第 一 章 數位邏輯1-1 2-1 3-1 4-1 5-1 -...

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數位邏輯 ............................................................. 1-1 第一節 布林代數與邏輯閘 1-3 第二節 邏輯簡化 1-13 第三節 組合電路 1-25 第四節 循序電路 1-35 第 二 章 計算機組織與結構 ............................................. 2-1 第一節 計算機硬體簡介 2-3 第二節 微處理器 2-27 第三節 記憶體實作 2-49 第四節 週邊設備與安竇定律 2-60 第 三 章 資料表示法 ......................................................... 3-1 第一節 數字系統 3-3 第二節 數字資料表示法 3-17 第三節 文字與多媒體資料 3-31 第四節 錯誤的偵測與更正 3-46 第 四 章 程式語言 ............................................................. 4-1 第一節 軟體類型 4-3 第二節 程式語言簡介 4-13 第三節 結構化程式設計 4-31 第四節 常見資料型態與運算子 4-48 第五節 函式呼叫與巨集置換 4-65 第六節 物件導向與程序導向 4-82 第 五 章 作業系統 ............................................................. 5-1 第一節 作業系統簡介 5-3

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  • 第 一 章 數位邏輯 ............................................................. 1-1第一節 布林代數與邏輯閘 1-3第二節 邏輯簡化 1-13第三節 組合電路 1-25第四節 循序電路 1-35

    第 二 章 計算機組織與結構 ............................................. 2-1第一節 計算機硬體簡介 2-3第二節 微處理器 2-27第三節 記憶體實作 2-49第四節 週邊設備與安竇定律 2-60

    第 三 章 資料表示法 ......................................................... 3-1第一節 數字系統 3-3第二節 數字資料表示法 3-17第三節 文字與多媒體資料 3-31第四節 錯誤的偵測與更正 3-46

    第 四 章 程式語言 ............................................................. 4-1第一節 軟體類型 4-3第二節 程式語言簡介 4-13第三節 結構化程式設計 4-31第四節 常見資料型態與運算子 4-48第五節 函式呼叫與巨集置換 4-65第六節 物件導向與程序導向 4-82

    第 五 章 作業系統 ............................................................. 5-1第一節 作業系統簡介 5-3

  • 第二節 行程與執行緒 5-22第三節 同步與死結 5-39第四節 記憶體管理 5-46第五節 檔案組織與檔案配置 5-61

    第 六 章 資料庫應用 ......................................................... 6-1第一節 資訊系統開發概論 6-3第二節 資料庫簡介 6-16第三節 實體關聯模型與資料庫綱要 6-26第四節 資料庫正規化 6-37第五節 關聯式代數與 SQL 語法 6-44第六節 資料倉儲與資料探勘 6-51

    第 七 章 資料結構與演算法 ............................................. 7-1第一節 演算法的分析與設計 7-3第二節 基本資料結構 7-8第三節 樹狀結構 7-25第四節 圖形理論 7-40第五節 搜尋演算法 7-54第六節 排序演算法 7-70

    第 八 章 電腦網路 ............................................................. 8-1第一節 網路概論 8-3第二節 應用層與傳輸層 8-16第三節 網路層與連結層 8-32第四節 區域網路與上網方式 8-51

    第 九 章 資訊安全與網路應用 ......................................... 9-1第一節 資訊安全概論 9-3第二節 基礎密碼學 9-18第三節 加密法應用 9-26第四節 網路應用 9-37

  • 第一章 數位邏輯 1-3

    1-1

    布林代數與邏輯閘

    重點整理

    一、布林代數(Boolean Algebra)常見運算:AND(.)、OR()、NOT(~)、NAND、NOR、XOR(⊕)、XNOR(⊙)。注意運算符號、真值表與邏輯閘符號。

    二、萬用邏輯閘(Universal Logic Gate) NAND/NOR Gate 可模擬三種基本邏輯閘,故稱萬用邏輯閘。口訣:等效電路 321,跨類 3,同類 2,NOT 都是 1,自己接自己。

    三、等效電路:對偶性,加 3「。」(符號。表反運算) AND/NOR 等效電路。

    ∵ X.Y (X' Y')' (DeMorgan's Law)

    ∴ 可用 取代

    OR/NAND 等效電路。

    ∵ (X Y) (X'.Y')' (DeMorgan's Law)

    ∴ 可用 取代

    歷屆試題精選

    一、國考四等

  • 1-4 計算機概論混合題庫Q&A

    一反向器(Inverter)邏輯閘之輸出入訊號特性如右圖所示,其中 VIH 2.5 伏特、VIL 1.2 伏特、VOH 4.5 伏特、VOL 0.4 伏特。則當該等輸出訊號用於該等輸入時,其高狀態雜訊容忍度(High-stateNoise Margin)為何?

    2.0 伏特 1.3 伏特 3.3 伏特 0.8 伏特【普考】

    :高態雜訊容忍度 VNH VOH VIH 4.5 2.5 2.0。

    根據以下真值表,應採用之線路為下列何者?

    輸 入 輸 出

    A B Y

    0 0 10 1 01 0 01 1 0

    【地四】

    :Y A'.B',故選。在邏輯電路中,令 AND gate 最少可用 x 個 NAND gate 表示,OR

    gate 最少可用 y 個 NAND gate 表示,NOT gate 最少可用 z 個 NANDgate 表示,假設上述 AND、OR、NAND gates 均為具有二個輸入者

    輸入電壓範圍   輸出電壓範圍

  • 第一章 數位邏輯 1-5

    ,則 x y z? 4 5 6 7 【地四】:NAND/NOR 可模擬三種基本邏輯閘,故稱萬用邏輯閘。解題

    口訣:等效電路 321,跨類 3,同類 2,NOT 都是 1,自己接自己,故 x 2、y 3、z 1,x y z 6。

    試問下列何者為通用閘(Universal Gate)?通用閘的意思是任何布林函數(Boolean Function)均可僅用此種邏輯閘即予實現: AND 邏輯閘 Inverter 邏輯閘 NOR 邏輯閘 OR 邏輯閘 【地四】

    給定 16 位元運算元 A 如下:(1000 1110 1010 0101)2,今欲使用運算子與運算元 B 以將位於運算元 A 所有偶數位置之位元值設定為 0,試問使用的運算子與運算元 B 應為何者?(設 A 中位元位置的編號為最右方者稱為 0,次右方者稱為 1,餘類推。) XOR,(1010 1010 1010 1010)2 XOR,(0101 0101 0101 0101)2 AND,(1010 1010 1010 1010)2 AND,(0101 0101 0101 0101)2

    【鐵員】

    :對 XOR 及 AND 運算,運算子B 需符合條件分析如下,故選。

    位置 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 01 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1

    XOR 0 0 1 0 0 0 1 10 0 0 0 0 0 0 0

    1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1AND 0 0 0

    0 0 0 0 0 0 0 0

    F(A, B, C, D)(A B)(C D)若全部利用雙輸入之 NOR 閘來實作電路,在最經濟的情況下需多少個 NOR 閘即可? 2 個 3 個 4 個 5 個

    【地四】

    :以等效電路化簡

  • 1-6 計算機概論混合題庫Q&A

    依給定函數,可得電路圖如右:

    取代 AND Gate

    ∵ X Y (X' Y')'

    一個 OR Gate,用二個 NOR Gate 取代

    調整 NOT 符號,其中:(X')' X,(X X) X,可消去中間 2 個 NOR Gate

    最後電路圖如下,需 3 個 NOR Gate

    下列何種二階電路組合無法表示任意布林函數(Boolean Function)? AND-OR AND-NOR OR-OR NOR-NOR

    【身四】

    :NOR 為通用邏輯閘;且 AND-OR 或 OR-OR 皆無法表示 NOT,應選或。

  • 第一章 數位邏輯 1-7

    右列電路之輸出 F 為何? F A'B CD'  F AB‧CD F AB CD   F A'B‧CD 【普考】:F〔(A‧B)'〕'〔(C‧D)'〕' AB CD

    右列選項何者可使電路輸出 F 1? A 1、B 1、C 1、D 0、E 0 A 0、B 0、C 1、D 0、E 0 A 1、B 0、C 0、D 0、E 1 A 1、B 0、C 1、D 0、E 1 【地四】:F((A B)')'‧((C D)')'‧E

    (A B)‧(C D)‧E

    假設電路之任一輸入變數

    (Input Variable)及其補數(Complement)均已提供,則將右圖中之電路直

    接轉換成全部由反或閘

    (NOR Gate)實作,最少需要幾個 NOR 閘? 5 6 7 8 【身四】:取代 AND Gate。

    ∵ X‧Y (X' Y')' (DeMorgan's Law)

    ∴ 可用 取代

    一個 OR Gate,用二個 NOR Gate 取代。

  • 1-8 計算機概論混合題庫Q&A

    調整 NOT 符號,其中:(X')' X,(X X) X,可消去中間 2 個 NOR Gate。

    因為 A'與 B 皆已提供,故只需 6 個 NOR Gate。

    若輸入訊號 x 101110,y 110100,輸出訊號 z 011010,則此結果是經由何種閘(Gate)的運作產生? NAND OR NOR XOR

    【鐵員】

    :由下表可知,z x⊕y

    x 1 0 1 1 1 0

    y 1 1 0 1 0 0

    z 0 1 1 0 1 0

    若邏輯運算 1011 與 0101 的結果為 0001,則運算子應為何? AND OR XOR NAND

    【普考】

    :由下表可知,該運算為 AND 運算:

    x 1 0 1 1

    y 0 1 0 1

    x op y 0 0 0 1

    一個 AND 邏輯閘可用至少幾個 NAND 閘組成?二個 三個 四個 五個

    【普考】

    對於互斥或(Exclusive-OR,XOR)函數,下列那個等式不成立?

  • 第一章 數位邏輯 1-9

    x⊕1 x' x⊕x' 1 x⊕y' x'⊕y' x'⊕y(x⊕y)':x⊕y'(x)'y' x(y')' x'y' xy

    x'⊕y'(x')'y' x'(y')' xy' x'y下列何者為 XOR 的邏輯運算符號?

    【普考】

    下列那一項不是通用閘(Universal Gate)之組合? NAND 閘 NOR 閘 AND、OR、NOT 閘 AND、OR 閘 【身四】

    下列那些邏輯閘故障?

    ,,, ,,

    ,, ,, 【身四】

    :圖(1 1)' 1' 0,輸出為 1,NOR Gate 故障。圖(1⊕1) 0,輸出為 1,XOR Gate 故障。圖(1‧1)' 1' 0,輸出為 1,NAND Gate 故障。圖(1⊙1) 0' 1輸出,XNOR Gate 正常。

    一個 NAND 邏輯閘的兩個輸入端分別為 0 和 1,則其輸出為: 0 1 01 10

    【身四】

    二、國營事業

    下列的邏輯運算式中,當 A 1、B 0、C 1 時,何者的結果等於 1?(A AND B)AND C (A OR C)AND B(A OR B)AND C (A AND C)AND B【桃捷】

    1010 和 1101 邏輯運算後的結果是 1111,運算子應該是: AND OR XOR NAND

    【台電】

  • 1-10 計算機概論混合題庫Q&A

    : 1010OR 1101

    1111在那些輸入條件下,右圖邏輯電路的輸出為 1? A 0、B 1 A 0、B 0 A 0、B 0;A 0、B 1 A 1、B 0;A 0、B 1 【電信】:輸出 A'‧(A⊕B)要為 1

    →A' 1 且(A⊕B) 1→A 0 且(0⊕B) 1,∴B 1,故選

    下列何者不是閘與電路的描述方法?

    真值表 布林運算式 邏輯圖 樹狀結構

    【電信】

    三、國考五等

    輸入信號中有低電位信號,就一定會輸出高電位信號的邏輯閘為何?

    AND OR NAND NOR【身五】

    假設 4 位元二進位數 1001 和 0110,若將此二數值進行二次的互斥或(XOR)運算,則此(1001 XOR 0110 XOR 0110)的結果為何?(XOR:ExclusiveOR、互斥或) 1111 0000 1001 0110

    【國安五】

    數目 0101 與 1110 執行 AND 運算之後,其結果為: 0100 1110 1111 0101

    【身五】

    數目 0100 與 1110 執行 OR 運算之後,其結果為: 0100 1111 1110 0001

    【身五】

    若已知布林函數為 f(X, Y, Z) YZ X'Z,求 f(0, 1, 1)之運算結果為何?

    0 1 2 3

  • 第一章 數位邏輯 1-11

    【初等資處】

    以下那一個二進位的運算結果為 1010? 0101 與 0000 進行「AND」運算 0101 與 1111 進行「OR」運算 0101 與 0000 進行「XOR」運算 0101 與 1111 進行「XOR」運算 【國安五】

    若輸入有一個以上之位元為 1,則其輸出恆為 0 之邏輯閘為何? NOR NAND OR AND

    【身五】

    四、精選簡答題

    、NAND 閘為一通用閘(Universal Gate),請以 NAND 閘分別模擬 NOT、AND 及 OR 三種邏輯閘,作答方式以布林(Boolean)表示式表達其轉換方式,不需畫出其邏輯電路圖。 【高考】

    注意:布林變數請以英文字母 A,B,C 表示之,NOT、AND 及 OR 請分別以符號、‧、表示。例如:NOTA 表示為A ,A AND B 表示為 A‧B,或 A OR B 表示為 A B。

    :注意口訣:等效電路 321(跨類 3、同類 2、NOT 1)。模擬 NOT:(X X)' X'模擬 AND:((X Y)'(X Y)')'((X Y)')' X Y模擬 OR:((X X)'(Y Y)')'(X' Y')'(X')'(Y')'

    X Y

    、若有布林函數 XY' X'Y,試問可用何種邏輯閘完成之,並請說明。(:Y'表 NOT Y;X'表 NOT X) 【電子技師】

    :XY' X'Y X⊕Y,故可用互斥閘完成。

    、請使用真值表(Truth Table)來表示下列電路的運作行為(OperationBehavior)。 【地三】

  • 1-12 計算機概論混合題庫Q&A

    :F CBA‧ CB‧ ,真值表如下:由 CB‧ :B 或 C 有 1 為 0,F 定為 1。

    由 CBA‧ :F(0,1,1)為 1;F(1,1,1)為 0。

    A B C F0 0 0 10 0 1 10 1 0 10 1 1 11 0 0 11 0 1 11 1 0 11 1 1 0