單元3 測驗/記憶體管理(第5周) 返回
現代電腦除了主記憶體外尚有快取記憶體,其主要的功能為:
  • A. 可以減少磁碟空間
    3% (1)
  • B. 可以降低主記憶體的成本
    3% (1)
  • C. 可以有效地增進程式的整體執行速度
    87.9% (29)
  • D. 可以減少程式偵錯的時間
    0% (0)
  • 未填寫
    6.1% (2)
解說:
(A) 可以減少磁碟空間 ❌
快取記憶體的功能與磁碟空間無關,它主要是用來加快 CPU 存取資料,而不是用來減少磁碟使用量。
(B) 可以降低主記憶體的成本 ❌
快取記憶體本身價格昂貴,並不會直接降低主記憶體的成本,反而可能增加系統的總成本。
(C) 可以有效地增進程式的整體執行速度 ✅
快取記憶體能夠暫存常用的資料,減少 CPU 直接存取主記憶體的頻率,進而提升程式執行速度。這是快取記憶體的主要作用。
(D) 可以減少程式偵錯的時間 ❌
快取記憶體與程式偵錯無直接關係,程式偵錯主要依賴除錯工具(如 GDB)或開發環境,而非快取記憶體的影響。
答對率 : 87.9 %
有關記憶體的敘述,下列何者為錯誤?
  • A. 暫存器比主記憶體之記憶體容量小
    0% (0)
  • B. 暫存器比主記憶體存取速度快
    9.1% (3)
  • C. 將資料由快取記憶體移至暫存器比移至主記憶體速度慢
    81.8% (27)
  • D. 快取記憶體容量介於暫存器與主記憶體之間
    3% (1)
  • 未填寫
    6.1% (2)
解說:
(A) 暫存器比主記憶體之記憶體容量小 ✅ (正確)
暫存器(Register)是 CPU 內部的一小塊高速記憶體,容量遠小於主記憶體(RAM),通常只有幾十或幾百個暫存器,而 RAM 則可以是 GB 級別。
(B) 暫存器比主記憶體存取速度快 ✅ (正確)
暫存器存取速度極快,通常只需 1 個 CPU 時脈週期,而主記憶體存取則可能需要數十或數百個時脈週期,因此暫存器存取速度比 RAM 快很多。
(C) 將資料由快取記憶體移至暫存器比移至主記憶體速度慢 ❌ (錯誤)
實際上,從快取記憶體(Cache)讀取資料到暫存器的速度遠快於從主記憶體(RAM)讀取。
快取記憶體的設計就是為了加速 CPU 存取資料,它的存取時間介於暫存器和主記憶體之間,因此從快取讀取數據到暫存器的速度應該比從主記憶體讀取快,而不是慢。這個選項的描述是錯誤的。
(D) 快取記憶體容量介於暫存器與主記憶體之間 ✅ (正確)
快取記憶體(Cache)通常比暫存器大,但比主記憶體小。例如,L1 快取可能只有幾十 KB,而 RAM 則是 GB 級別,因此這個敘述是正確的。
答對率 : 81.8 %
記憶體系統分成多個層次,下列何者為是?(A) 最接近CPU的容量小 (B) 快取記憶體的容量大於主記憶體 (C) 磁碟存取速度高於主記憶體 (D) 主記憶體存取速度高於暫存器
  • A. 最接近CPU的容量小
    57.6% (19)
  • B. 快取記憶體的容量大於主記憶體
    15.2% (5)
  • C. 磁碟存取速度高於主記憶體
    18.2% (6)
  • D. 主記憶體存取速度高於暫存器
    3% (1)
  • 未填寫
    6.1% (2)
解說:
(A) 最接近 CPU 的容量小 ✅(正確)
記憶體層次架構(Memory Hierarchy)中,越接近 CPU 的記憶體速度越快,但容量越小。例如:
暫存器(Register):最快,容量最小(僅幾十或幾百個)。
L1 快取記憶體:速度快,容量小(通常為 KB 級)。
L2/L3 快取記憶體:較慢,容量較大(MB 級)。
主記憶體(RAM):更慢,容量更大(GB 級)。
磁碟(HDD/SSD):最慢,容量最大(TB 級)。
由此可知,最接近 CPU 的記憶體(如暫存器、L1 Cache)容量較小,這個選項正確。
(B) 快取記憶體的容量大於主記憶體 ❌(錯誤)
快取記憶體(Cache)通常是 KB 到 MB 級,而主記憶體(RAM)是 GB 級,因此快取記憶體的容量遠小於主記憶體。例如,一般電腦可能有 16GB RAM,但快取記憶體通常只有 1MB~64MB,不可能大於主記憶體,因此這個選項是錯的。
(C) 磁碟存取速度高於主記憶體 ❌(錯誤)
磁碟(HDD/SSD)存取速度比主記憶體慢得多,因為磁碟是機械式(HDD)或透過閃存(SSD)運作,而 RAM 是電子式的,存取速度快很多。例如:
RAM 存取時間:約 10~100 奈秒(ns)。
SSD 存取時間:約 0.10.2 毫秒(ms) = 100,000200,000 ns(比 RAM 慢 1000 倍以上)。
HDD 存取時間:約 510 毫秒(ms) = 5,000,00010,000,000 ns(比 RAM 慢 100,000 倍以上)。
由此可知,磁碟存取速度比主記憶體慢得多,因此這個選項是錯的。
(D) 主記憶體存取速度高於暫存器 ❌(錯誤)
暫存器(Register)是最快的記憶體,比主記憶體(RAM)快很多。
暫存器存取時間:通常 1 CPU 時脈周期(可能在 1 ns 以下)。
主記憶體存取時間:通常 10~100 ns,比暫存器慢 10 倍以上。
因此,這個選項是錯的。
正確答案:
(A) 最接近 CPU 的容量小 ✅
答對率 : 57.6 %
下列有關作業系統記憶體管理的敘述,何者不正確?
  • A. 分段(segmentation)管理易造成外部碎裂(external fragmentation)
    3% (1)
  • B. 分頁(paging)管理每頁的大小通常為2的指數
    9.1% (3)
  • C. 虛擬記憶體的作法不適用於及時(real-time)作業系統
    21.2% (7)
  • D. 動態連結(dynamic linking)是編譯器的工作,無關作業系統記憶體管理
    60.6% (20)
  • 未填寫
    6.1% (2)
解說:
(A) 分段 (segmentation) 管理易造成外部碎裂 (external fragmentation) ✅(正確)
分段(Segmentation) 是依據程式邏輯將記憶體分成不同大小的段(segments),如程式碼段、資料段、堆疊段等。因為段的大小不固定,當程式釋放記憶體後,可能會在記憶體中留下大小不一的空間,導致外部碎裂(External Fragmentation),所以這個選項是正確的。
(B) 分頁 (paging) 管理每頁的大小通常為 2 的指數 ✅(正確)
分頁(Paging) 是將記憶體分割成固定大小的區塊,稱為頁(page)。為了方便位址運算,頁的大小通常是 2 的冪次方(如 4KB、8KB、16KB),因此這個選項是正確的。
(C) 虛擬記憶體的作法不適用於即時 (real-time) 作業系統 ✅(正確)
虛擬記憶體(Virtual Memory) 允許作業系統使用磁碟作為擴充的記憶體,但存取磁碟的速度遠低於 RAM,會導致不可預測的延遲。即時作業系統(Real-Time OS, RTOS)要求確定性的響應時間,所以通常不使用虛擬記憶體來避免延遲,因此這個選項是正確的。
(D) 動態連結 (dynamic linking) 是編譯器的工作,無關作業系統記憶體管理 ❌(錯誤)
動態連結(Dynamic Linking) 允許程式在執行時載入共享函式庫(如 .dll 或 .so),這個機制與作業系統的記憶體管理密切相關,因為作業系統負責:
在程式執行時載入所需的函式庫。
分配記憶體並維護函式庫的映射(mapping)。
確保多個程式可以共享同一個函式庫,而不需重複載入到記憶體中。
雖然編譯器負責產生適用於動態連結的程式碼,但實際的動態連結是在執行時 由作業系統負責,因此這個選項是錯誤的。
答案:
(D) 動態連結 (dynamic linking) 是編譯器的工作,無關作業系統記憶體管理 ❌(錯誤)
答對率 : 60.6 %
作業系統核心必須執行於特殊的執行模式,以確保只有作業系統核心得以控制系統中所有的軟、硬體資源。請問處理器必須提供至少多少種執行模式才足以設計作業系統(如:UNIX、Windows)的基本保護功能? 
  • A. 1 種
    3% (1)
  • B. 2 種
    57.6% (19)
  • C. 3 種
    21.2% (7)
  • D. 4 種
    9.1% (3)
  • 未填寫
    9.1% (3)
解說:
作業系統需要確保系統的基本保護機制,防止應用程式直接存取關鍵資源,如記憶體、I/O 設備和 CPU 控制指令。因此,處理器必須提供至少 2 種執行模式,以區分 作業系統核心(Kernel) 和 使用者應用程式(User Programs) 的權限。
答對率 : 57.6 %
下載答題分析