110 高普考高考三級 電子工程 計算機概論 考古題詳解
第 一 題20 分
在無線通訊網路中，常用來傳輸訊號的電磁波（electromagnetic waves）有哪些種類？依據各分類，詳述其特性，如頻譜範圍、應用場景及優缺點等。
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
無線通訊利用電磁波在空間中傳遞訊號。電磁波依頻率排列成電磁頻譜，頻率愈高，波長愈短，兩者關係為：
其中 為波長、 為頻率、 為真空中的光速，約為 。頻率與波長會影響傳播距離、穿透能力、天線尺寸及可用頻寬。
電磁波的頻譜分類界線在不同領域可能略有差異；無線通訊常見分類及應用如下。
解題方法
依頻率由低至高說明各類電磁波，並從頻譜範圍、傳播特性、常見用途及優缺點比較。答題時應掌握分類與應用的對應關係，並指出頻率愈高通常可用頻寬較大，但傳播距離與障礙物穿透能力往往較受限制。
各類電磁波及特性
| 分類 | 約略頻譜範圍 | 傳播特性與常見應用 | 優缺點 |
|---|---|---|---|
| 無線電波 | 約 至 ；包含甚低頻、低頻、中頻、高頻及甚高頻等頻段 | 低頻訊號可沿地表傳播，部分頻段可藉電離層反射達成遠距通訊；常見於長波／短波廣播、AM 廣播、海事與航空通訊，以及部分專用無線系統 | 傳播距離可遠、繞射能力較佳；但低頻可用頻寬通常較小，天線尺寸可能較大，也容易受電磁雜訊或頻率配置限制 |
| 微波 | 約 至 ；常見通訊頻段包括 UHF、SHF 與 EHF | 多採視線傳播，常用於行動通訊、Wi‑Fi、藍牙、衛星通訊、微波中繼及雷達。行動網路與 Wi‑Fi 使用的頻段依標準及地區而異 | 可提供較大頻寬、天線可較小且適合定向傳輸；但高頻訊號較易受建物、地形遮蔽，傳播距離受視線與雨衰影響，常需較密集的基地台或中繼站 |
| 紅外線 | 約 至 ，波長約 至 | 常用於電視遙控器、近距離設備間傳輸及紅外線感測。 |
第 二 題20 分
什麼是一次（one-pass）及二次組譯器（two-pass assembler）？並試述其優缺點。
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
組譯器（assembler）將組合語言轉換成機器碼。組譯時，指令與資料的實際位址須先確定；但程式常會引用尚未定址的標號，因此組譯器需要處理標號定義與參照的先後關係。
一次與二次組譯器的差異，在於組譯器掃描原始程式的次數，以及如何處理尚未確定的標號位址。
解題方法
**一次組譯器（one-pass assembler）**只由前往後掃描原始程式一次，邊讀取邊分配位址、翻譯指令並產生目的碼。遇到已定義的標號，可直接填入其位址；若遇到尚未定義、但在後續才定義的標號（前向參照），則當下無法得知其位址。組譯器可先記錄該標號及待修正的目的碼位置，待標號定義後再回填；若採用的設計不支援回填，便會限制前向參照，或要求額外處理。
**二次組譯器（two-pass assembler）**將工作分成兩次掃描：
- 第一遍：建立符號表。 掃描原始程式並配置各指令與資料的位址，將標號及其位址記入符號表。
- 第二遍：產生目的碼。 再次掃描原始程式，查詢符號表，將標號參照轉換為實際位址，完成目的碼。
兩種方式的優缺點可從掃描次數、前向參照處理、實作複雜度與效率比較：
第 三 題20 分
試述作業系統中的最短工作優先排程演算法（shortest-job-first scheduling algorithm）。它有什麼特性？在現實中為何不適合用於中央處理器排程（CPU scheduling）？
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
最短工作優先排程（Shortest-Job-First，SJF）是一種非搶先式 CPU 排程方法：每當 CPU 空閒時，從已在就緒佇列中的行程挑選「下一段 CPU 執行時間」最短者執行。SJF 的搶先式版本稱為最短剩餘時間優先（Shortest-Remaining-Time-First，SRTF）；新行程到達時，若其 CPU burst 短於目前行程的剩餘時間，就可搶占 CPU。
SJF 的主要特性如下：
- 平均等待時間最短：若所有行程的下一段 CPU burst 長度已知，SJF 可使該批行程的平均等待時間達到最小。
- 短工作優先：CPU burst 短的行程較快取得 CPU；長工作可能因短工作持續到達而長時間等待，產生飢餓問題。
- 需要預知 CPU burst 長度：排程器必須知道或預測行程下一段 CPU burst，才能比較工作長短。
解題方法
回答這題可從「如何選擇行程」、「演算法的排程效果」及「實際執行的限制」三方面說明。
SJF 的選擇依據是 CPU burst 長度。假設就緒佇列中的行程各需執行 單位時間，SJF 將短 burst 排在長 burst 前面。這能降低短行程等待長行程執行完畢的時間，因此在 CPU burst 長度已知的前提下，可得到最短的平均等待時間。
例如，三個行程同時到達，CPU burst 分別為 、、。
第 四 題20 分
如圖所示，一電腦系統有甲、乙、丙、丁、戊五個元件，其錯誤率分別為 、、、 及 。如果要確認此系統是否正常運作，須逐一檢測元件的正確性：只要其中有任何三個元件正確，則此系統可正常運作；若有任三個元件損壞，則此系統不能正常運作。假使想要以最少的檢測元件個數就能判定系統正常與否，則應該最先挑選那一個元件來檢測？詳述其理由。
🖼️【此處有附圖，請對照原卷】
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
這題考的是在逐一檢查元件時，利用「已確認正常的元件達三個」或「已確認損壞的元件達三個」作為停止條件，安排檢測順序以降低平均檢測數。
以下依一般解題假設：各元件是否損壞彼此獨立，並以期望檢測數最少為目標。各元件的正確率為：甲 、乙 、丙 、丁 、戊 。
解題方法
若檢測到三個元件，系統已能判定正常或故障；因此檢測數 最多為 。對固定的檢測順序：
- 前三個結果若全正常或全損壞，檢測三個即可停止；否則必須繼續。
- 前四個結果若是「二正常、二損壞」，仍須檢測第五個；其他情況可在四個以內判定。
因此，
把丙、丁、戊排在前三個，前三個結果未形成三個同類的機率為：
第 五 題20 分
詳細說明下列 Java 語言程式的執行過程，並寫出程式的輸出。
public class Test { public static void main(String[] args) { int[] numbers = {60, 20, 55, 30, 40, 20};
for (int index = 1; index < numbers.length; index++)
{
int key = numbers[index];
int position = index;
while (position > 0 && numbers[position - 1] > key)
{
numbers[position] = numbers[position - 1];
position--;
}
numbers[position] = key;
for (int count = 0; count < numbers.length; count++)
System.out.print(numbers[count] + " ");
System.out.println();
}
}
}
登入後即可作答並保存紀錄。
核心觀念
本題考查 插入排序（Insertion Sort）。每次外層迴圈取出一個 key，將它插入前方已排序的區段中。
程式執行到第 次時，numbers[0] 到 numbers[index - 1] 已依遞增順序排列。position 從 index 開始向左移動；只要左側元素大於 key，就將該元素右移一格。找到插入位置後，再把 key 放入該位置。
解題方法
初始陣列為：
外層迴圈從 index = 1 執行到 index = 5。每一輪完成插入後，程式都會印出整個陣列。
第 1 輪：index = 1
key = 20，position = 1。
因為 numbers[0] = 60 > 20，將 60 右移，position 減為 。將 key 放入 numbers[0]：
第 2 輪：index = 2
key = 55，position = 2。
numbers[1] = 60 > 55，將 60 右移，position 減為 。此時 numbers[0] = 20 不大於 55，停止移動，將 55 放入 numbers[1]：
第 3 輪：index = 3
key = 30，position = 3。