114 中央資工所考古題詳解｜硬體考點分析

題型與配分

全卷 6 頁、20 題、100 分，禁用計算器。

計算機組織考點（1–10）

• 第 1 題（5%）｜virtual memory：是否消除對 physical memory 的需求、swap 是否把部分輔助儲存當 main memory 用、page table 是否把 virtual address 對映到 physical address、是否提升安全與隔離
• 第 2 題（5%）｜ECC 記憶體：ECC 模組是否多一顆儲存同位位元的晶片、DRAM 系統是否常用 LDPC 或 BCH 等進階 ECC、效能開銷、是否靠資料編碼的冗餘來偵錯與更正
• 第 3 題（5%）｜記憶體 bank、interleaving 與多通道：多 bank 是否允許同時存取不同位置、bank 愈多是否「總是」效能愈高、interleaving 是否把連續位址分散到各 bank、多通道是否與 bank 的概念無關
• 第 4 題（5%）｜virtual address 位元數是否決定最大可定址空間、單層與 multi-level page table 何者較省記憶體、32 位元 virtual address 配 8 KB 頁面時單層 page table 要存幾個 entry、multi-level page table 是否增加 address translation 時間
• 第 5 題（5%）｜memory wall：增加 RAM 是否能解決、定義是否為 CPU 速度與記憶體存取速度差距擴大、in-memory computing 是否只適用於能放進 CPU cache 的小資料集、in-memory computing 與 near-data processing 是否都以減少資料搬移來緩解
• 第 6 題（5%）｜pipeline 中 forwarding（bypassing）的主要目的：縮短 clock cycle、消除 structural hazard、減少 data hazard 的 stall、更準確地預測分支
• 第 7 題（5%）｜structural hazard 的特徵：指令依賴前一道指令的結果、pipeline 取到錯的指令、多道指令同時需要同一個硬體資源、指令修改 PC
• 第 8 題（5%）｜解決 data hazard 的常見技術：forwarding、stalling、branch prediction、程式碼 scheduling
• 第 9 題（5%）｜平行程式設計處理 floating point 運算時為什麼要考慮結合律：整數運算是否不具結合律、floating point 運算的順序是否影響結果、是否為了優化多核心執行、是否為了減少 thread 間交換的資料
• 第 10 題（5%）｜floating point 表示中指數加上 bias 的目的：增加可表示範圍、簡化運算、減少指數的儲存空間、方便把 floating point 當整數比較大小

作業系統與安全考點（11–20）

• 第 11 題（5%）｜TLB 是否 cache 從 frame number 到 page number 的對映、TLB 對 multi-level page table 是否比對單層 page table 更有益、頁數是否「總是」等於 frame 數、每條 thread 是否有自己的 page table
• 第 12 題（5%）｜Banker's algorithm 是否為 deadlock avoidance 技術、無 deadlock 的解是否保證無 starvation、context switch 是否「總是」要更新 page table、thread 的 context switch 開銷是否通常小於 process
• 第 13 題（5%）｜Little's Law 是否不能用於多個 queue 的系統、pull migration 的定義、push 與 pull migration 是否必須 mutual exclusion、push migration 是否增強 processor affinity 的效益
• 第 14 題（5%）｜virtualization：virtual memory manager 是否執行 guest OS 並保護各 guest、paravirtualization 下 guest OS 是否直接控制硬體資源、paravirtualization 是否提供與 guest 偏好的系統相同的環境、guest 是否必須修改
• 第 15 題（5%）｜資訊安全：buffer overflow 是否可能發生在通訊協定內、confidentiality 被破壞是否是指未經授權修改資料、worm 是否為用 spawn 機制複製自己的 process、DoS 攻擊是否以破壞目標主機並竊取資源為目的
• 第 16 題（5%）｜container 與 virtual machine：container 是否含完整的 guest OS、同一台機器上的 container 是否共用 kernel、VM 是否以使用者空間的隔離 process 執行、container 是否比 VM 輕量
• 第 17 題（5%）｜分離 mechanism 與 policy 的目的：易於程式設計、系統易於修改、彈性、提高使用率、快速回應
• 第 18 題（5%）｜contention scope、priority inversion 與 race condition：process-contention scope 的定義、PCS 是否 preempt 目前執行的 thread、priority inversion 的定義、race condition 的定義
• 第 19 題（5%）｜valid-invalid bit 是否用來降低頁面傳輸的開銷、monitor 內同時能有幾個 process 活躍、Banker's algorithm 是否為 deadlock prevention 技術、copy-on-write 是否讓 process 建立更有效率
• 第 20 題（5%）｜哪些指令應該是 privileged instruction：設定計時器、讀時鐘、清除記憶體、發出 trap、關閉 interrupt

作答時要注意的地方

1. 全卷單一倒扣池，扣到該大題 0 分為止。
2. 第 16–19 題與 110–113 年的題目相同，第 20 題與 109 年第 3 題的選項相同。
3. 第 4 題的頁面大小是 8 KB。
4. 第 3、11、12 題的選項含「always」「總是」這類絕對用語，第 4 題含「must」，第 5 題含「simply」「only」。

準備方向

• virtual memory、page table 與 TLB（114 第 1、4、11 題），108、109、110、111、113、115 也有。
• ECC（114 第 2 題）、記憶體 bank 與 interleaving（114 第 3 題）、memory wall（114 第 5 題），115 第 7、10 題也有現代記憶體主題。
• pipeline hazard 與 forwarding（114 第 6、7、8 題），106、107、108、109、110、111、115 也有。
• floating point 的 bias 與結合律（114 第 9、10 題），107、108、111 也有 IEEE 754。
• deadlock 與 Banker's algorithm（114 第 12、19 題），106、108、109、110、113 也有。
• processor affinity 與 load balancing（114 第 13 題），111 第 17 題也有。
• virtualization 與 container（114 第 14、16 題），110、111、113 也有。
• 資訊安全（114 第 15 題），113 第 20 題、115 第 17 題也有。
• policy 與 mechanism（114 第 17 題），106、107、113 也有。
• contention scope（114 第 18 題），111 第 16 題、113 第 17 題也有。
• privileged instruction（114 第 20 題），109 第 3 題也有。