108年 - 108 專技高考_專利師（選試專業英文及計算機結構）、專利師（選試專業日文及計算機結構）：計算機結構#78680

科目：計算機結構 | 年份：108年 | 選擇題數：0 | 申論題數：16

試卷資訊

所屬科目：計算機結構

選擇題 (0)

申論題 (16)

一、計算機的分類方法中，最有名的方法之一是 Flynn’s taxonomy 或稱 classification，其依據指令流的數目以及數據流的數目將計算機分成：單指令流單數據流（single instruction stream, single data stream，或稱 SISD）計算機、單指令流多數據流（single instruction stream, multiple data streams，或稱 SIMD）計算機、多指令流單數據流（multiple instruction streams, single data stream，或稱 MISD）計算機、多指令流多數據流（multiple instruction streams, multiple data streams，或稱 MIMD）計算機。試說明這四種計算機類別分別適用於那些型態的計算工作，並舉出日常常見實際應用的代表機器一種（舉例應具體、足以反映機器的特色）。（20 分）

⑴若僅改善數據處理使用的演算法使得數據處理的部分加速了 20 倍，則程式整體的加速為若干倍？（7 分）

⑵若不改善程式而僅將中央處理器替換成一個處理速度是兩倍快的中央處理器，則程式整體的加速為若干倍？（7 分）

⑶若不對記憶體系統做任何改善，則程式整體加速的上限為若干倍？（6 分）

⑴列出並說明定點數字表示法使用的格式（含各欄位的名稱、大小、功用）。

⑵列出並說明浮點數字表示法使用的格式（內容項目應同上）。

⑶浮點數字表示法中，一般是否有規範到（使用到）不需使用位元而能表示出來的資訊？如果有，是那些？

⑷浮點數字表示法可以表示數值非常細微或是極端巨大、範圍非常寬廣的許多數字。以 32 個位元的表示法為例，其能夠表示的不同數值數量約略為若干？並請作必要說明。

⑴相較於非管線化的設計，管線化的設計在硬體線路複雜度方面的需求為何？並說明之。

⑵相較於非管線化的設計，管線化的設計在程式執行時功率消耗的需求為何？並說明之。

⑶相較於非管線化的設計，管線化的設計在程式執行時間方面的表現為何？並說明之。

⑷管線化處理設計上常見的挑戰有三大類管線危障（pipeline hazards），試條列並說明之。

⑴寫出這個原理的名稱並說明其意義。

⑵這個原理又分別可以在時間上與空間上具體觀察到其行為。分別說明這個原理在時間上與空間上表現的行為是如何？

⑶以快取記憶體為例：在設計快取記憶體時，一般我們會在那些（至少列出重要者一項即可）設計參數上，如何利用到時間上的這種行為特性，做出怎樣的設計結果？

⑷在設計快取記憶體時，一般我們又會在那些（至少列出重要者一項即可）設計參數上，如何利用到空間上的這種行為特性，做出怎樣的設計結果？