115 年 國立臺灣大學地質科學系及海洋研究所聯合招生《計算機概論（B）》

本題考查計算機硬體組成元件的特性，特別是儲存韌體（firmware）且為非揮發性（non-volatile）的元件。

• 韌體 (Firmware)：是一種嵌入在硬體設備中的軟體，通常儲存在 ROM 或類似的非揮發性記憶體中。它負責控制硬體的基礎功能，例如開機程序（BIOS/UEFI）、設備驅動等。
• 非揮發性 (Non-volatile)：指斷電後仍能保存數據的儲存器。

本題考查 CPU 的核心組成單元及其功能。CPU（Central Processing Unit，中央處理器）是計算機的「大腦」，負責執行指令。其主要組成單元包括：

• 算術邏輯單元 (Arithmetic Logic Unit, ALU)：負責執行所有的算術運算（如加、減、乘、除）和邏輯運算（如 AND, OR, NOT, XOR）。

本題考查不同類型儲存裝置的容量與存取速度特性比較。在計算機儲存層級結構中，通常容量越大、速度越慢的儲存裝置，價格也越便宜。

• Cache Memory：容量最小，速度最快，價格最高。
• RAM (Random Access Memory)：容量比 Cache 大，速度比 Cache 慢，價格比 Cache 便宜。

本題考查堆疊（Stack）這種資料結構的基本操作。堆疊是一種「後進先出」(Last-In, First-Out, LIFO) 的資料結構。其主要操作有：

本題考查網路協定 HTTPS 的基本概念。

• HTTP (Hypertext Transfer Protocol)：是網際網路應用最廣泛的應用層協定之一，用於傳輸網頁內容。

本題考查網路帳戶安全的觀念。

「強密碼」是帳戶安全的重要基礎，但僅僅擁有一個強密碼，並不能「完全」確保帳戶的安全。原因如下：

1. 釣魚攻擊 (Phishing)：使用者可能被誘騙在偽造的網站上輸入密碼。
2. 惡意軟體 (Malware)：鍵盤側錄程式（Keylogger）可以記錄使用者輸入的密碼。
3. 數據洩漏 (Data Breach)：網站伺服器可能被駭客入侵，導致包含密碼在內的用戶數據被竊取。

本題考查電子郵件傳輸協定。電子郵件的收發涉及兩個主要階段：

1. 寄送郵件：當使用者發送郵件時，郵件客戶端（如 Outlook, Thunderbird, Gmail 網頁介面）會將郵件傳送給郵件伺服器。這個過程使用的協定是 SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)。
2. 接收郵件：當使用者從郵件伺服器下載或讀取郵件時，郵件客戶端會連接到郵件伺服器。這個過程主要有兩種協定：
   • POP3 (Post Office Protocol version 3)：允許使用者將郵件下載到本地設備，並可選擇從伺服器上刪除。
   • IMAP (Internet Message Access Protocol)：允許使用者在伺服器上管理郵件，並在多個設備上同步郵件狀態。

本題考查程式語言的編譯與解釋過程。

• Source Code (原始碼)：是人類可讀的程式語言（如 C++, Java, Python）所寫的程式。
• Machine Code (機器碼)：是計算機 CPU 能夠直接理解和執行的二進位指令碼。

將原始碼轉換為機器碼的過程，主要有兩種方式：

本題考查計算機記憶體層級結構中的主要儲存與次要儲存的區別。

主要儲存 (Primary Storage)：

• 定義：也稱為主記憶體 (Main Memory)，是 CPU 直接能夠存取的儲存裝置。
• 特性：
  • 速度非常快，存取時間短。
  • 通常是揮發性 (Volatile)，斷電後數據會消失（如 DRAM, SRAM）。
  • 容量相對較小。
  • 價格較高。
• 主要用途：存放 CPU 當前正在執行或即將執行的程式指令和數據。
• 範例：RAM (Random Access Memory)。

次要儲存 (Secondary Storage)：

• 定義：也稱為輔助儲存 (Auxiliary Storage) 或外部儲存 (External Storage)，是 CPU 無法直接存取，必須透過 I/O 處理器或控制器間接存取的儲存裝置。
• 特性：
  • 速度較慢，存取時間較長。
  • 通常是非揮發性 (Non-volatile)，斷電後數據仍能保存。
  • 容量相對較大。
  • 價格較低。
• 主要用途：長期儲存程式、數據、文件和作業系統。
• 範例：Hard Disk Drive (HDD), Solid State Drive (SSD), USB 隨身碟, 光碟 (CD/DVD)。

本題考查作業系統中的虛擬記憶體（Virtual Memory）機制。

虛擬記憶體是一種記憶體管理技術，它讓程式看起來擁有比實際實體記憶體（RAM）更大的記憶體空間。其主要目的是：

1. 擴充可用記憶體空間：當實體記憶體不足以載入所有需要執行的程式或數據時，虛擬記憶體允許作業系統將部分不常使用的記憶體頁面（Pages）或區塊（Segments）從 RAM 暫時寫入到硬碟（或 SSD）上的交換空間（Swap Space / Paging File）中，釋放出 RAM 空間給其他程式使用。當需要存取被換出的數據時，再將其從硬碟換回 RAM。這樣，程式設計師或使用者就不必擔心記憶體容量的限制，可以運行更大的程式或同時運行更多程式。

本題考查四種現代資訊科技的核心概念及其主要功能。

1. Cloud Computing (雲端運算)：

   • 定義：透過網路提供彈性的、隨需應變的計算資源（如伺服器、儲存、網路、軟體）。使用者可以按需獲取這些資源，通常是按使用量付費。
   • 主要功能：提供「隨需應變的計算資源」（On-demand computing resources over the internet）。
   • 對應選項：C. On-demand computing resources over the internet

2. Internet of Things (IoT, 物聯網)：

   • 定義：指將各種物理設備（稱為「物」）嵌入感測器、軟體和其他技術，使其能夠透過網際網路與其他設備或系統進行通訊和數據交換。
   • 主要功能：實現「設備透過網際網路進行通訊和數據收集」。

雲端運算 (Cloud Computing) 在現代資訊系統中的角色

雲端運算已經成為現代資訊系統的基石，其角色日益重要且多元。它提供了彈性的、可擴展的、隨需應變的計算資源和服務，徹底改變了企業和個人構建、部署和使用資訊系統的方式。其主要角色包括：

1. 基礎設施即服務 (Infrastructure as a Service, IaaS)：雲端服務提供商（如 AWS, Azure, GCP）負責提供底層的計算、儲存和網路基礎設施，使用者可以租用這些資源來運行自己的應用程式，無需自行購買和維護硬體。這大大降低了企業的資本支出和營運負擔，並提供了高度的彈性和擴展性。
2. 平台即服務 (Platform as a Service, PaaS)：雲端平台提供了一個開發和運行應用程式的環境，包括作業系統、資料庫、中間件等。開發者可以專注於編寫應用程式碼，而無需擔心底層基礎設施的管理。這加速了軟體開發週期。
3. 軟體即服務 (Software as a Service, SaaS)：使用者可以直接透過網路使用雲端提供的應用程式，而無需安裝或管理任何軟體。例如線上郵件服務、協作工具、CRM 系統等。
4. 數據儲存與分析：雲端提供了海量、經濟實惠的數據儲存解決方案，並結合強大的數據分析工具，使得企業能夠更有效地收集、處理和分析大數據，從而獲得洞察並做出更好的決策。
5. 彈性與擴展性：雲端運算的最大優勢之一是其彈性。系統可以根據需求快速擴展或縮減資源，應對流量高峰或業務變動，確保服務的可用性和效能。
6. 降低成本：透過按需付費和規模經濟，雲端運算通常能幫助企業降低 IT 基礎設施的總體擁有成本 (TCO)。

本題考查大數據（Big Data）技術廣泛應用所帶來的潛在倫理與社會問題。大數據技術指的是能夠處理海量、多樣性、高速生成且複雜的數據集，並从中提取價值。然而，其強大的分析與預測能力也引發了多方面的擔憂。

潛在的倫理與社會問題：

1. 隱私侵犯 (Privacy Invasion)：

   • 數據收集過度：大數據技術常涉及收集個人大量的、細緻的數據（如上網紀錄、地理位置、消費習慣、社交互動），即使是匿名化數據，也可能透過關聯分析而被重新識別。
   • 監控與追蹤：政府或企業可能利用大數據進行大規模監控，侵犯個人自由和隱私權。

2. 歧視與不公平 (Discrimination and Unfairness)：

   • 演算法偏見 (Algorithmic Bias)：如果訓練大數據模型的數據本身帶有歷史或社會偏見，模型可能會學習並放大這些偏見，導致對特定群體（如基於種族、性別、年齡、社會經濟地位）產生不公平的待遇。例如，在招聘、信貸審批、司法判決等方面。
   • 數據隔離 (Data Siloing)：企業可能基於數據分析結果，對不同客戶提供差異化（甚至是不公平）的服務或定價，形成「數據隔離」，加劇社會不平等。

3. 缺乏透明度與可解釋性 (Lack of Transparency and Explainability)：

   • 「黑箱」問題：許多複雜的大數據模型（如深度學習）決策過程難以被人類理解，使用者不知道為何會得到某個結果，這使得對錯誤或不公平決定的申訴和修正變得困難。