112 地方特考四等 資訊處理類科 計算機概要 考古題詳解

112 年・地方特考・四等・資訊處理類科
試題代碼 計算機概要

第 1 題2 分

一般而言,在常見的匯流排種類中,依傳輸速率排序,從最慢至最快的正確順序為何?

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核心觀念

本題考常見擴充匯流排的相對傳輸速率。一般概念上,ISA 為早期、低速匯流排;PCI 提供較高的傳輸能力;AGP 是為顯示卡設計的專用匯流排;PCIe 則採高速序列傳輸,具較高的擴充能力。

解題方法

依各匯流排的世代與用途排列:

  • ISA:早期匯流排,傳輸速率最低。
  • PCI:比 ISA 快,曾廣泛用於一般週邊裝置。
  • AGP:專為圖形加速設計,通常比傳統 PCI 快。
  • PCIe:較新的高速序列匯流排,整體傳輸能力最高。

因此,從最慢到最快為 ISA → PCI → AGP → PCIe,符合選項 D。

選項分析

  • (A) AGP、ISA、PCIe、PCI:錯誤。 把 AGP 排在 ISA 之前,也把 PCIe 排在 PCI 之前但最後又將 PCI 排得更慢,整體順序
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第 2 題2 分

關於 CISC 和 RISC 的比較,下列何者錯誤?

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核心觀念

本題比較 CISC(複雜指令集電腦)與 RISC(精簡指令集電腦)的指令設計取向。CISC 傾向提供數量較多、功能較複雜的指令;RISC 則採用較精簡、規則化的指令,常以較簡單的指令組合完成工作。兩者是不同的處理器設計理念,不能只憑「RISC 通常較快」就推論 CISC 已被淘汰。

解題方法

判斷各選項是否把兩種架構的差異說得過度絕對。RISC 的指令通常較精簡,執行效率常有優勢;但實際效能仍受處理器微架構、時脈、快取、編譯器與工作負載等因素影響。CISC 也仍在使用,因此凡是宣稱 CISC「已經不再使用」的選項,便是錯誤敘述。

選項分析

  • (A) 錯誤。 RISC 在許多情境下具有效能優勢,但這不表示 CISC 已停止使用。x86 等 CISC 指令集仍廣泛用於個人電腦與伺服器;而現代處理器也常在內部將複雜指令轉換為較簡單的微操作,以兼顧指令集相容性與執行效率。
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第 3 題2 分

關於雲端計算(Cloud Computing)之敘述,下列何者錯誤?

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核心觀念

本題考查雲端計算與霧計算的差異,以及雲端計算的服務模式與常見安全風險。

雲端計算透過網路提供共享的運算資源與服務,常見服務模式包括基礎設施即服務(IaaS)、平台即服務(PaaS)及軟體即服務(SaaS)。霧計算則將部分運算與資料處理移近網路邊緣,例如閘道器或終端裝置,以降低延遲並減少資料往返雲端的需求。

解題方法

先辨認各選項描述的概念,再以「資料主要在哪裡處理」區分雲端與霧計算:雲端計算以遠端雲端資料中心提供運算服務;霧計算較強調在靠近資料來源的網路邊緣處理資料。因此,把「在邊緣裝置處理資料」說成雲端計算的特色,便是錯誤敘述。

選項分析

(A) 是一種基於網路的運算方式:正確。 雲端計算透過網路存取遠端的運算、儲存與應用服務,使用者不必在本機端建置所有資源。

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第 4 題2 分

假設一個詐騙集團掌握一個銀行帳號,帳號中有 10,001 元,集團組織 30 個車手,約定在同一時間、在不同提款機,分別在此帳號內試圖提領 10,000 元。下列哪一個機制,可以防止所有車手一共提領 300,000 元?(但仍允許某一個 10,000 元提取成功)

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核心觀念

本題考「並行控制」(Concurrency control):多個交易同時存取並更新同一份資料時,須協調其執行順序,避免競爭條件造成資料不一致。提款交易應確保帳戶餘額檢查與扣款作為一個完整、不可被其他交易插入的操作。

解題方法

帳戶原有 10,00110{,}001 元,每位車手都要提領 10,00010{,}000 元。若系統只先讀取餘額、之後才各自扣款,多個提款交易可能同時讀到「餘額足夠」,因而都獲准提款;這是並行存取造成的競爭條件。

採用並行控制後,系統會協調這些交易,例如以鎖定或序列化方式處理:一筆提款成功並扣除 10,00010{,}000 元後,餘額剩下 11 元。其餘提款再檢查時,餘額不足,便會失敗。因此,最多只有一筆 10,00010{,}000 元提款成功,不能讓 30 人合計提領 300,000300{,}000 元。

選項分析

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第 5 題2 分

使用下列哪一種語言或指令集所撰寫的程式,在不同環境或平台,可能不需改寫或僅需極小幅度改寫就能執行?(即 platform independent)

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核心觀念

本題考查程式語言的跨平台性。不同平台可能使用不同的處理器與作業環境,直接對應特定硬體的程式,通常無法原封不動地移植。若程式透過共同的執行環境或虛擬機器執行,就較容易在不同平台上使用。

Java 程式通常先編譯成與特定處理器無關的位元組碼,再由各平台提供的 Java 虛擬機器(JVM)執行,因此具備跨平台特性,常以「一次編譯,到處執行」概括。

解題方法

判斷各選項是否為通用的程式語言或執行機制,並確認它是否依賴特定處理器架構或硬體環境。Java 透過 JVM 隔離了程式位元組碼與底層平台;其餘選項則是特定處理器的組合語言、韌體介面,或處理器設計分類,並非可跨平台執行的通用程式語言。

選項分析

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第 6 題2 分

鍵盤與滑鼠是協助使用者將訊息輸入到電腦的重要裝置,下列何者不是鍵盤與滑鼠用來連接至主機的介面?

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核心觀念

本題考查鍵盤、滑鼠等輸入裝置與電腦主機之間的連接介面。辨認時可看介面的用途:USB、PS/2 與 Bluetooth 都能用來連接輸入裝置;HDMI 則是影音傳輸介面,主要用於連接顯示器、電視或投影機。

解題方法

逐一判斷選項是否能作為鍵盤或滑鼠與主機之間的連接方式:

  • 能傳送鍵盤按鍵或滑鼠操作訊號的介面,符合題意。
  • 專為影音訊號傳輸的介面,不是鍵盤或滑鼠的連接介面。

選項分析

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第 7 題2 分

許多企業在公司內部建構網路附加儲存(NAS)裝置,提供大型的資料儲存空間,關於 NAS 的敘述,下列何者正確?

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核心觀念

NAS(Network Attached Storage,網路附加儲存)是透過網路提供檔案儲存與分享服務的設備。它通常具有處理器、記憶體、網路介面及儲存裝置,並執行作業系統或專用韌體,以管理硬碟、使用者權限與檔案服務。NAS 可採用 Linux 等作業系統。

解題方法

逐一判斷各選項是否符合 NAS 的功能與設備特性:NAS 的重點是透過網路提供儲存服務,並非特定 RAID 模式、硬體配置或可無限擴充的儲存設備。

選項分析

  • (A) 錯誤。 RAID 0 將資料分散寫入多顆硬碟,可提升效能與可用容量,但沒有冗餘保護;任一硬碟故障,都可能造成整組資料損毀。
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第 8 題2 分

在化簡布林函數 F=XYZ+XYZ+XZF=XYZ+XYZ+XZ 的過程中,主要會利用到下列哪種定律或定理?

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核心觀念

本題考布林代數化簡,特別是辨認分配律的使用。布林代數中,++ 表示 OR,乘積表示 AND。常用分配律包括:

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

以及

A(B+C)=AB+ACA(B+C)=AB+AC

解題方法

利用分配律,將 XZXZ 拆成 XYZ+XYZ′XYZ+XYZ',其中 Y′Y' 表示 YY 的反相:

F=XYZ+XYZ+XZ=XYZ+XYZ+XZ(Y+Y′)=XYZ+XYZ+XYZ+XYZ′=XYZ+XYZ′\begin{aligned} F&=XYZ+XYZ+XZ\\ &=XYZ+XYZ+XZ(Y+Y')\\ &=XYZ+XYZ+XYZ+XYZ'\\ &=XYZ+XYZ' \end{aligned}

最後一步使用布林代數的冪等律 A+A=AA+A=A,合併重複項。這個化簡過程的關鍵,是運用分配律把 XZXZ 展開成含有 YY 與 Y′Y' 的項,因此對應選項 (C)。

選項分析

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第 9 題2 分

十進位整數 61,若使用長度 8 個位元超 128 碼(excess-128)表示法,下列結果何者正確?

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核心觀念

超 128 碼(excess-128)是偏移表示法:將待表示的整數加上偏移量 128128,再把結果以 8 位元無號二進位表示。

解題方法

對十進位整數 6161 加上偏移量:

61+128=18961+128=189

將 189189 轉成二進位:

189=128+32+16+8+4+1=(10111101)2189=128+32+16+8+4+1=(10111101)_2

因此,6161 的 8 位元超 128 碼為 1011110110111101。

選項分析

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第 10 題2 分

下列何者使用的進位表示法錯誤?

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核心觀念

bb 進位制只能使用 00 到 b−1b-1 的數字。因此,二進位可用 0、10、1,三進位可用 0、1、20、1、2,八進位可用 00 至 77,十六進位可用 00 至 99 及 AA 至 FF。

解題方法

逐一檢查各數字是否小於該數字的底數;只要出現大於或等於底數的數字,該進位表示法便錯誤。

選項分析

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第 11 題2 分

整數 −5-5 以 2 補數(two’s complement)格式儲存於 4-bit 記憶體的內容為何?

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核心觀念

44-bit 二補數可表示的整數範圍是 −23-2^{3} 至 23−12^{3}-1,也就是 −8-8 至 77。負數的二補數表示法可由其正值的二進位表示逐位反相,再加 11 得到。

解題方法

先寫出 55 的 44-bit 二進位表示:

510=010125_{10}=0101_2

逐位反相得到 10101010,再加 11:

10102+12=101121010_2+1_2=1011_2

因此,−5-5 儲存於 44-bit 記憶體的內容為 10111011。

選項分析

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第 12 題2 分

下列二進位數字皆以 2 補數(two’s complement)表現,有關計算運算式後選擇十進位正確結果。

運算式:(101110)-(110110)=\text{____}?

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核心觀念

本題考二補數的解讀與減法運算。題目中的數字各有 6 位元,因此最左位是符號位;最高位為 11 表示負數。二補數負數的十進位值,可用「位元反相後加 11,再加上負號」求得。減法則可改寫成加上減數的二補數。

解題方法

先將兩個 6 位元數轉成十進位:

  • 101110101110 的最高位為 11,是負數。反相得 010001010001,加 11 得 0100102=1810010010_2=18_{10},所以 1011102=−18101110_2=-18。
  • 110110110110 的最高位為 11,是負數。反相得 001001001001,加 11 得 0010102=1010001010_2=10_{10},所以 1101102=−10110110_2=-10。

因此:

(101110)2−(110110)2=(−18)−(−10)=−8(101110)_2-(110110)_2=(-18)-(-10)=-8

也可用定寬二補數直接運算。110110110110 的二補數是 001010001010,所以:

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第 13 題2 分

布林函數 F(A,B,C,D)=Σm(0,1,2,8,9,10,11)F(A,B,C,D)=\Sigma m(0,1,2,8,9,10,11),將 FF 進行卡諾圖(Karnaugh Map)化簡後,其結果為:

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核心觀念

卡諾圖利用相鄰最小項合併,將布林函數化為較簡單的乘積項之和(SOP)。每次合併 2n2^n 個相鄰的 11,可消去 nn 個變數;卡諾圖的左右邊界也視為相鄰。

本題以變數順序 A,B,C,DA,B,C,D 編號最小項,例如 m0=0000m_0=0000、m10=1010m_{10}=1010。

解題方法

依照最小項將 m(0,1,2,8,9,10,11)m(0,1,2,8,9,10,11) 填入卡諾圖。觀察可合併的相鄰格:

  • m0,m1,m8,m9m_0,m_1,m_8,m_9 可合併成四格。這四項中 B=0、C=0B=0、C=0 固定,A,DA,D 改變,因此化簡為 B‾C‾\overline B\overline C。
  • m8,m9,m10,m11m_8,m_9,m_{10},m_{11} 可合併成四格。這四項中 A=1、B=0A=1、B=0 固定,因此化簡為 AB‾A\overline B。
  • m0,m2,m8,m10m_0,m_2,m_8,m_{10} 可合併成四格。這四項中 B=0、D=0B=0、D=0 固定,因此化簡為 B‾D‾\overline B\overline D。

因此最簡結果為:

F=B‾C‾+AB‾+B‾D‾F=\overline B\overline C+A\overline B+\overline B\overline D

上述三組合併涵蓋所有指定最小項,且各組所留下的固定變數可直接由二進位編號判定。

選項分析

題目選項均未標示反變數符號,依題目所列文字直接檢核:

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第 14 題2 分

由 6 個正反器(flip-flops)所組成的二進制同步(synchronous)計數器,可由 0 計數到最大值為多少?

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核心觀念

nn 個正反器可表示 2n2^n 種不同的二進位狀態。計數器若從 0 開始,狀態依序由 00 計到 2n−12^n-1,因此最大計數值是 2n−12^n-1。同步計數器是指各正反器由共同時脈觸發;同步方式不影響可表示的狀態數。

解題方法

本題有 6 個正反器,代入公式:

26=64 種狀態2^6=64\text{ 種狀態}

因為計數從 0 起算,64 種狀態的範圍是 00 到 6363,所以最大值為:

26−1=632^6-1=63

選項分析

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第 15 題2 分

布林函數 F=XY′+X′Y+ZF=XY'+X'Y+Z 與下列哪一個函數相等?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考查三變數布林函數與最小項(minterm)的對應。Σm(⋯ )\Sigma m(\cdots) 表示將括號內編號的最小項相加,也就是函數在那些輸入組合下輸出為 11。三個變數的最小項編號依 XYZXYZ 的二進位值排列,其中 XX 是最高位元、ZZ 是最低位元。

解題方法

先整理原函數:

F=XY′+X′Y+ZF=XY'+X'Y+Z

當 Z=1Z=1 時,無論 X,YX,Y 為何,F=1F=1,對應輸入 001、011、101、111001、011、101、111,即最小項 m(1)、m(3)、m(5)、m(7)m(1)、m(3)、m(5)、m(7)。

當 Z=0Z=0 時,函數化為:

F=XY′+X′Y=X⊕YF=XY'+X'Y=X\oplus Y

此時 X,YX,Y 不同才輸出 11,對應 010、100010、100,即 m(2)、m(4)m(2)、m(4)。

因此:

F(X,Y,Z)=Σm(1,2,3,4,5,7)F(X,Y,Z)=\Sigma m(1,2,3,4,5,7)

選項分析

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第 16 題2 分

數理邏輯中以 implication operator “→” 表現因果關係。考慮 p→qp\to q,下列何者錯誤?(!代表 not)

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核心觀念

本題考查命題邏輯中的蘊涵(implication)及其真值。命題 p→qp\to q 在 pp 為真、qq 為假時為假;其餘情形皆為真。因此,命題邏輯中的「若 pp 則 qq」不代表兩者之間必然存在因果關係。

ppqqp→qp\to q
真真真
真假假
假真真
假假真

解題方法

依蘊涵的真值表逐項判斷。特別注意,當前件 pp 為假時,無論 qq 為真或假,p→qp\to q 都是真,不會是未定義。

另外,蘊涵可以改寫為:

p→q≡¬p∨qp\to q\equiv \neg p\lor q

其逆否命題也與原命題等價:

p→q≡¬q→¬pp\to q\equiv \neg q\to\neg p

選項分析

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第 17 題2 分

基本的邏輯運算子:AND、OR、NOT,可被用來定義不同的邏輯運算子,例如 NOR 運算子,其中,xx NOR yy 定義為 NOT(xx OR yy)。下列何者等價於 zz NOR zz 的運算?

這一題的完整詳解

核心觀念

NOR 是「或非」運算,定義為先做 OR,再將結果取反:

x NOR y=NOT(x OR y)x\ \text{NOR}\ y=\text{NOT}(x\ \text{OR}\ y)

邏輯運算遵守冪等律:z OR z=zz\ \text{OR}\ z=z。此外,NOT 會將真值反轉。

解題方法

將 xx、yy 都代入 zz:

z NOR z=NOT(z OR z)z\ \text{NOR}\ z=\text{NOT}(z\ \text{OR}\ z)

由冪等律 z OR z=zz\ \text{OR}\ z=z,可得:

NOT(z OR z)=NOT z\text{NOT}(z\ \text{OR}\ z)=\text{NOT}\ z

因此等價於選項 (C)。

選項分析

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第 18 題2 分

關於同位元檢查(parity check),下列何者正確?

這一題的完整詳解

核心觀念

同位元檢查(parity check)是在資料位元之外加上一個同位位元,讓傳送資料中的 11 的總數符合約定的奇數或偶數。偶同位要求總數為偶數;奇同位則要求總數為奇數。

接收端依照雙方事先約定的同位方式重新計算。若收到的位元不符合約定,便可判定傳輸過程中發生錯誤;但基本同位檢查只能偵測錯誤,不能指出錯誤位元的位置,因此不能直接修正錯誤。

解題方法

逐一判斷同位檢查的功能與限制:

  1. 對資料 10110011011001 計算 11 的個數。
  2. 判斷同位檢查能偵測或修正哪些錯誤。
  3. 確認傳送端與接收端是否需要採用相同的同位方式。

選項分析

  • (A) 錯誤。 10110011011001 中有 44 個 11,已是偶數,因此採用偶同位時,同位位元應為 00,使總數維持偶數;不是 11。
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第 19 題2 分

在作業系統的環境中,何謂系統呼叫(system calls)?

這一題的完整詳解

核心觀念

系統呼叫(system call)是使用者應用程式向作業系統核心請求服務的介面。程式需要存取檔案、建立程序、配置記憶體或使用輸入輸出設備時,會透過系統呼叫請求作業系統代為執行。

應用程式通常在使用者模式執行;系統呼叫會觸發受控的控制權轉移,使處理器進入核心模式,由作業系統檢查請求並執行相應功能,完成後再將結果交回應用程式。

解題方法

抓住「系統呼叫」的關鍵:它是應用程式呼叫作業系統功能的介面,不是作業系統定期執行的工作、內部共用函式庫,也不是開機初始化程序。依此比對各選項,只有 D 符合定義。

選項分析

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第 20 題2 分

為維護軟體開發品質,對開發的軟體進行測試是非常重要的一環。下列哪個測試方式,需要事先瞭解程式的運作流程,並針對每個程式執行路徑進行測試?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考查軟體測試中「是否需要掌握程式內部結構」的差異:

  • 白箱測試(white-box testing):檢視程式內部的控制流程與邏輯,依據程式結構設計測試,常用來檢查敘述、分支或執行路徑是否被測試。
  • 黑箱測試(black-box testing):不檢查程式內部結構,從輸入與預期輸出來驗證功能是否符合需求。

題幹指出須事先了解程式的運作流程,並針對程式執行路徑測試,符合白箱測試的特徵。

解題方法

先抓題幹中的關鍵描述:「了解程式運作流程」及「針對每個程式執行路徑進行測試」。這表示測試者會根據程式內部的流程與路徑設計測試案例,因此應選擇檢視程式結構的白箱測試。

選項分析

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第 21 題2 分

若一個最大堆積樹(Max Heap)如圖所示,加入一個新節點 9 後,則此最大堆積樹中序走訪(Inorder Traversal)的結果為何?

(原卷此處包含最大堆積樹圖形。)

🖼️ 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

本題考查最大堆積樹(Max Heap)的兩項操作:

  1. 插入節點:新節點先放在完全二元樹的下一個空位置,再向上調整(Heapify Up),直到符合父節點值大於或等於子節點值。
  2. 中序走訪(Inorder Traversal):走訪順序為「左子樹 → 根節點 → 右子樹」。

原堆積樹為:

 8
 / \
 6 7
 / \
 4 2

解題方法

新節點 9 應放在完全二元樹的下一個位置,即節點 7 的左子節點:

 8
 / \
 6 7
 / \ /
 4 2 9

由於 9>79>7,先與 7 交換:

 8
 / \
 6 9
 / \ /
 4 2 7

接著 9>89>8,再與 8 交換,得到新的最大堆積樹:

 9
 / \
 6 8
 / \ /
 4 2 7

進行中序走訪:

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第 22 題2 分

在互動式系統(Interactive System)中,若要評估一個 CPU 排程演算法,通常最注重下列哪一項指標?

這一題的完整詳解

核心觀念

CPU 排程演算法的評估指標包括 CPU 使用率、產量、回復時間、等待時間與反應時間。互動式系統重視使用者操作後,系統能否迅速開始回應,因此最重要的指標是反應時間(Response Time)。

反應時間是從使用者提出要求,到系統首次產生回應所經過的時間;它著重「多久開始回應」,不必等到整個工作完成。相對地,回復時間(Turnaround Time)是工作從提交到完成所需的總時間。

解題方法

先辨認題目中的系統類型,再判斷它最重視的排程目標:

  • 互動式系統:使用者會持續操作並等待系統回應,重視反應是否及時。
  • 批次處理系統:較常關注工作完成所需時間與整體產量。
  • 一般系統效能評估:也會考量 CPU 使用率,但它不直接代表使用者操作後能否迅速得到回應。

題幹明確指出是互動式系統,因此選擇反應時間。

選項分析

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第 23 題2 分

下列何者是應用程式(application software)與電腦硬體(hardware)之間的介面?

這一題的完整詳解

核心觀念

作業系統(Operating System, OS)負責管理電腦硬體資源,並提供應用程式使用硬體的介面。應用程式通常透過作業系統提供的服務與系統呼叫,存取檔案、記憶體、處理器及輸入輸出裝置,而不是直接控制硬體。

解題方法

先判斷題目問的是「連接應用程式與硬體的介面」,再區分各選項的功能:瀏覽器是應用程式;啟動程式負責啟動或載入程式;編譯程式負責翻譯程式碼;管理硬體並提供應用程式使用介面的則是作業系統。

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第 24 題2 分

一作業系統採取最近最少使用(least recently used, LRU)演算法來管理 3 個記憶體頁框,若初始狀態中 3 個頁框沒有任何分頁(page)資料,系統依序存取以下編號之分頁:3、2、1、3、4、1、3、5、1,將產生多少次的分頁錯誤(page faults)?

這一題的完整詳解

核心觀念

LRU(最近最少使用)會在頁框已滿、發生分頁錯誤時,淘汰「距離現在最久未被存取」的分頁。初始頁框為空,因此第一次載入每個新分頁都會發生分頁錯誤。

解題方法

依序追蹤每次存取後的頁框內容;命中時更新該分頁的最近使用時間,錯誤且頁框已滿時則淘汰最久未使用者。

存取分頁結果存取後頁框內容(由新到舊)
3錯誤3
2錯誤2、3
1錯誤1、2、3
3命中3、1、2
4錯誤,淘汰 24、3、1
1命中1、4、3
3命中3、1、4
5錯誤,淘汰 45、3、1
1命中1、5、3
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第 25 題2 分

輸出入系統的緩衝區(Buffer)是一段可以儲存資料的記憶體區域,以供 2 個周邊裝置或裝置與應用程式之間傳輸資料時使用。下列關於使用緩衝區原因的敘述,何者正確?

這一題的完整詳解

核心觀念

緩衝區(Buffer)是暫時存放資料的記憶體區域,常用於資料生產者與消費者之間。它能在兩端速度不同時,先暫存一端送出的資料,讓另一端稍後再讀取,因此可調節傳輸節奏。

解題方法

判斷緩衝區的主要用途,先看資料傳輸兩端是否可能有不同的處理速度。例如,應用程式產生資料的速度可能快於周邊裝置輸出的速度;緩衝區可先收下資料,讓裝置依自己的速度取用。這正是選項 (A) 所述的情況。

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第 26 題2 分

有關分頁(paging)式的記憶體管理機制,下列敘述何者錯誤?

這一題的完整詳解

核心觀念

分頁(paging)將虛擬記憶體切成固定大小的「頁」(page),將實體記憶體切成相同大小的「頁框」(frame)。作業系統透過頁表記錄虛擬頁面對應到哪個實體頁框,並由記憶體管理單元(MMU)等硬體協助位址轉換。

分頁能消除外部碎片,因為程序不必配置一整段連續的實體記憶體;但程序的最後一頁通常無法剛好填滿頁框,因此仍可能有內部碎片。

解題方法

題目問「何者錯誤」,逐項判斷分頁的特性即可。關鍵是區分兩種碎片:

  • 外部碎片:可用記憶體總量足夠,但被切成不連續的小區塊,無法滿足需要連續空間的配置。
  • 內部碎片:已配置的區塊內仍有未使用空間。分頁的配置單位固定,程序末頁未用滿的部分便是內部碎片。

因此,分頁可以避免外部碎片,卻不能避免內部碎片。

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第 27 題2 分

若有無限多的主記憶空間可使用,下列哪一種作業系統的功能便不需要?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考作業系統各項功能的目的,特別是**分頁(paging)**與主記憶體空間的關係。

分頁是虛擬記憶體管理方式之一。作業系統將程式切分成固定大小的頁(page),將主記憶體切分成固定大小的頁框(frame),並透過頁表管理兩者的對應。分頁可讓程式不必整個載入主記憶體,也能利用磁碟等輔助儲存空間支援超出實體記憶體容量的執行需求。

解題方法

題目假設「有無限多的主記憶空間可使用」,因此判斷各功能是否仍有存在目的:

  • 若功能主要用來處理主記憶體容量不足,無限記憶體便消除了這項需求。
  • 若功能處理的是 I/O、程式並行或檔案等其他作業系統工作,記憶體容量無限仍不會使其失去用途。

選項分析

(A) I/O interrupt:錯誤。 I/O 中斷用來通知 CPU 輸入/輸出裝置已完成工作或需要處理事件,讓 CPU 不必持續輪詢裝置。即使主記憶體無限,CPU 與 I/O 裝置之間仍需要這種協調機制。

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第 28 題2 分

下列哪一個作業系統是專門為雲端計算設計的使用者端設備(client-provided equipment, CPE)的作業系統?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考辨識作業系統的設計用途。Chrome 作業系統(Chrome OS)是以雲端服務與網路應用為核心的作業系統,常用於 Chromebook 等使用者端設備(CPE)。使用者可透過瀏覽器及網路服務處理多數工作,並將資料與應用服務整合至雲端。

解題方法

抓住題幹的關鍵詞「專門為雲端計算設計的使用者端設備」。四個選項中,Chrome OS 的設計理念最直接對應以網路及雲端服務為主的用戶端使用情境,因此選擇 (B)。

選項分析

  • (A) Ubuntu 作業系統:錯誤。 Ubuntu 是以 Linux 為基礎的通用作業系統,可用於個人電腦、伺服器等多種用途,並非專為雲端使用者端設備設計。
  • **(B) Chrome 作業系統:正確。
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第 29 題2 分

將下列兩個 Java 程式檔案(Ob1.java、Test.java)編譯後,執行 java Test,輸出為何?

Ob1.java 檔案內容如下:

public class Ob1 { private int x = 3, y = 3;

public Ob1(int num)
{
    y = 13;
}

public Ob1()
{
    x = 7;
}

public void foo()
{
    System.out.print(x + 2 * y);
}

}

Test.java 檔案內容如下:

public class Test { public static void main(String[] args) { Ob1 m = new Ob1(); m.foo(); } }

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考 Java 物件建立時的欄位初始值、建構子執行,以及方法中的算術運算。

欄位 x、y 宣告時都先設為 3。建立物件時,Java 會執行所呼叫的建構子;new Ob1 呼叫的是無參數建構子 Ob1,不會呼叫 Ob1(int num)。

解題方法

依序追蹤物件欄位:

  1. 欄位初始化後:x = 3、y = 3。
  2. 執行 new Ob1,呼叫無參數建構子:
public Ob1
{
x = 7;
}

因此欄位變為 x = 7、y = 3。 3. 呼叫 m.foo,計算 x + 2 * y。乘法先於加法: 7+2×3=137 + 2 \times 3 = 13

System.out.print 會輸出 13。

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第 30 題2 分

有關於磁碟陣列(redundant array of independent disks, RAIDs)的設計理念與使用,下列敘述何者錯誤?

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核心觀念

RAID(磁碟陣列)是將多顆硬碟組合成一個邏輯儲存單位,藉由不同的資料配置方式,提升效能、可靠度,或兼顧兩者。常見設計包括:

  • Striping(資料分割):將資料切分後分散寫入多顆硬碟,增加平行存取效能;本身不提供冗餘。
  • Mirroring(鏡像):在多顆硬碟上保存相同資料,提供冗餘;其中一顆硬碟故障時,仍可由其他鏡像磁碟讀取資料。

解題方法

先辨認各選項描述的 RAID 設計原理,再判斷其對效能與資料保護的作用。關鍵在於 RAID 0 只有 striping,沒有 parity 或 mirroring,因此任一成員硬碟損毀,都可能使分散在整組磁碟中的資料無法完整還原。

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第 31 題2 分

將紅光與綠光等量相加,可得到與下列何者最為接近的光之顏色?

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核心觀念

本題考查光的「加法混色」。紅、綠、藍是光的三原色;光線重疊時,亮度相加,稱為加法混色。紅光與綠光等量相加,呈現黃色。

解題方法

辨認光的三原色為紅、綠、藍,並套用常見的加法混色關係:

  • 紅光+綠光=黃色
  • 綠光+藍光=青色
  • 紅光+藍光=洋紅色
  • 紅光+綠光+藍光=白色

因此,等量的紅光與綠光相加,最接近黃色。

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第 32 題2 分

有一音訊其取樣頻率(Sampling frequency)為 16,000 Hz,音訊幀持續時間(frame duration)為 25 ms、重疊(overlap)15 ms,此音訊之幀率(frame rate)為何?

這一題的完整詳解

核心觀念

音訊幀率是每秒取出的音訊幀數,取決於相鄰兩幀起始位置之間的時間間隔(幀移動時間,hop duration)。有重疊時,相鄰幀的間隔小於單一幀的持續時間。

解題方法

幀持續時間為 25 ms25\text{ ms},重疊時間為 15 ms15\text{ ms},所以相鄰兩幀的起始位置間隔為:

25 ms−15 ms=10 ms=0.01 s25\text{ ms}-15\text{ ms}=10\text{ ms}=0.01\text{ s}

因此每秒可容納的幀數為:

幀率=10.01 s=100 frames/sec\text{幀率}=\frac{1}{0.01\text{ s}}=100\text{ frames/sec}

取樣頻率 16,000 Hz16{,}000\text{ Hz} 表示每秒取樣 16,00016{,}000 個樣本;本題已給定幀長與重疊時間,因此計算幀率不需再用取樣頻率。

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第 33 題2 分

語音壓縮編碼(Vocoder 或 Voice coder)的基本觀念是將語音訊號模式化,並且用最少的位元來表示一段語音的特徵。下列何者不是語音壓縮標準?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考查語音壓縮編碼的基本概念,以及語音編碼技術與標準的辨識。語音編碼器會將語音訊號轉換成較精簡的位元表示,以降低儲存或傳輸所需的資料量。CELP 是一種語音編碼方法;GSM 與 G.729 則與語音編碼規格相關。

解題方法

逐一辨認選項是否屬於語音壓縮編碼方法或標準。CELP、GSM 與 G.729 都有明確的語音編碼用途;MELD 並非此類語音壓縮標準,因此選 D。

選項分析

  • (A) CELP:錯誤。 CELP(Code-Excited Linear Prediction,碼激發線性預測)是一種語音編碼方法,利用線性預測模型與激發訊號表示語音,能以較低位元
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第 34 題2 分

音響擴大機功能為將小訊號放大,其內部會使用放大電路達成此一目的,放大電路最主要是利用何種電子元件特性?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考查放大電路所依據的電子元件特性。音響擴大機要把輸入的小訊號轉成較大的輸出訊號,主要利用電晶體的電流或電壓控制特性:以小的輸入變化控制較大的電流變化,經由電路與電源供應能量,形成放大的輸出訊號。

解題方法

先辨認題目描述的是「放大電路」的主要功能,再判斷哪種元件具有控制訊號並產生放大效果的特性。電晶體是常見的放大元件,廣泛用於音響擴大機;二極體主要用於整流、檢波等,電感與諧振器則各有其他用途,並非此處所指的主要放大元件。

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第 35 題2 分

現有用於虛擬實境(virtual reality)之頭戴式顯示器(head-mounted display),主要利用下列何者深度知覺線索達成立體顯示效果?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考驗深度知覺線索,以及 VR 頭戴式顯示器如何呈現立體影像。人眼的雙眼相隔一段距離,因此左右眼會看到略有差異的影像;大腦整合這些影像後,便能感知物體的深度。這種線索稱為雙眼視差(binocular parallax,亦常稱雙眼視差或雙眼視覺差異)。

解題方法

判斷關鍵在於題目問的是頭戴式顯示器「主要利用」哪種線索達成立體顯示。VR 頭戴式顯示器通常向左右眼分別提供從不同視角產生的影像,兩幅影像之間具有視差;大腦比較左右眼所見的差異,形成深度感。因此選擇雙眼視差。

選項分析

  • (A) 雙眼視差(binocular parallax)—正確。 左右眼接收略有差異的影像,大腦整合後產生立體深度感,是 VR 頭戴式顯示器達成立體顯示的主要方式。
  • **(B) 運動視差(motion parallax)—錯誤。
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第 36 題2 分

假設有一個影像以 24 bits 表示顏色深淺,而影像長與寬分別為 800 pixels 與 600 pixels,圖像儲存的空間需要多少 bytes?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考查影像解析度、色彩深度與資料量的換算。影像的像素總數為「長 × 寬」;每個像素以 24 bits 表示,而 88 bits 等於 11 byte,因此每個像素占 24÷8=324 \div 8 = 3 bytes。

解題方法

先計算影像的像素總數:

800×600=480,000 pixels800 \times 600 = 480{,}000 \text{ pixels}

每個像素占 33 bytes,故影像所需空間為:

480,000×3=1,440,000 bytes480{,}000 \times 3 = 1{,}440{,}000 \text{ bytes}

選項分析

  • (A) 11,520,000 bytes:錯誤。 此數值是正確答案的 88 倍,等於將每個像素的 2424 bits 直接當成 2424 bytes,未將 bits 換算成 bytes。
  • **(B) 1,440,000 bytes:正確。
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第 37 題2 分

使用 YCbCr 色彩空間進行影像壓縮時,將原先 4:4:4 格式中,明亮度通道保留不變,其他通道的訊號減少為原來一半,壓縮後格式變為多少?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考 YCbCr 色彩空間的色度取樣格式。Y 表示明亮度;Cb、Cr 表示色度。格式中的三個數字描述一段水平取樣範圍內,各通道的相對取樣數量。

以 4:4:4 為基準,每 4 個 Y 取樣點,Cb、Cr 各有 4 個取樣點。題目說明亮度保留不變,而其他通道減少為原來的一半,因此 Y 仍取樣 4 點,Cb、Cr 各減為 2 點,格式為 4:2:2。

解題方法

直接比較壓縮前後各通道的相對取樣數:

  • Y:保留不變,維持 4。
  • Cb、Cr:各由 4 減為一半,即 2。

因此取樣比例由 4:4:4 變為 4:2:2。

選項分析

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第 38 題2 分

有關 JPEG 是針對影像被廣泛使用的壓縮標準,該標準所使用的色彩模型,下列何者正確?

這一題的完整詳解

核心觀念

JPEG 是常見的影像壓縮標準。其典型處理會將影像由 RGB 色彩表示轉換為 YCbCr 色彩模型:YY 表示亮度,CbCb 與 CrCr 表示色彩差異。人眼對亮度細節較敏感,對色彩細節相對不敏感,因此 JPEG 可對色度資訊進行較大幅度的取樣或壓縮,以減少資料量。

解題方法

辨認 JPEG 常用的色彩模型即可作答:JPEG 編碼常先將 RGB 轉換為 YCbCr,再分別處理亮度與色度資訊。題目問的是 JPEG 使用的色彩模型,故選 YCbCr。

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第 39 題2 分

MPEG 採用 3 種方式來壓縮一張畫面,下列何者非視訊壓縮所使用的編解碼畫面(frame)?

這一題的完整詳解

核心觀念

MPEG 以畫面間的參照關係,將視訊畫面分為三種主要類型:

  • I 畫面(Intra-coded picture):只利用本畫面內的資訊編碼,不需參照其他畫面。
  • P 畫面(Predictive-coded picture):參照先前的 I 畫面或 P 畫面進行預測編碼。
  • B 畫面(Bidirectionally predictive-coded picture):可參照前後的 I 畫面或 P 畫面進行雙向預測編碼。

題目考的是這三種 MPEG 畫面類型的名稱辨識。

解題方法

先確認 MPEG 常見的畫面類型為 I、P、B 三種,再比對選項。題目問「何者非」視訊壓縮所使用的編解碼畫面類型,因此找出不屬於這三種的選項即可。

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第 40 題2 分

無線電視數位化已成世界潮流,目前全球數位電視的規格系統有數種,下列何者不是數位電視地面廣播系統?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考辨「數位電視地面廣播系統」與「國際電信標準組織」的差別。地面廣播系統是以無線電波傳送數位電視訊號的技術標準,常見規格包括歐洲的 DVB-T、美國的 ATSC,以及日本的 ISDB-T。

解題方法

先辨認各選項的性質:DVB-T、ATSC、ISDB-T 都是數位電視地面廣播標準;ITU-T 則是國際電信聯盟的電信標準化部門,負責制定電信相關標準,並非一種數位電視地面廣播系統。因此選出 ITU-T。

選項分析

  • (A) ITU-T:錯誤選項,為本題答案。 ITU-T 是 International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector(國際電信聯盟電信標準化部門)的縮寫,屬於標準化組織的部門,不是數位電視地面廣播系統。
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