所屬科目:計算機概論、大意(資訊科學概論,電腦常識,電子計算機概論)
一、如果任何布林函數(Boolean function)可以藉著重複使用一種邏輯閘或 一組邏輯閘來建構,則稱該邏輯閘或該組邏輯閘為通用的(universal)。例如,集合{AND, OR, NOT}是一組通用的邏輯閘。請寫出 AND, OR, 與 NOT 邏輯閘的真值表。然後使用這三種邏輯閘設計與畫出一個 2 對 1多工器,並說明其動作。所謂的 2 對 1 多工器為一個組合邏輯模組,它由兩個資料輸入端(I0 與 I1)、一個標的選擇線(S)與一個資料輸出端(Y) 組成。當選擇線(S)為邏輯 0 時,輸入資料端 I0 的值即傳送到資料輸出端(Y) ;當選擇線(S)為邏輯 1 時,輸入資料端 I1 的值即傳送到輸出端(Y) 。(20 分)
二、目前固態硬碟(SSD,solid-state disk or solid-state driver)已經廣泛地使用在計算機(或稱電腦)系統或是當作資料儲存的隨身碟。目前用來生產固態硬碟的 NAND Flash 有四種,分別是單層式儲存(SLC)、多層式 儲存(MLC,通常用來指稱雙層式儲存)、三層式儲存(TLC) 、四層式 儲存(QLC)。請說明這四種 NAND Flash 的差異,再由使用者觀點,比較它們的讀寫速度、使用壽命與成本。(20 分)
三、在計算機(或稱電腦)系統或是計算機網路中,資訊傳輸的安全性倍受重視。為此,許多不同的加密與解密技術(或稱演算法)廣泛的應用於此等系統中,研究這些技術的專門學問則稱為密碼學(cryptography)。然而這些技術可以歸納為兩大類:對稱式密碼學 ( symmetric 。請說明這 cryptography)與非對稱式密碼學(asymmetric cryptography) 兩者的區別。又公鑰(public key)與私鑰(private key)與上述兩種密碼學有何關連?請說明之。(20 分)
四、欲將桌上型計算機(或稱電腦)連接到網際網路時,必須設定下列四個 TCP/IP 通訊協定的項目:IP(internet protocol)位址、子網路遮罩(subnetwork mask)、預設閘道(default gateway)IP 位址、DNS(Domain Name System 或是 Domain Name Server)IP 位址。請說明上述各項目的功能。(20 分)
五、在計算機系統中,搜尋(search)資料為一個常用的演算法。今有一個 N 個元素的陣列。請先由計算機科學的觀點定義什麼是演算法,再說明循序搜尋(sequential search)與二元搜尋(binary search)的適用時機,並使用運算的次數為時間單位,比較兩種搜尋方式在搜尋上述 N 個元素的陣列時的最小搜尋時間、平均搜尋時間與最大搜尋時間。(20 分)