107 成大資工所考古題詳解｜硬體考點分析

題型與配分

全卷 3 頁、7 大題、100 分，不可使用計算機。

作答規定與 106 年相同：請於答案卷（卡）作答，於本試題紙上作答者不予計分，並要在答案卷作一表格，清楚填入各題答案。第 5 題另明訂要寫出計算 page fault 數的詳細過程。

計算機組織考點

• 第 1 題（10%）｜multicycle 處理器
• 第 1(1) 題（5%）｜算 CPI：Load 5 cycles 佔 45%、Store 3 佔 30%、R-type 3 佔 15%、Branch 2 佔 5%、Jump 2 佔 5%
• 第 1(2) 題（5%）｜這類處理器對 I/O 裝置下命令的主要方法（提示：處理器要能定址裝置並提供命令）
• 第 2 題（25%）｜virtual machine 的效能開銷，給一張參數表：base CPI 2、每 10,000 道指令有 100 次 privileged OS 存取、trap 到 guest OS 的成本 20 cycles、trap 到 VMM 的成本 150 cycles、每 10,000 道指令有 20 次 I/O 存取、I/O 存取時間（含 trap 到 guest OS）1200 cycles
• 第 2(1) 題（10%）｜非 virtualization 系統的 CPI
• 第 2(2) 題（10%）｜virtualization 系統的 CPI
• 第 2(3) 題（5%）｜I/O 密集的應用受 virtualization 的衝擊是否較小，為什麼（Yes or No, because…）

作業系統考點

• 第 3 題（15%）｜磁碟 I/O 的重排：應用產生三個讀取請求，logical block address 依序是 (555, 22, 120)，卷上給一張碟片圖顯示三個位址的實體位置
• 第 3(1) 題（5%）｜OS 重排成 (22, 120, 555)，只看 logical block address 能不能保證最佳 scheduling（Yes or No, because…）
• 第 3(2) 題（5%）｜seek time 遠大於 rotational latency 時的最佳順序
• 第 3(3) 題（5%）｜rotational latency 遠大於 seek time 時的最佳順序
• 第 4 題（10%）｜單層 page table 的大小：32-bit address space、2 KB 頁（題目寫 2Kb，依上下文為 2 KB），問 page table entry 數、程式的最大記憶體，以及這個上限是否取決於頁面大小
• 第 5 題（20%）｜FIFO 與 LRU 的 page fault 數：3 個 frame，存取序列 1,2,3,4,2,1,5,6,2,1,2,3,7,6,3,2（16 次），要寫出詳細的模擬過程
• 第 6 題（10%）｜inode 的最大檔案大小：磁碟 block 4 KB、pointer 4 bytes，12 個直接加單層、雙層、三層間接
• 第 7 題（10%）｜SSTF 與 C-SCAN 的總移動距離：磁碟 5000 個 track（0–4999），磁頭目前在 143、前一個請求在 125，待處理 queue 為 76, 1470, 909, 968, 1509, 1020, 1750, 130，(a) 為 SSTF、(b) 為 C-SCAN

作答時要注意的地方

1. 答案要填進表格，於試題紙上作答不給分。
2. 第 5 題明訂要寫詳細過程，只寫數字拿不到滿分。
3. 第 2 題 25 分，是全卷配分最高的一題。
4. 第 7 題給了前一個請求的位置，C-SCAN 回頭那段距離算不算要在答案卷說明自己的假設。
5. 第 4 題題目寫的頁大小單位是 Kb。

準備方向

• virtualization 的 CPI 計算（107 第 2 題）。
• seek time 與 rotational latency 對 scheduling 的影響（107 第 3 題）。
• inode 的最大檔案大小：107 第 6 題，交大 111 第 9 題也考。
• disk scheduling 的總移動距離（107 第 7 題），FCFS、SSTF、SCAN、C-SCAN、LOOK、C-LOOK。
• page replacement 的完整模擬（107 第 5 題）。
• multicycle CPI 的加權平均（107 第 1 題）。