Course: Introduction to Computer Science   Exam. #1   Date: Nov. 1, 2004

Instructor: 趙坤茂 (台大資訊工程系)  TA: 王弘倫 陳明江

請隨卷作答,共兩面,記得填上系級、學號及姓名

考試時間:100分鐘

一、填充題 (每格2分,共60分)

1.          第一部可用電子訊號將資訊編碼的特殊用途機器,稱為__ABC__。

2.          第一代電腦到第四代電腦的基礎元件分別為(請依順序回答):  真空管  、  電晶體    、  積體電路  及  超大型積體電路  。

3.          主記憶體類別有兩種:RAM (存取記憶體) 以及 ROM (唯讀記憶體)。

4.          目前電腦儲存整數的標準方式是採用   二補數  表示法,表示實數最常用的浮點數表示法之標準為   IEEE 754   。

5.          全球三大電腦展為德國漢諾威電腦展(CeBIT;每年三月舉行)、台北國際電腦展(COMPUTEX TAIPEI;每年六月舉行)及美國拉斯維加斯秋季電腦展(COMDEX FALL;每年九月舉行)。

6.          Computer(電腦)、Communication(通訊)及Consumer electronics(消費性電子產品)三個英文名詞常常一起縮寫為  3C  。

7.          在中央處理器和記憶體的連結架構裡,用來傳述電子訊號的傳輸工具稱為匯流排,包括   控制匯流排   、   位址匯流排    以及    資料匯流排   。

8.          在 CPU 排班時候,程序會因為始終得不到 CPU 資源而變成    饑餓 (Starvation)    的狀態。

9.          第一部以真空管為基礎元件的電腦為ENIAC,它完成於西元__1946  _年。

10.      三進位表示法(12011)3在九進位表示法下為_ 1649__。

11.      可同時讀取多種不同的記憶卡及MD的設備,通常稱為多合一的讀卡機。

12.      每一程序(process)在作業系統中都對應於主記憶體中的一個區塊, 我們稱此區塊為____ PCB (Process Control Block)_____。

13.      有資訊領域諾貝爾獎之稱的為___杜林獎(Turing Award)___。

14.      為了解決CPU與主記憶體間速度上差距的瓶頸, 我們利用了何種技術?____快取記憶體(cache)_____。(請回答我們在這兩者間用了何類型的記憶體)

15.      假設一個整數儲存為8個位元(8-bit memory location),請填入下列空格:

十進位

Decimal

帶正負符號大小表示法

Sign-and-Magnitude

一補數表示法

One’s Complement

二補數表示法

Two’s Complement

-121

11111001

10000110

10000111

16.      十進位 187.875的二進位表示法為__10111011.1112___;八進位表示法為___273.78____;十六進位表示法為 _____BB.E16______。

17.      請填入下列空格:

Number

IEEE 754單倍精準數表示法(32位元)

125.625

0  10000101  11110110100000000000000

3852.05

0  10001010  11100001100000011001100

 

二、簡答題 (每題4分,共40分)

1.      列舉數位化的資訊的好處有哪些?
答:數位化的資訊好處多多,它方便我們編輯、處理、儲存、傳輸及播放,以便更有效精確地表達意念。我們可以用電腦來編輯及整合不同的數位化資訊,精確地安排各種複雜媒體出現的順序、時間及播放設備。我們也可利用電腦強大的處理及搜尋功能,提供多媒體的互動方式,加強虛擬實境的真實感。透過網際網路無遠弗屆的牽引,這些數位化的資訊也可即時地傳送到世界每一個角落。

2.      當二補數表示法一正一負相加,且結果為負時,請問這運算如何進行,並解釋其原因。
答:參見課本範例15(p. 2-22)及p. 2-25上的狀況三。

3.      請簡述CPU排班演算法中,「最短工作先處理」(Shortest Job First)做法是如何進行,並說明這方法在平均等待時間上有何好處?
答案:最短的程序先得到CPU資源;平均等待時間最短。

4.      請畫出一個程序從新產生到結束等各個狀態之間的關係圖。
答案:

5.          請解釋「馮紐曼模式」(von Neumann Model)的架構,並說明其最主要精神。
答: 當今計算機的通用架構,都是基於一種稱為「馮紐曼模式」(von Neumann Model)的架構,主要有四大子系統:記憶體(memory)、算術邏輯單元(Arithmetic Logic Unit,簡稱ALU)、控制單元(Control Unit)及輸入/輸出(Input/Output)。最主要的精神在於儲存程式的概念。

6.          CPU的暫存器有何作用?
答:它的存取速度比主記憶體快得多,有了這些額外的小儲存區,可大大增高CPU的效能,同時在暫存器中,有兩個比較特殊的是:儲存所執行指令的指令暫存器(Instruction Register)及記錄目前程式正在執行的指令位址之程式指標暫存器(Program Counter)。

7.          請概述CPU執行時所採用生產線技術。
答:為了增進CPU的效率,當算術邏輯單元正在執行時,控制單元並不會傻呼呼地等在那裡,它也會開始進行下一個擷取指令的動作,這好像汽車工廠的生產線(pipeline),如果工廠每次就只組裝一部汽車,全部組裝完一部後再組裝下一部,這樣的效率當然不理想,但如果生產線某單元完成汽車某零件的裝配後,就交給後面單元繼續完成,同時它也接著進行下一部汽車的零件裝配,雖然裝配第一部汽車所需的時間和每次只組裝一部汽車一樣,但第二部汽車起,速度就會快許多。同樣地,我們也可把CPU執行程式的流程,以生產線方式來進行,這種技術稱為生產線技術。

8.          請簡述分時(time-sharing)系統的概念。
答:將CPU的時間切割成很多小時段,CPU不停地在許多程序或使用者之間切換來執行工作。因為切換得很頻繁,所以每位使用者都以為自己和CPU之間是持續運作的。

9.          請簡要說明ASCII和Unicode的用途,它分別以幾個位元編碼?
答:在電腦裡,所有的文字也存成位元字串,因此我們必須有公訂的對照表,以便我們能在儲存時將文字轉成位元字串,而在解讀時能將位元字串轉回文字。ASCII(唸成Ass-key;American Standard Code for Information Interchange;美國國家資訊交換標準碼)是當今最普及的公訂標準,這標準由美國國家標準局在1963年時發表,以7個位元儲存一個字符。Unicode即一般俗稱「萬國碼」的字元編碼標準,利用兩個位元組(16個位元)進行編碼,故有65,536種組合,前面128個符號為ASCII字元,其餘則為英、中、日、韓文以及其他非英語系國家之常用文字。

10.      如果要把google搜尋器當計算機,應如何操作?
答:直接在搜尋框裡打入計算式。