114年 一般警察特考 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) 試卷

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11
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年公務人員特種考試警察人員一般警察人
114年特種考試退除役軍人轉任公務人員考試試題
一般警察人員考試
二等考試
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)
2小時 座號:
※注意:使
使
代號:
20220
頁次:
2
1
4-bit
ALU
Multiplicand
Register (4-bit)
Product
Register (8-bit) Control
Test
Shift Right
Write
一、有一個 4位元的算術邏輯運算ALU硬體架構設計如圖以執
行如圖的無號數(Unsigned Number4位元乘法運算,請回答下列問
題:
請寫出 Control Test 的演算法(或是流程圖)10 分)
給定兩個十進位數字被乘數Multiplicand5乘數Multiplier12
請用上述所寫出之 Control Test 的演算法(或流程圖)完成圖ALU
的運算,需寫出執行的過程。10 分)
要將展成 32 元的 ALU以執行無數和有號Signed
Number的乘法運算,請說明可以如何擴展或是設計?5
1 0 0 0
1 0 0 1
1 0 0 0
0 0 0 0
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1 0 0 0
1 0 0 1 0 0 0
×
代號:
20220
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2
二、有一個 32 位元的 CPU 執行有號數Signed Number的加法運算或是減
法運算結果有可能發生滿溢Overflow的情況請回答下列問
請說明加法運算與減法運算會發生滿溢的情形為何?(15
請設計一個電路(或演算法)來檢查運算結果是否發生滿溢?10
三、假設有一個程式在某單一處理器(CPU)上執行的指令中有 2.5 ×109
(道)算術類指令1.2 × 109(道)load/store 類指2.0 × 108(道)
分支Branch類指此處理器對算術類指令 CPIClock Cycles Per
Instruction 1load/store 類指令的 CPI 10,分支類指令的 CPI
5,且處理器的時脈頻率是 2 GHz,請回答下列問題:
請問此程式的執行時間和平均 CPI 是多若有小數計算到小數點二
位)?(10 分)
如果程式平行化後分別 4個和 8個處理器核心上執行,每個處理器
的時脈頻率依舊是 2 GHz每個處理器上執行分支類指令數維持不變
但於 4個核心上執行算術類指令數以及 load/store 類指令數為原該指
令數除 2.8,於 8個核心上執行算術類指令數以及 load/store 類指
數為原該指令數除以 5.6請問平行化後對於單處理器執行結果分
提升多少(若有小數計算到小數點二位)?(15
四、虛擬記憶Virtual Memory功能可以使多個程式間有效及安全地分
享主記憶體,同時虛擬記憶體也必須和快取記憶體Cache Memory
統階層式的共同工作,所以除非資料已經存在於主記憶體中,否則不能
存在於快取記憶體中。設計上虛擬記憶體會使用頁(Page)表和轉譯側
查緩衝器Translation-Lookaside Buffer, TLB對應到主記憶體,請回答
下列問題:
記憶體階層存取效能(Performance)兩個常用的衡量指標命中(Hit
和錯失Miss請說明何謂命中?何謂錯失?以及如何影響記憶體效
能?(10 分)
在記憶體階層的整體運作上主記憶體存取可能會遇到三種錯失TLB
錯失頁錯失和快取Cache錯失想這三種錯失有一種或是多
種發生,可以組合成七種可能性。請對每一種可能性,說明是否真的
會發生且在什麼情況下會發生?(15 分)
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