專利師 105 年計算機結構考古題

一般用途處理器的指令集可以根據不同面向來作分類。常見的分類方式中有一種是 根據指令中可以使用的運算元數量，而有0 個、1 個、2 個、3 個、4 個運算元的設 計方向。試回答下列問題： Java 語言的bytecode 在上述提及的分類方式中應屬多少個運算元的指令集？請具 體說明之，否則不予計分。（參考資料：Java bytecode 中原則上每道指令的長度 即為一個位元組。）（6 分） 4 個運算元的指令集一般會如何使用這4 個運算元？試逐個詳細說明之。（7 分） 有一種指令集設計方向稱為簡化指令集計算機（英文簡稱RISC）的架構，目前廣 受採用。RISC 一般採用多少個運算元的指令集設計？其具體原因為何？（7 分）

在談論一般用途應用程式的效能時， 何謂回應時間（英文用語是response time）？表示回應時間時使用的物理單位是 什麼？談論回應時間時所考慮的被處理對象又是什麼？（4 分） 回應時間中除了中央處理單元時間外，還包含了那些時間項目？（4 分） 表示中央處理單元時間常用的算術式是什麼？（4 分） 在的式子中有那些參數可以經由改善程式中的演算法來變動，以達改善之目的？ （4 分） 重作，這次採取的手段是改善指令集架構。（4 分）

處理器一般需具備數據搬移、數據處理與控制流向的能力，並能處理定點與浮點兩 種數據型態。試回答下列問題： 以逐步的方式詳細說明如何將二浮點數相加。（設採用的是IEEE-754 浮點表示 法，其表示値的方式是(-1)S(1+Fraction)*2(Exponent-Bias)。）（10 分） 指令“BranchIfEqual (R5==#(-1)) then to PC+#2010”中，為了判斷條件是否成立， 一共用到多少種的那些定址模式？為了擷取目標指令，又一共用到多少種的那些 定址模式？（10 分） 105年專門職業及技術人員高等考試會計師、 不動產估價師、專利師、民間之公證人考試試題 代號： 及計算機結構） 全一張 （背面） 70660 71260

中央處理單元的設計有一種稱為管道化（pipelined）處理的方式。相較於非管道化 （non-pipelined）處理，對某特定指令集架構而言： 何者可以更快完成個別指令的執行？並扼要說明原因。（5 分） 何者可以更快完成許多道連續指令、或程式的執行？並扼要說明原因。（5 分） 何者較可能需要用到更多且重覆的硬體資源？並扼要說明原因。（5 分） 何者在編譯上需要作那些額外的考慮？並扼要說明原因。（5 分）

一般用途計算機中的記憶體系統通常設計為階層式的。假設最高的階層連接中央處 理器，而最低的階層連接輸出入。以目前一般個人電腦的設計而言： 列出各階層名稱，依次由最高的階層至最低的階層排列（勿遺漏系統中任何儲存 體）。（5 分） 對任何階層的讀寫有可能發生錯失。在那些階層中不可能發生錯失？並說明原因。 （5 分） 在那些階層中發生錯失時，程式或中央處理單元會耐心等待錯失處理結束？並說 明原因。（5 分） 在那些階層中發生錯失時，系統在錯失處理結束前會做程序切換（context switch）？並說明原因。（5 分）