源;但每個執行緒都要有自己的堆疊空間,用來保存函式呼叫、區域變數及返回位置等執行狀態。

解題方法

辨別「程序共享」與「執行緒個別擁有」即可:程式碼、資料與程序資源屬於程序範圍,供同一程序內的執行緒共享;堆疊則保存各執行緒自己的呼叫歷程與區域資料,必須分別配置。因此,符合題意的是堆疊空間。

選項分析

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第 30 題2 分

下列 C 語言程式的輸出為何?

#include <stdio.h> int main(void) { int a[10] = {1, 2, 3, 4, 5}; int *p, *q, i, sum = 0; p = &a[1]; q = &a[9]; for (; q + 3 > p;) *(q--) = *(p++) * 2; for (i = 1; i <= 8; i++) sum = sum + a[i]; printf("%d\n", sum); return(0); }

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考查 C 語言陣列與指標的位移、後置遞增運算,以及 for 迴圈條件的判斷。p++、q-- 會先使用指標目前指向的位置,再將指標移至下一個或前一個陣列元素。

陣列未明確指定的元素會初始化為 0,因此 a[5] 到 a[9] 起初皆為 0。迴圈條件 q + 3 > p 比較的是兩個指向同一陣列的指標位置。

解題方法

初始時,p = &a[1]、q = &a[9]。每次迴圈先執行 a[q 的索引] = a[p 的索引] × 2,再讓 q 減少一格、p 增加一格。

執行次數執行前的 p、q執行的指定執行後的 p、q
1a[1]、a[9]a[9] = a[1] × 2 = 4a[2]、a[8]
2a[2]、a[8]a[8] = a[2] × 2 = 6a[3]、a[7]
3a[3]、a[7]a[7] = a[3] × 2 = 8a[4]、a[6]
4a[4]、a[6]a[6] = a[4] × 2 = 10a[5]、a[5]
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第 31 題2 分

資料庫用來儲存某些應用所需之資料,在一個資料庫的階層概念中,此資料庫是由何者整合而成?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考查資料的階層結構。傳統檔案處理與資料庫的基本階層可表示為:

資料庫→檔案→記錄→欄位→字元\text{資料庫} \rightarrow \text{檔案} \rightarrow \text{記錄} \rightarrow \text{欄位} \rightarrow \text{字元}

由下而上看,字元組成欄位,欄位組成記錄,記錄組成檔案,而多個相關檔案整合後形成資料庫。

解題方法

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第 32 題2 分

下列何者不是一般所稱大數據(Big Data)之 3V 特性?

這一題的完整詳解

核心觀念

大數據(Big Data)的「3V」是描述資料規模與處理特性的三項指標:

  • Volume(資料量):資料的規模龐大。
  • Velocity(速度):資料產生、傳輸及處理的速度快。
  • Variety(多樣性):資料型態多元,例如結構化、半結構化及非結構化資料。

**Value(價值)**常被列為大數據的延伸特性,例如「4V」中的一項,但不是一般所稱的 3V。

解題方法

辨認 3V 的英文名稱即可:Volume、Velocity、Variety。選項中的 Value 不在這三項之中,因此符合題目所問的「不是」。

選項分析

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第 33 題2 分

通道數目代表圖像中需要幾種不同資訊以儲存一個像素(pixel),灰階圖像與 CMYK 圖像的通道數目分別為何?

這一題的完整詳解

核心觀念

影像的「通道」是儲存每個像素不同類型資訊的分量數。灰階影像以一個亮度值表示像素明暗,因此有 11 個通道;CMYK 以青色(Cyan)、洋紅色(Magenta)、黃色(Yellow)及黑色(Key/Black)四個分量表示顏色,因此有 44 個通道。

解題方法

辨認兩種影像的表示方式,再計算各自需要的分量數:

  • 灰階影像:每個像素只記錄亮度,通道數為 11。
  • CMYK 影像:每個像素分別記錄 C、M、Y、K 的資訊,通道數為 44。

因此組合為「灰階 11 個通道、CMYK 44 個通道」,選項 (B)。

選項分析

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第 34 題2 分

有關串流媒體的敘述,下列何者錯誤?

這一題的完整詳解

核心觀念

串流媒體是將影音資料分段傳送,接收端一邊接收、一邊播放,不必先把完整影音檔案下載到本機。播放品質會受到網路頻寬、穩定度與延遲影響;串流內容通常也需要網路連線。

解題方法

判斷各選項是否符合串流媒體的特性。特別留意「都可以」這類絕對說法:影音檔案能否串流傳播,還要看檔案格式、編碼方式及串流服務是否支援,不能一概而論。

選項分析

  • (A) 正確。 串流播放仰賴資料持續傳輸;網路速度不足或連線不穩,容易造成緩衝、畫面停頓或音訊中斷,因此較易受網路品質影響。
  • (B) 錯誤。 傳統影音媒體的檔案並非「都可以」直接以串流方式傳播。
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第 35 題2 分

下圖為將 2×22\times 2 圖像放大至 3×33\times 3 圖像之示意圖,圖中數值為每個像素(pixel)的灰階值,且圖中每個像素距離等長。若使用雙線性插值(Bilinear interpolation)進行放大,像素 xx 值為多少?

(原卷含有 2×22\times 2 圖像放大至 3×33\times 3 圖像的示意圖及像素灰階值;文字層未擷取圖中數值。)

🖼️ 本題原卷含圖表。基於試題來源之版權考量,本站不轉載原卷影像; 題目文字已完整轉錄,圖表請自行參閱考選部公告之試題原檔。
這一題的完整詳解

核心觀念

本題考查影像放大中的雙線性插值(Bilinear interpolation)。當目標像素位於原始四個像素的正中央時,其灰階值為四個鄰近像素灰階值的加權平均;因為距離相等,所以四個權重皆為 14\frac{1}{4}。

原始 2×22\times2 圖像灰階值為:

  • 左上:4848
  • 右上:1212
  • 左下:2424
  • 右下:00

解題方法

放大為 3×33\times3 後,中央像素 xx 位於原始四個角落像素的正中央,與四個像素的距離相同。因此:

x=48+12+24+04x=\frac{48+12+24+0}{4} x=844=21x=\frac{84}{4}=21

因此中央像素的灰階值為 2121。

選項分析

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第 36 題2 分

點陣字(bitmap-fonts)是以矩陣表示的格式,其中每個點非黑即白。給定一字體(font)只包含大小寫英文字母,且採用 64×6464\times 64 的點陣字型,需要多少空間儲存該字體?

這一題的完整詳解

核心觀念

點陣字以固定大小的像素矩陣表示每個字元。本題每個像素只有黑、白兩種狀態,因此只需 11 位元儲存一個像素。大小寫英文字母共 26+26=5226+26=52 個字元。

解題方法

每個字元的點陣大小為 64×6464\times64,所以每個字元需要:

64×64×1=4096 位元=512 位元組64\times64\times1=4096\text{ 位元}=512\text{ 位元組}

整套字體包含 5252 個字元,所需空間為:

512×52=26,624 位元組512\times52=26{,}624\text{ 位元組}

以 1 KB=1024 位元組1\text{ KB}=1024\text{ 位元組} 換算:

26,624÷1024=26 KB26{,}624\div1024=26\text{ KB}

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第 37 題2 分

可見光之光譜範圍由紫至紅約落在 360 nm∼760 nm360\text{ nm}\sim 760\text{ nm} 之間,於此範圍內,那一種色光具有最大能量?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考光子的能量與光波頻率、波長之間的關係。光子能量為

E=hf=hcλE=hf=\frac{hc}{\lambda}

其中 EE 為能量、hh 為普朗克常數、ff 為頻率、cc 為光速、λ\lambda 為波長。由公式可知,在光速與普朗克常數固定時,波長越短,光子能量越大。

解題方法

可見光由紫光到紅光,波長大致由短至長排列。題目範圍約為 360 nm∼760 nm360\text{ nm}\sim760\text{ nm},因此在可見光中,愈靠近紫光端的色光能量愈大。選項所列顏色中,藍色的波長較短,能量高於綠、黃、橙色,因此依官方答案選藍色。

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第 38 題2 分

有關動畫多媒體的敘述,下列何者錯誤?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考動畫的基本原理、影格播放速率,以及二維與三維動畫的差異。動畫通常以一定速率連續播放多張影格,利用人眼對快速變化影像的視覺整合,呈現連續動作。

影格速率通常以每秒影格數表示,單位為 FPS(frames per second),而不是 FPM(frames per minute)。

解題方法

先辨認選項中的動畫術語是否符合常見定義。動畫的播放速率以「每秒」播放多少影格衡量,因此檢查選項中的單位,即可找出錯誤敘述。

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第 39 題2 分

關於多媒體影像基礎之敘述,下列何者錯誤?

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核心觀念

本題考查數位影像的表示方式、像素、解析度與色彩深度。

  • 點陣式影像由像素(pixel)組成,放大時可能出現鋸齒或模糊。
  • 向量式影像以幾何圖形與數學描述記錄,縮放時通常不會失真。
  • 解析度描述單位長度或面積所包含的像素數,例如每英吋像素數(PPI)。
  • 色彩深度描述每個像素使用的位元數;位元數越多,通常可表示的色彩種類越多。

解題方法

逐項比對敘述中的影像術語定義。題目把「單位長度所包含的像素個數」稱為「深度」,但這是解析度的概念;「深度」指的是每個像素用多少位元表示色彩。因此錯誤選項為 (C)。

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第 40 題2 分

解析度是呈現影像與視訊細節的能力,視訊解析度越高代表所能呈現的視訊越清晰。下列何種視訊規格的解析度最高?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考視訊解析度規格的相對高低。解析度通常以畫面寬度與高度的像素數表示,像素數越多,能呈現的影像細節通常越多。

解題方法

比較各規格常見的像素尺寸:

  • HD:通常為 1280×7201280 \times 720,約 92 萬像素。
  • FHD:通常為 1920×10801920 \times 1080,約 207 萬像素。
  • QHD:通常為 2560×14402560 \times 1440,約 369 萬像素。
  • UHD:常見為 4K UHD,即 3840×21603840 \times 2160,約 829 萬像素。

依序比較可知,UHD 的解析度最高。

選項分析

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