110年 - 110 一般警察特種考試_二等_刑事警察人員數位鑑識組：計算機系統（包括計算機結構、作業系統）#101692

科目：計算機系統 | 年份：110年 | 選擇題數：0 | 申論題數：5

試卷資訊

所屬科目：計算機系統

選擇題 (0)

申論題 (5)

一、有一 DMA（direct memory access）模組正在使用循環偷竊（cycle stealing），企圖從 9600 bps 傳輸速率的設備將字元（characters）傳輸到記憶體中。若 CPU 正在以每秒一百萬個指令（MIPS）的速率擷取（fetch）指令，則此 DMA 模組將使得處理器減慢多少速度？（假設 CPU 只擷取指令未處理資料的讀寫）（20 分）

二、有一計算機系統（computer system）包含 32K 16-bit 單字（word）的主記憶體（main memory），同時具有 4K-word 快取記憶體（cache memory），此快取記憶體分割以每組（set）有 4 個槽（slot）為單位，每個槽包含 64 個單字。假設快取記憶體最初是空的， CPU 開始從位置（locations）30、31、32、…、4300 依序擷取（fetch）單字。若使用快取記憶體重複執行前述的依序擷取 5 次，則估計可改善執行時間多少？假設快取記憶體的速度比主記憶體快 10 倍，區塊替換（block replacement）使用 LRU（least recently used）策略。（20 分）

三、如果單獨執行 I/O 綁定的程式（I/O-bound program），其花費在等待 I/O 時間會比使用處理器（ processor）多，而處理器綁定的程式（ processor-bound program ）剛好相反。假設短期排程演算法（short-term scheduling algorithm）適合最近使用較少處理器時間的程式。請說明為什麼此演算法偏好 I/O 綁定程式，卻沒有永久性地拒絕處理器時間（processor time）限制於處理器綁定程式。（20 分）

四、請說明快取系統（cache system）中直接映射（direct mapping）、關聯映射（associative mapping）和集關聯映射（set-associative mapping）之間有何不同？（20 分）

五、有一管線機（pipeline machine）分四個階段執行一個指令，第 1 階段需要 80 奈秒（nanosecond, ns），第 2 階段需要 50 奈秒，第 3 階段需要 90 奈秒，第 4 階段需要 40 奈秒，該管線如下所示：（假設沒有其他延遲）若以此管線來完成 10 個指令需要多少時間？（ 20 分）