112 年 國立政治大學資訊管理學系碩士班科技組《計算機概論》

核心觀念
本題測驗二進位的基本位元運算與奇偶校驗 (odd parity) 概念。

• 奇偶校驗 (odd parity)：若一個二進位字串中「1」的個數為奇數，則稱此字串符合 odd parity；若為偶數則不符合。
• XOR (異或)：對應位元相同則結果為 0，不同則結果為 1。
• OR (或)：只要對應位元之一為 1，結果即為 1；全部為 0 時結果才為 0。

解題方法

1. 先統計每個選項中「1」的個數，判斷奇偶校驗。
2. 直接依照位元運算定義計算 XOR 與 OR 的結果。
3. 與題目提供的運算式比較，檢驗正確性。

選項分析

• (A) 101010101 是符合 odd parity
  計算「1」的個數：$1+0+1+0+1+0+1+0+1 = 5$。
  5 為奇數，符合 odd parity。此陳述正確。

• (B) 01000110 是符合 odd parity
  「1」的個數：$0+1+0+0+0+1+1+0 = 3$。
  3 為奇數，同樣符合 odd parity。

此題考查計算機組織與體系的基礎知識，包含 CPU 結構、指令集架構、流水線 (pipeline) 技術、以及通訊協定。

逐一檢驗各選項：

(A) CPU 有算數邏輯單元 (Arithmetic/logic unit, ALU)：
CPU 的核心組件之一是算數邏輯單元 (ALU)，負責執行算術運算（如加、減、乘、除）和邏輯運算（如 AND, OR, NOT, XOR）。此敘述正確。

(B) ARM 使用 RISC 設計架構：
ARM 處理器以其 RISC (Reduced Instruction Set Computer) 設計聞名。RISC 架構的特點是指令集較小、指令長度固定、執行速度快，並且通常採用大量暫存器。此敘述正確。

(C) 在有 pipeline 的 CPU 中, fetch 可同時與 execute 進行：
CPU 的流水線 (pipeline) 技術是將指令的執行過程分解為多個階段（如 Fetch, Decode, Execute, Memory Access, Write Back），並讓不同的指令在不同的階段同時執行，以提高整體吞吐量。
在一個典型的五級流水線中：

1. Fetch: 讀取指令。
2. Decode: 解碼指令，確定操作和運算元。
3. Execute: 執行指令（ALU 操作）。
4. Memory Access: 訪問記憶體（讀取或寫入）。
5. Write Back: 將結果寫回暫存器。
   在流水線中，當指令 I 的 fetch 階段完成後，它會進入 decode 階段，同時下一條指令 I+1 的 fetch 階段就可以開始。

核心觀念

本題考查四個基本觀念：

1. Stack（堆疊）：採用後進先出（LIFO, Last In First Out）。
2. Queue（佇列）：採用先進先出（FIFO, First In First Out）。
3. 作業系統與網路媒介共享方式：作業系統可利用分時策略讓多個行程共享 CPU；Ethernet 主要採用競爭式媒介存取，不是分頻。
4. Scaling（擴展）：
   • Vertical Scaling／Scale Up：提升單一主機的硬體規模。
   • Horizontal Scaling／Scale Out：增加主機數量，分散工作負擔。

解題方法

逐一比對每個選項與標準定義：

• FIFO 對應 Queue。
• LIFO 對應 Stack。
• 分時是 CPU 資源的時間切割；Ethernet 的傳統共享媒介存取主要使用 CSMA/CD。
• Horizontal Scaling 的同義詞是 Scale Out。

因此只要找出符合定義的選項即可。

選項分析

(A) FIFO 是 stack 的行為

錯誤。

Stack 遵循 LIFO，最後放入的資料最先取出。例如依序放入 $A、B、C$，取出順序為：

$$C \rightarrow B \rightarrow A$$

FIFO 是 Queue 的行為，資料取出順序與放入順序相同：

$$A \rightarrow B \rightarrow C$$

因此 FIFO 不屬於 Stack 的行為。

(B) 作業系統採用分時策略調配多個 processes 共享 CPU，但是 Ethernet 採用分頻

錯誤。

前半句正確：作業系統可透過分時（Time Sharing）將 CPU 時間切割成多個時間片，輪流分配給不同的 processes，使多個行程共享 CPU。

此題考查計算機網路和多媒體技術中關於「frame」這個術語的應用。需要區分不同領域中 frame 的含義。

逐一檢驗各選項：

(A) H.264 影片是由數種不同的 frame 組成的：
H.264 (MPEG-4 AVC) 是一種影片壓縮標準。在影片壓縮中，畫面被劃分為不同類型的幀 (frame)。常見的有：

• I-frame (Intra-coded frame)：獨立編碼的幀，包含完整的圖像資訊，不需要參考其他幀。
• P-frame (Predicted frame)：預測幀，參考前面的幀來編碼，只包含與參考幀的差異資訊。
• B-frame (Bi-predictive frame)：雙向預測幀，可以參考前面和後面的幀來編碼，壓縮效率最高。
  因此，H.264 影片確實是由數種不同的 frame 組成的。此敘述正確。

(B) RAM 被切割為固定長度的基本管理單位是 frame：
在作業系統中，記憶體管理是將實體記憶體 (Physical Memory) 分割成固定大小的區塊，稱為「頁 (page)」。虛擬記憶體 (Virtual Memory) 也使用「頁」作為基本單位。
在某些早期的或特定的記憶體管理技術中，可能會使用「段 (segment)」作為單位，但「frame」通常是指實體記憶體中的一個頁框 (page frame)，是 page 在實體記憶體中的對應單元。
「Frame」本身並不是 RAM 被切割為基本管理單位，而是「Page」是虛擬記憶體的單位，「Page Frame」是實體記憶體的單位，兩者對應。
嚴格來說，RAM 的基本管理單位是 Page Frame，而 Page 是虛擬記憶體的單位。若將 RAM 視為實體記憶體，其基本管理單位是 Page Frame，而 Page Frame 的大小通常與 Page 的大小相同。
題目說「RAM 被切割為固定長度的基本管理單位是 frame」，這句話的表述不夠精確，但若將 "frame" 理解為 "page frame"，並且 page frame 是 RAM 的基本管理單位（與 page 對應），那麼這個說法有一定道理。
然而，相較於網路傳輸中的 frame，此處的「frame」概念更像是「page frame」，且通常我們稱之為 page。
更嚴謹的說法是，虛擬記憶體將程式的位址空間劃分為 page，而實體記憶體 (RAM) 則劃分為 page frame。page 會被載入到 page frame 中。

此題考查作業系統中關於程序 (process) 同步與互斥 (synchronization and mutual exclusion) 的重要概念，特別是 Semaphore 和 Critical Region。

逐一檢驗各選項：

(A) Semaphore 至少需要兩個 variables 設計實作,以負責軟體系統某個資源一次只能一個 process 使用：

• Semaphore：是一種用於控制多個程序對共享資源訪問的同步機制。一個基本的二元 Semaphore (binary semaphore) 可以用一個整數變數和兩個操作 (wait/P 和 signal/V) 來實現。
  • wait(S): 如果 S > 0, S--; 否則阻塞該程序。
  • signal(S): S++; 如果有阻塞的程序，喚醒一個。
  • 對於互斥 (mutual exclusion)，一個二元 Semaphore (初始值為 1) 即可實現「一個資源一次只能一個 process 使用」。
• 題目說「至少需要兩個 variables」。這是不正確的。一個二元 Semaphore 只需要一個變數（整數）和相應的操作。雖然 Semaphore 的內部實現可能涉及隊列等，但其核心是一個計數器或布林值。
• 因此，此敘述錯誤。

(B) Critical region 表示這個程式區段被設計一次只能有一個 process 執行：

• Critical Region (臨界區)：是指程式碼中一段存取共享資源的區域。為了確保資料的一致性，在任何時刻，最多只能有一個程序進入其臨界區。這就是互斥 (mutual exclusion) 的概念。
• 此敘述準確地描述了臨界區的目的和特性。此敘述正確。

(C) Critical region 不會導致 mutual exclusion 的情況發生：

• 如上所述，Critical Region 的目的就是為了實現 Mutual Exclusion。它保證在同一時間，只有一個 process 能執行 Critical Region 中的程式碼。
• 因此，Critical Region 正是 為了發生 Mutual Exclusion 而設計的。此敘述錯誤。

此題考查 IEEE 802 系列標準中常見的網路技術，包括無線區域網路 (WLAN) 和無線個人區域網路 (WPAN)，以及其傳輸速率和分類。

逐一檢驗各選項，找出錯誤的敘述：

(A) 802.11b 最高只有 11Mbps 的理論傳輸速率：
IEEE 802.11b 是 Wi-Fi 的早期標準之一，其最高理論傳輸速率確實是 11 Mbps。此敘述正確。

(B) 802.3u (100BASE-T) 只有 100Mbps 的理論傳輸速率：
IEEE 802.3u 標準定義了 100BASE-T 乙太網路，其理論傳輸速率為 100 Mbps。此敘述正確。

(C) 802.15 是 WAN (Wireless Area Network) 的一種,藍牙隸屬於此協定：

• IEEE 802.15 標準定義了無線個人區域網路 (Wireless Personal Area Network, WPAN)。
• 藍牙 (Bluetooth) 是基於 IEEE 802.15.1 標準。
• WAN (Wide Area Network) 是廣域網路，涵蓋較大的地理範圍，例如網際網路。
• 因此，802.15 是 WPAN，而非 WAN。藍牙隸屬於 802.15 標準，但 802.15 並非 WAN。此敘述錯誤。

此題考查 CSMA/CD 和 CSMA/CA 協議在處理網路訊號碰撞 (collision) 方面的特性，以及與 Hidden Terminal 問題和 RTS/CTS 機制的關聯。

逐一檢驗各選項，找出錯誤的敘述：

(A) CSMA/CD 不允許發生 collision：

• CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)：是一種用於共享式網路（如傳統乙太網路）的媒體訪問控制 (MAC) 協議。
• 它的機制是：在傳送前先偵測載波 (Carrier Sense)，如果介質空閒則傳送。傳送過程中，持續偵測是否有碰撞發生 (Collision Detection)。如果偵測到碰撞，則立即停止傳送，並等待一段隨機時間後重試。
• 「不允許發生 collision」是錯誤的。CSMA/CD 的核心就是「偵測到碰撞並處理」，它允許碰撞發生，並有機制來處理它，而不是完全禁止。
• 此敘述錯誤。

(B) CSMA/CA 有可能發生 collision：

• CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)：是一種用於無線網路（如 Wi-Fi）的 MAC 協議。與 CSMA/CD 不同，無線介質通常難以準確偵測碰撞 (Collision Detection 在無線環境中很困難)。因此，CSMA/CA 採取「避免碰撞」的策略。
• 它會使用隨機退避時間 (random backoff time) 和 RTS/CTS (Request to Send/Clear to Send) 等機制來嘗試減少碰撞發生的機率。
• 儘管有這些機制，但由於無線環境的複雜性（如隱藏節點問題），碰撞仍然有可能發生，只是發生的機率被大大降低。
• 此敘述正確。

(C) CSMA 技術有可能因為 hidden terminal problem 發生 collision：

• Hidden Terminal Problem (隱藏節點問題)：在無線網路中，節點 A 和節點 C 可以互相聽到對方，但節點 B 在 A 和 C 的傳輸範圍之外，B 可以聽到 A 但聽不到 C，或者聽到 C 但聽不到 A。
  • 例如：A 傳送給 B，C 也在傳送給 B。

核心觀念

• 關係代數：SELECT（σ）用於篩選符合條件的 tuple，PROJECT（π）用於投射指定屬性，投影後會自動去除重複的 tuple（即集合 semantics），JOIN（⋈）則是把兩張表在指定屬性相等的情形下配對產生新 tuple。
• 集合 vs. 多重集合：在課本的關係代數模型裡，關係被視為集合，因此同一 tuple 重複出現只算一次。投影後若屬性值相同，會合併成一筆。

解題方法

1. 先寫出原始資料表，確認每個屬性與對應的 tuple。
2. 依序套用題目中的關係代數運算，逐步列出結果集合，檢查「只有一個 tuple」的斷言是否成立。
3. 只要有一筆以上的結果，即判斷該選項錯誤。

原始資料表

A (L, M, N)
X	P	1
Y	Q	7
Z	R	6

B (X, Y)
9	7
4	3

（以上即題目所給的兩張關係）

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選項逐一分析

選項	運算式	結果	判斷
(A)	SELECT * FROM B WHERE X = 9	只剩下 tuple (9, 7)	正確
(B)	PROJECT L FROM A（π<sub>L</sub>(A)）	投影屬性 L → {X, Y, Z}（三筆 distinct）	錯誤（題目說「只有一個 tuple」）
(C)	SELECT * FROM A WHERE L = Z	只剩下 tuple (Z, R, 6)	正確

核心觀念
本題考查人工智慧（AI）領域內常見概念的正確性，涵蓋以下重點

• 模型複雜度與訓練樣本：在樣本不足的情況下，過度複雜的模型仍可在訓練資料上取得較高的 accuracy（過擬合）。
• **PCA (核心觀念
  本題考查人工智慧（AI）領域內常見概念的正確性，涵蓋以下重點
• 模型複雜度與訓練樣本：在樣本不足的情況下，過度複雜的模型仍可在訓練資料上取得較高的 accuracy（過擬合）。
• PCA (Principal Component Analysis)：屬於 無監督的 降維 方法，演算過程只利用特徵向量與協方差矩陣，不需要任何標籤。
• 循環神經網路 (RNN) 的梯度問題：RNN 在時間步長 (time‑step) 上形成深度，導致 梯度消失 (vanishing) 或 梯度爆炸 (explosion)，根本原因是連乘的權重矩陣與長期依賴，與「參數或層數較多」的說法在概念上不相符，但在多層 RNN（stacked RNN）亦會加劇此現象。
• ChatGPT 與 Transformer：ChatGPT 基於 自迴歸語言模型（GPT），Transformer 的核心創新是 自注意力機制 (self‑attention)。

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解題方法

1. 逐一驗證每個選項的敘述是否符合上述概念。
2. 判斷是否有明顯與課本或權威文獻相牴觸的說法，特別留意是否涉及「需要標籤」或「模型結構」的基本前提。
3. 若只有單一選項錯誤，即可直接確定答案。

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選項分析

選項	內容	正誤判斷與說明

核心觀念

本題考查封包竊聽、ARP 欺騙、無線區域網路的共享媒介、NAT，以及公開金鑰加密與數位簽章。

判斷時要分清楚：ARP 負責把 IP 位址對應到 MAC 位址；NAT 會為內部主機建立連線對應；公開金鑰加密與數位簽章則分別使用不同角色的金鑰。

解題方法

逐項檢查描述中的技術細節，尤其注意 ARP 欺騙改變的是哪一種位址對應，以及「聽到封包」是否等於「看懂封包」。若只有一個選項不符合標準網路概念，即為題目所問的錯誤描述。

選項分析

(A) 錯誤。 ARP spoofing（ARP 欺騙）是攻擊者送出偽造的 ARP 訊息，讓其他主機把某個 IP 位址錯誤地對應到攻擊者的 MAC 位址。結果是封包可能被送到攻擊者的網路介面，而不是「被傳送至偽造的 IP 位址」。此選項把 IP 位址與 MAC 位址的作用混淆了。