108 年 國立成功大學交通管理研究所丙組《計算機概論》

本題考查計算機概論中的基本名詞解釋，需要對每個名詞的定義、作用以及相關概念進行闡述。

(A) 遞迴函數 (recursive procedure)：
遞迴函數是指一個函數在定義中呼叫自身。這種函數通常用於解決可以分解為相似子問題的問題。遞迴的關鍵在於定義一個基本情況（base case），當滿足該情況時，函數停止呼叫自身，並返回一個確定的值；以及一個遞迴步驟（recursive step），將問題分解為一個或多個規模較小的相同問題，並呼叫自身來解決這些子問題。

(B) 物聯網 (IOT, Internet of Thing)：
物聯網是指將日常物品（如家電、汽車、穿戴裝置等）連接到網際網路，使它們能夠收集、交換數據並被遠端控制。物聯網的目標是透過感測器、軟體和其他技術，讓物理世界中的物件能夠與數位世界互動，從而實現更智慧化的生活、工作和工業應用。

(C) 馮紐曼瓶頸 (Von Neumann Bottleneck)：
馮紐曼瓶頸是電腦架構中的一個限制，指的是中央處理器 (CPU) 和記憶體 (Memory) 之間數據傳輸速度的限制。在傳統的馮紐曼架構中，CPU 和記憶體共用一個數據匯流排，這意味著 CPU 無法同時從記憶體讀取指令和讀取/寫入數據。因此，CPU 的處理速度會受到數據傳輸速度的限制，形成一個「瓶頸」。

核心觀念

本題考查 Java 中：

• for 迴圈與 continue 敘述
• % 餘數運算子
• do...while 迴圈的執行順序
• 變數是否真的被重新賦值
• Java 編譯時的語法與型別檢查

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A. for 迴圈與 continue

解題方法

程式如下：

int total = 0;

for (i = 1; i <= 12; i++)
{
    if ((i % 2) != 0)
        continue;

    total += i;
}

條件 (i % 2) != 0 用來判斷 i 是否為奇數：

• 奇數除以 2 的餘數為 1，執行 continue
• continue 會跳過本次迴圈剩餘敘述，直接進入下一次迴圈
• 因此只有偶數會執行 total += i

納入總和的數值為：

$$2+4+6+8+10+12$$

計算得：

$$2+4+6+8+10+12=42$$

因此程式輸出：

總和: 42

解題技巧

看到「奇數跳過、偶數累加」時，可直接列出 $1$ 到 $12$ 的偶數：

$$2,4,6,8,10,12$$

也可使用等差級數公式驗算：

$$S=\frac{n(a_1+a_n)}{2} =\frac{6(2+12)}{2} =42$$

時間與空間複雜度

迴圈固定執行 12 次，因此：

• 時間複雜度：$O(1)$
• 空間複雜度：$O(1)$

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B. do...while 與 Java 編譯錯誤

核心問題

程式中的關鍵敘述為：

len / 2.0;

這行只有除法運算，沒有將結果存回 len，而且在 Java 中，單獨的算術運算式不能直接作為合法敘述使用。

Java 可單獨使用的運算式敘述主要包括：

• 方法呼叫
• 物件建立
• 賦值
• 遞增或遞減

但 len / 2.0; 只是計算一個結果，沒有產生有效動作，因此會造成編譯錯誤。程式無法進入執行階段，也不會印出任何輸出。

本題考查 OSI 模型七層架構的知識，要求將 Part I 中的名詞與 Part II 中的 OSI 層級進行配對。

OSI (Open Systems Interconnection) 模型是一個概念模型，將網路通訊劃分為七個抽象層。每一層都負責特定的功能，並為其上一層提供服務。

Part I 名詞解釋與對應 OSI 層級：

(A) TELNET: 一種應用層協定，用於遠端登入和終端機模擬。

• 對應層級：(7) Application Layer

(B) UDP (User Datagram Protocol): 一種無連接的傳輸層協定，提供簡單的數據報傳輸。

• 對應層級：(4) Transport Layer

(C) Mac Address (Media Access Control Address): 一種在資料鏈結層使用的硬體位址，用於在區域網路 (LAN) 中識別網路介面卡。

• 對應層級：(2) Data Link Layer

(D) Router: 一種網路設備，用於在不同網路之間轉送封包，工作在網路層。

• 對應層級：(3) Network Layer

(E) Three-way handshaking: TCP 協定用於建立連接的過程，工作在傳輸層。

• 對應層級：(4) Transport Layer

(F) Wireless AP (Wireless Access Point): 一種無線網路設備，用於連接無線設備到有線網路，主要工作在資料鏈結層（MAC 層），但也涉及物理層。

• 對應層級：(2) Data Link Layer (亦可認為與物理層緊密相關)

本題考查資料庫系統中的 ACID 原則，這是確保交易 (Transaction) 資料一致性和可靠性的核心概念。

ACID 是四個英文字母的縮寫，分別代表資料庫交易的四個基本特性：

1. 原子性 (Atomicity):

   • 解釋： 交易被視為一個不可分割的單元。交易中的所有操作必須全部成功執行，或者全部失敗回滾。不存在部分成功的交易。
   • 目的： 確保數據的完整性，避免出現數據不一致的狀態。例如，銀行轉帳，必須同時完成從 A 帳戶扣款和向 B 帳戶加款，不能只完成其中一項。

2. 一致性 (Consistency):

   • 解釋： 交易執行前後，資料庫的狀態必須保持有效。這意味著交易必須遵守資料庫定義的所有規則，包括約束（如主鍵、外鍵、唯一性約束）、觸發器和所有其他資料庫模式。
   • 目的： 確保資料庫的數據始終處於一個合法的、有意義的狀態。例如，在一個檢查帳戶餘額的交易中，餘額不能變成負值（如果規則不允許）。

3. 隔離性 (Isolation):

   • 解釋： 同時執行的多個交易之間必須相互隔離，互不影響。一個交易的執行不應該被其他同時進行的交易所干擾。換句話說，一個交易的執行結果，應該與其他交易獨立，就像它是單獨執行一樣。

核心觀念

本題考查利用二元樹的「中序走訪」與「後序走訪」結果，唯一還原二元樹結構的方法。

二元樹走訪定義如下：

• 中序走訪（In-order）：左子樹 → 根節點 → 右子樹
• 後序走訪（Post-order）：左子樹 → 右子樹 → 根節點

其中，後序走訪的最後一個節點必定是整棵樹的根節點。

已知：

• 中序：FECABHDG
• 後序：FECHGDBA

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解題方法

第一步：找出整棵樹的根節點

後序走訪的最後一個字母為 A，因此：

$$\text{根節點}=A$$

將中序走訪 FECABHDG 以 A 分割：

$$\underbrace{FEC}_{\text{左子樹}} \quad A \quad \underbrace{BHDG}_{\text{右子樹}}$$

所以：

• 左子樹的中序走訪：FEC
• 右子樹的中序走訪：BHDG

後序走訪扣除根節點 A 後為 FECHGDB。左子樹共有 3 個節點，因此後序走訪可分為：

• 左子樹後序：FEC
• 右子樹後序：HGDB

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第二步：還原左子樹

左子樹的資料為：

• 中序：FEC
• 後序：FEC

後序最後一個節點為 C，因此 C 是左子樹的根。

在中序 FEC 中，以 C 分割：

$$\underbrace{FE}_{\text{C 的左子樹}} \quad C$$

因此 C 沒有右子樹。

繼續處理 C 的左子樹：

• 中序：FE
• 後序：FE

後序最後一個節點為 E，所以 E 是根，且中序中 E 左側只有 F：

$$F \quad E$$

因此左子樹結構為：

    C
   /
  E
 /
F

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第三步：還原右子樹

右子樹的資料為：

• 中序：BHDG
• 後序：HGDB

後序最後一個節點為 B，因此 B 是右子樹的根。

在中序 BHDG 中，以 B 分割：

本題考查程式語言中迴圈結構的應用，要求寫出一個無窮迴圈。無窮迴圈的關鍵在於迴圈條件永遠為真。

以下分別使用 for、while 和 do-while 語句來實現無窮迴圈。

1. 使用 for 迴圈：
for 迴圈的語法是 for (初始化; 條件; 更新) { 循環體 }。
若將條件部分省略，則預設為 true，從而構成無窮迴圈。

for (;;) {
    // 循環體內的程式碼會不斷執行
    System.out.println("This is an infinite loop (for)!");
}

或者，可以設置一個永遠不會滿足的條件，例如：

int x = 0;
for (x = 0; x >= 0; x++) { // x 永遠不會小於 0
    System.out.println("This is an infinite loop (for)!");
}

2. 使用 while 迴圈：
while 迴圈的語法是 while (條件) { 循環體 }。
只要條件永遠為真，迴圈就會持續執行。

while (true) {
    // 循環體內的程式碼會不斷執行
    System.out.println("This is an infinite loop (while)!");
}

或者，可以設置一個永遠不會滿足的條件，例如：

本題考查「選擇排序法」(Selection Sort) 的執行過程，需要按照算法步驟，逐步記錄數列的變化。

選擇排序法的原理：
選擇排序法是一種簡單的排序算法。它的工作原理是：

1. 在未排序的序列中找到最小（或最大）的元素。
2. 將其與序列的起始位置（或第一個未排序的位置）交換。
3. 重複上述步驟，直到整個序列排序完成。

給定數列： 23, 12, 58, 85, 72, 98, 13, 37

排序過程記錄：

第一輪 (找出最小元素並放到第一個位置)：

• 原始數列：[23, 12, 58, 85, 72, 98, 13, 37]
• 尋找最小元素：最小的是 12，位於索引 1。
• 將最小元素 (12) 與第一個元素 (23) 交換。
• 數列變為：[12, 23, 58, 85, 72, 98, 13, 37]
• 已排序部分：[12]

第二輪 (找出未排序部分的最小元素並放到第二個位置)：

• 考慮未排序部分：[23, 58, 85, 72, 98, 13, 37]
• 尋找最小元素：最小的是 13，位於索引 6 (原數列索引)。
• 將最小元素 (13) 與第二個元素 (23) 交換。
• 數列變為：[12, 13, 58, 85, 72, 98, 23, 37]
• 已排序部分：[12, 13]

第三輪 (找出未排序部分的最小元素並放到第三個位置)：

• 考慮未排序部分：[58, 85, 72, 98, 23, 37]
• 尋找最小元素：最小的是 23，位於索引 6 (原數列索引)。
• 將最小元素 (23) 與第三個元素 (58) 交換。
• 數列變為：[12, 13, 23, 85, 72, 98, 58, 37]
• 已排序部分：[12, 13, 23]

第四輪 (找出未排序部分的最小元素並放到第四個位置)：

• 考慮未排序部分：[85, 72, 98, 58, 37]
• 尋找最小元素：最小的是 37，位於索引 7 (原數列索引)。
• 將最小元素 (37) 與第四個元素 (85) 交換。
• 數列變為：[12, 13, 23, 37, 72, 98, 58, 85]
• 已排序部分：[12, 13, 23, 37]

第五輪 (找出未排序部分的最小元素並放到第五個位置)：

• 考慮未排序部分：[72, 98, 58, 85]
• 尋找最小元素：最小的是 58，位於索引 6 (原數列索引)。
• 將最小元素 (58) 與第五個元素 (72) 交換。
• 數列變為：[12, 13, 23, 37, 58, 98, 72, 85]
• 已排序部分：[12, 13, 23, 37, 58]

本題考查電子商務安全性的相關知識，需要列舉並說明構成一個安全電子商務環境的關鍵特性。

一個安全的電子商務環境需要具備多方面的特性，以保護參與者（買家、賣家、支付機構等）的權益和數據安全。以下是主要的特性：

1. 機密性 (Confidentiality):

   • 說明： 確保敏感信息（如個人資料、信用卡號、交易記錄）不會被未經授權的個人或系統獲取。
   • 實現方式： 通常透過加密技術（如 SSL/TLS 協定）來保護數據在傳輸過程中的安全，以及在儲存時對數據進行加密。

2. 完整性 (Integrity):

   • 說明： 確保數據在傳輸或儲存過程中沒有被未經授權地修改、破壞或刪除。接收到的數據與發送時的數據是完全一致的。
   • 實現方式： 使用雜湊函數 (Hash Function) 和數位簽章 (Digital Signature) 來驗證數據的來源和內容是否被篡改。

3. 認證 (Authentication):

   • 說明： 驗證使用者身份的真實性，確保與您互動的是您聲稱的對象，而不是冒充者。這包括驗證買家身份、賣家身份以及交易雙方身份。
   • 實現方式： 使用密碼、數位憑證、雙因素認證 (Two-Factor Authentication, 2FA)、生物辨識等。

4. 不可否認性 (Non-repudiation):

   • 說明： 防止交易的一方或雙方事後否認其行為。例如，買家不能否認已下訂單，賣家不能否認已發貨。
   • 實現方式： 透過數位簽章、交易記錄、憑證等來提供證據，證明某方確實進行了某項操作。