中央資工所硬體考古題十年大統整（106–115）
倒扣規則逐年對照
中央硬體的科目全名是「作業系統與計算機組織」，所別「資工類」，OS 約 50% ＋ 計組約 50%，十年不變，而且每一年都禁用計算器。
但計分規則十年換了七種，沒有任何兩年完全相同：
| 年度 | 卷面結構 | 計分 | 倒扣下限 |
|---|---|---|---|
| 106 | 多選 1–13（65）＋單選 14–20（35） | 多選逐選項 −1；單選答錯 −2 | 未標示 |
| 107 | 多選 1–15（75）＋單選 16–20（25） | 多選逐選項 −1；單選答錯 −2 | 未標示 |
| 108 | 單選 1–5（25）＋多重選擇 6–20（75） | 單選答錯 −2；多選不倒扣 | 扣到該大題 0 分 |
| 109 | 單選 1–2（10）＋多選 3–20（90） | 單選答錯 −2；多選答對 +1／答錯 −1 | 扣到該大題 0 分 |
| 110 | 多選 1–10（50）＋複選 11–20（50） | 多選逐選項 −1；複選全對才給分、不倒扣 | 扣到多選題 0 分 |
| 111 | 單選 1–8（40）＋多選 9–20（60） | 單選答錯 −2；多選逐選項 −1 | 兩個獨立的倒扣池 |
| 112 | 全卷多選 20 題（100） | 逐選項 −1 | 未標示 |
| 113 | 複選 1（5）＋多選 2–20（95） | 第 1 題全對才給分、不倒扣；其餘逐選項 −1 | 扣到該大題 0 分 |
| 114 | 全卷多選 20 題（100） | 逐選項 −1 | 扣到該大題 0 分 |
| 115 | 全卷多選 20 題（100） | 逐選項 −1 | 扣到多選題 0 分 |
三件事決定你的下注策略，而且每年都不一樣：
- 108 年是唯一「多選不倒扣」的一年，而且不倒扣的部分佔 75 分——那一年多選題全部勾滿才是最佳解。用 107 或 114 的保守心態作答 108，等於白送分數。
- 106、107、112 三年的卷面沒有寫倒扣下限，理論上可以扣到負分；其餘七年都明訂「扣到 0 分為止」。有下限時，扣到底之後再猜就沒有額外損失。
- 110 年同一份卷子裡有兩種相反的規則：前 10 題逐選項倒扣（要保守），後 10 題全對才給分且不倒扣（一定要作答，但錯一個選項就整題 0 分）。113 年也是類似設計，只是「全對才給分」的部分只有第 1 題。
進場第一件事永遠是把每個大題的計分說明讀完。 中央硬體十年沒有一年的規則和前一年完全相同。
題型演變
| 年度 | 頁數 | 題型 | 計算題 | 「mod 5」題數 | 特色 |
|---|---|---|---|---|---|
| 106 | 7 | 多選 13 ＋ 單選 7 | 5 題 | 4 | 布林代數與卡諾圖佔 15 分 |
| 107 | 7 | 多選 15 ＋ 單選 5 | 5 題 | 4 | 逐選項倒扣佔 75 分，十年最高 |
| 108 | 5 | 單選 5 ＋ 多選 15 | 5 題 | 4 | 唯一多選不倒扣的一年 |
| 109 | 6 | 單選 2 ＋ 多選 18 | 3 題 | 0 | 兩題用「NOT true」反問 |
| 110 | 5 | 多選 10 ＋ 複選 10 | 2 題 | 0 | 同卷兩種計分規則 |
| 111 | 8 | 單選 8 ＋ 多選 12 | 6 題 | 0 | 唯一直接印出資料路徑電路圖 |
| 112 | 7 | 全卷多選 20 | 2 題 | 0 | 最後四題全是原題重出 |
| 113 | 6 | 複選 1 ＋ 多選 19 | 1 題 | 0 | 計組全部集中在記憶體階層 |
| 114 | 6 | 全卷多選 20 | 0 題 | 0 | 首度考 ECC、記憶體牆 |
| 115 | 8 | 全卷多選 20 | 0 題 | 0 | GPU、HBM、SSD、AI 全部首度入題 |
結論：中央硬體十年的走向非常清楚——從「計算為主」轉向「觀念判斷為主」。 106–108 每年有四題把答案藏在「算完再 mod 5」後面，109 年起這個設計完全消失；114、115 兩年更是連一題需要算數字的題目都沒有。同時題型從「單選＋多選混合」收斂成 112 年起固定的全卷多選。
「mod 5」是 106–108 的招牌設計：答案被壓成 0–4 五個選項，沒有相近選項可以反推，算錯一步就完全看不出來。這三年的計算題要用兩種方法覆核。
重複出題清單
這是中央硬體最值得花時間的地方。 十年來有一批 OS 題被一字不差地重複使用，最多的一題出現了五次：
| 題目 | 出現年度 |
|---|---|
| 硬體無特權模式時如何建構安全的 OS | 106 第 7 題、107 第 10 題、108 第 12 題、112 第 20 題、113 第 11 題（五次） |
| 銀行家演算法屬於哪一類手法／unsafe 狀態與死結的關係 | 106 第 13 題、109 第 11 題、110 第 13 題、113 第 19 題、114 第 12 與 19 題（五次） |
| many-to-many 模型下核心執行緒數的效能影響 | 108 第 14 題、109 第 6 題、112 第 19 題（三次，一字不差） |
| 哪些排程演算法會造成飢餓 | 106 第 9 題、109 第 4 題、112 第 17 題（三次） |
| 分離 mechanism 與 policy | 106 第 12 題（哪些是 policy）、107 第 9 題（目的）、113 第 15 題、114 第 17 題（四次） |
| 容器與虛擬機的差異 | 110 第 14 題、113 第 14 題、114 第 16 題（三次，一字不差） |
| LRU／FIFO／Optimal 的頁錯誤數比較 | 108 第 16 題、109 第 7 題、111 第 6 題、113 第 13 題（113 與 108 連參考串都一樣） |
| 決定頁面大小要考慮什麼 | 110 第 11 題、113 第 12 題（一字不差） |
| PCS／SCS、優先權反轉、競爭條件 | 111 第 16 題、113 第 17 題、114 第 18 題 |
| 計數號誌的性質 | 109 第 5 題、112 第 18 題（一字不差） |
| 頁面大小與頁表大小的關係 | 109 第 9 題、110 第 10 題、113 第 18 題、114 第 4 題 |
| 管線化改善的是吞吐量還是單指令延遲 | 107 第 14 題、109 第 17 題、112 第 4 題 |
| 時間區域性與空間區域性的定義 | 109 第 19 題、110 第 2 題、115 第 9 題 |
| 暫存器重新命名能消除哪幾種相依 | 109 第 14 題、110 第 9 題、111 第 14 題 |
| 分離 I-cache 與 D-cache 減少的是哪一種危障 | 109 第 15 題、111 第 12 與 14 題、114 第 8 題 |
| 快取位址拆解（tag／index／offset 位元數） | 106 第 16 題、107 第 16 題、109 第 2 題、110 第 1 題、111 第 2 題 |
| 管線化的加速比（未管線 vs 管線） | 106 第 14 題、109 第 1 題、111 第 3 題（109 與 111 只差數字） |
| Amdahl's Law | 110 第 8 題（指令比例陷阱）、111 第 1 題（時間比例）、112 第 10 題（兩案比較） |
| inclusive cache 的定義 | 111 第 11 題、112 第 7 題、115 第 7 題 |
| fork 迴圈產生幾個程序 | 106 第 19 題（問新增的程序數）、111 第 4 題（問程序總數）——兩題問法不同，要看清楚題目問的是哪一個 |
| 單週期對多週期的比較 | 106 第 2 題、108 第 7 題、109 第 13 題（反問）、112 第 4 題、115 第 2 題（五次） |
| RISC 對 CISC | 110 第 7 題、112 第 5 題、115 第 1 題 |
| 阻塞式系統呼叫對呼叫程序的影響 | 110 第 20 題、115 第 15 題 |
重複最密集的三年：112 年最後四題（17–20）連續 20 分全是原題、113 年第 11–15 題連續五題 25 分全是原題、114 年第 16–19 題連續四題 20 分全是原題。
但 115 年一題原題都沒有。 這是十年來第一次完全不重用舊題，也是準備 116 年最需要留意的訊號。
主題出現年度一覽
計算機組織
| 主題 | 出現年度 |
|---|---|
| 快取設計與位址拆解 | 106、107、108、109、110、111、112、113、115 |
| 管線危障（RAW／結構／控制） | 106、107、108、109、110、111、112、113、114、115 |
| 單週期／多週期／管線的比較 | 106、108、109、110、112、115 |
| 分支預測 | 106、107、108、110、115 |
| 效能公式（CPI、MIPS、加速比） | 106、107、108、109、110、111、112 |
| Amdahl's Law | 110、111、112 |
| IEEE754 浮點表示 | 107、108、111、114 |
| 布林代數與卡諾圖 | 106、107 |
| MIPS ISA 與指令格式 | 106、109、110、111、112、113、115 |
| 虛擬記憶體與 TLB | 108、109、110、111、113、114、115 |
| 記憶體階層（3C 失誤、write 政策） | 109、110、112、113、115 |
| ILP、超純量、VLIW、SIMD | 109、110、113 |
| ECC、記憶體牆、bank／交錯 | 114、115 |
| GPU 架構（SIMT、coalescing、HBM） | 115 |
| NUCA、EPT／巢狀分頁、VIPT | 115 |
作業系統
| 主題 | 出現年度 |
|---|---|
| 程序與執行緒（fork、共享什麼、模型） | 106、107、108、109、110、111、112、114、115 |
| CPU 排程（飢餓、RR、SJF、多層佇列） | 106、108、109、110、111、112、113 |
| 同步（號誌、自旋鎖、monitor、生產者消費者） | 107、109、111、112、113、115 |
| 死結與銀行家演算法 | 106、108、109、110、113、114 |
| 分頁與置換演算法 | 107、108、109、110、111、113 |
| 輾轉現象（thrashing） | 107、111、113 |
| 虛擬化與容器 | 109、110、111、113、114、115 |
| IPC（pipe、共享記憶體、COW） | 107、111、112、115 |
| 計算機網路 | 106、107、108、109、110、111、112、113 |
| 資訊安全 | 113、114、115 |
| I/O 子系統、DMA、SSD | 110、115 |
| 開機流程、AI 工作負載 | 115 |
注意：計算機網路在 106–113 年每年都考一題（5 分），114、115 兩年完全消失，取而代之的是資訊安全。準備時要把這 5 分的位置留給安全而不是網路。
中央硬體的三個特色
1. OS 與計組固定對半，而且切分越來越整齊
十年來 OS 與計組都是各約 50 分，但排列方式在 107 年之後越來越規律：
- 107：前 10 題純 OS、後 10 題純計組
- 110、113、114、115：前 10 題純計組、後 10 題純 OS
- 106、108、109、111、112：兩科交錯
112 年起固定為「前十計組、後十 OS」，這對分科複習的人非常友善——知道自己哪一科弱，就知道該加強哪十題。
2. 「對調型陷阱」是中央最固定的出題手法
中央很少考艱深的推導，而是把課本裡成對的概念互相對調再問你哪個是真的。十年來至少出現這幾組：
時間區域性 ↔ 空間區域性｜頁面大小 ↔ 頁表大小的方向｜重新命名能消除哪幾種相依｜銀行家屬於 prevention 還是 avoidance｜PCS ↔ SCS｜反轉頁表用什麼當索引｜JR 屬於哪一種指令格式｜write-allocate 通常搭配哪一種寫入策略｜機密性對應的是未授權修改還是未授權讀取｜中斷驅動 I/O 需不需要輪詢
每一組都是「兩個成對的名詞，選項裡放的是其中一種說法」，只記得有這兩個名詞、沒記清楚哪個配哪個，就一定會在這裡失分。
把這些整理成正反對照卡，是準備中央硬體投報率最高的事。
3. 絕對字眼是高風險選項的標記
「always／never／regardless／only／strictly／must」出現在選項裡時，要特別停下來驗證，不要順著語氣讀過去。十年來這類寫法密集出現在下面這幾題：
- 114 第 3 題｜「More memory banks always result in higher performance, regardless of access patterns」
- 114 第 12 題｜「A context switch always involves updating the page table」
- 115 第 6 題｜「A TLB miss implies a Page Fault must strictly occur」
- 115 第 8 題｜「GPUs strictly avoid context switching」
- 112 第 11 題｜「SRTF is the best preemptive scheduling algorithm that can be implemented」
每一句都各自對應一個觀念邊界：bank 數與存取模式的關係、context switch 的種類與頁表的關係、TLB 失誤與頁錯誤的關係、GPU 的執行緒切換機制、SRTF 的可實作性。要能針對每一句舉出一個反例或說出成立的理由，這類選項就不必靠語氣猜
給 116 年考生的策略
- 先讀計分規則再動筆。 十年七種規則，而且 108 年的「多選不倒扣」與其他九年完全相反。規則決定下注方式，看錯規則等於整份卷子的策略都錯了
- 106–114 的重複題清單一定要練。 五題出現五次、三題出現三次以上，112、113、114 三年各有 20–25 分是原題原樣重出。這是中央硬體最穩的分數來源
- 但 115 年一題原題都沒有，必須補新主題。 如果 116 年延續 115 的路線，以下六塊各約 5 分、合計約 30 分：
- GPU 架構：SIMT、Warp divergence、memory coalescing、shared memory bank conflict、latency hiding
- 現代記憶體：HBM／GDDR、bank／channel／interleaving、NUCA
- 虛擬化下的分頁：EPT／巢狀分頁的二維走訪、VIPT 快取
- SSD：FTL、TRIM、寫入放大、均勻磨損
- 開機流程：UEFI、Secure Boot、MBR 與 GPT
- AI 工作負載：大頁、NUMA 感知、GPUDirect／RDMA
- 傳統計算題維持基本盤。 114、115 雖然零計算題，但 106–113 每年都有。快取位址拆解、CPI／MIPS、Amdahl's Law、頁面置換模擬、fork 程序數這五項要練到反射
- 逐選項倒扣的下注原則：把握 ≥ 80% 才勾，空白是 0 分、答錯是 −1 分。不要為了「五個選項都要表態」而亂勾。但有 0 分下限的年度，扣到底之後再猜就沒有額外損失
- 禁用計算器十年不變。 106–108 的「mod 5」題沒有相近選項可反推，算完一定要用第二種方法覆核
- 如果同時要考中央的軟體考科，注意中央軟體從 113 年起已固定為「20 題全複選、全對才給分、答錯倒扣 1 分」，與硬體的逐選項倒扣是不同的計分邏輯，兩科的作答策略要分開練
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