刑事警察人員 115 年計算機系統考古題

有關處理器之架構，請回答下列問題： ㈠為什麼pipeline（管線）可以提升處理器的效能？（5 分） ㈡有那些因素會使得pipeline 無法達到理想上的效能？（10 分） ㈢有那些方法可以解決上述問題？（10 分）

下圖(a)是一個循序乘法器（sequential multiplier）（inputs 32 bits, output 64 bits）。下圖(b)是它改善後的設計。請比較它們的異同並以「是」或「否」 來回答下列問題：（每小題5 分，共25 分） (a)基本設計 (b)改善的設計 ㈠圖(a)的硬體成本比較高？（是或否） ㈡圖(b)的運算時脈週期（clock cycle）數是圖(a)的兩倍？（是或否） ㈢兩者的乘法運算結果是相同的？（是或否） ㈣圖(b)最後產生的乘法結果（Product, 積）是32 bits？（是或否） ㈤圖(b)的Multiplicand 暫存器的內容不需要移位（shift）？（是或否）

有關電腦的記憶體系統，請回答下列問題： ㈠何謂空間局部化（spatial locality）？（5 分） ㈡何謂時間局部化（temporal locality）？（5 分） ㈢快取記憶體（cache）有兩種主要設計方式：直接對映快取（direct mapped cache）及集合相聯快取（set associative cache）。在相同總容量的條件 下，一般說來何者的快取擊中率（cache hit ratio）會比較高？為什麼？ （10 分） ㈣虛擬記憶體（virtual memory）系統的主要目的是保持資料的永久儲存 性？（是或否）（5 分）

有關作業系統的排程（scheduling）議題，請回答下列問題： ㈠為什麼需要排程？（5 分） ㈡何謂先到先服務（First Come First Serve, FCFS）？它有什麼優缺點？ （10 分） ㈢何謂最短時間需求優先（Shortest Job First, SJF）？它有什麼優缺點？ （10 分）