本教材根據「國立臺北教育大學資科所 111-114 年度計概考題學習指南.pdf」整理，提供系統化的學習材料，涵蓋計算機概論與演算法的核心主題。

📚 教材結構

第一章：作業系統與計算機組織

  1. CPU 效能計算 - CPU 執行時間公式 - IPS 計算 - 效能比較與提升計算

  2. 馮紐曼模型 - 儲存程式概念 - 五大組件 - 取指-解碼-執行循環

  3. 死結 (Deadlock) - 死結的定義和四個必要條件 - 預防與避免策略 - 資源分配圖 - 原子指令

  4. 虛擬記憶體 - 虛擬記憶體運作原理 - 分頁 vs 分段 - 頁表與頁面錯誤處理

  5. 動態連結與靜態連結 - 靜態連結的概念和優缺點 - 動態連結的概念和優缺點 - 兩者比較

  6. RISC vs. CISC 架構 - RISC 和 CISC 的設計理念 - 兩者比較 - 現代處理器的發展

  7. 多元程式處理 - 多元程式處理的概念 - 與多工處理、多處理的區別 - CPU 排程

第二章：資料結構與演算法

  1. 排序演算法 - 插入排序法 (Insertion Sort) - 選擇排序法 (Selection Sort) - 逐步執行過程 - 複雜度分析

  2. 霍夫曼編碼 - 霍夫曼編碼原理 - 建構霍夫曼樹 - 產生編碼表 - 編碼與解碼

  3. 二元樹走訪 - 前序、中序、後序走訪 - 層序走訪 - 根據走訪結果重建樹

  4. 二元搜尋樹 (BST) - BST 的定義和性質 - 搜尋、插入、刪除操作 - 優缺點分析

  5. 平衡二元樹 - 平衡二元樹的基本概念和重要性 - 平衡的定義和衡量標準（高度、平衡因子、黑高度） - 常見的平衡二元樹類型（AVL、紅黑樹、B 樹等） - 旋轉操作（左旋、右旋、雙旋轉） - 平衡二元樹的插入和刪除操作 - 複雜度分析和與普通 BST 的比較

  6. AVL 樹 - AVL 樹的定義和平衡性質 - 平衡因子 (Balance Factor) - 四種旋轉操作（左旋、右旋、左右旋、右左旋） - AVL 樹的插入和刪除操作 - 複雜度分析

  7. 紅黑樹 - 紅黑樹的五個性質 - 黑高度 (Black Height) 概念 - 紅黑樹的插入操作和修復機制 - 紅黑樹的刪除操作和修復機制 - 紅黑樹 vs. AVL 樹比較

第三章：程式設計 (C/C++)

  1. 最大公因數 (GCD) - 輾轉相除法 - 遞迴和迭代實作 - 時間複雜度分析

  2. C 語言遞迴：階乘 - 遞迴的基本概念 - 階乘的遞迴實作 - 執行過程追蹤 - 尾遞迴優化

  3. C 語言程式碼追蹤與除錯 - 程式碼追蹤方法 - 函數呼叫追蹤 - 指標操作追蹤 - 常見錯誤與除錯技巧

第四章：電腦網路

  1. DNS 名稱解析 - DNS 的作用和重要性 - 完整解析流程 - 遞迴查詢和迭代查詢 - DNS 快取機制

  2. 無線網路技術 - Ad Hoc vs. Infrastructure 模式 - WEP / WPA / WPA2 安全協定 - SSID 的作用 - 隱藏節點問題與 RTS/CTS 解決方案

  3. 網路備援方案 - 網路備援的重要性 - 熱備援、冷備援、溫備援 - 多重路徑和冗餘設備 - 負載平衡機制

  4. 網路設備功能判斷 - 集線器、交換器、路由器的功能 - OSI 模型層級對應 - 衝突域和廣播域 - 設備選擇考量

  5. 星狀網路容錯 - 星狀網路的單點故障問題 - 備援中央節點方案 - 雙中央節點架構 - 容錯機制

第五章：資訊安全

  1. 網路安全技術整合 - 對稱式加密 vs. 非對稱式加密 - 雜湊函數的特性 - 數位簽章的運作機制 - 數位憑證與信任鏈

  2. 智慧財產權與資訊安全 - 智慧財產權的基本概念 - 著作權、專利權、商標權、營業秘密 - 軟體授權類型 - 智慧財產權保護措施

  3. 電子交易安全與災難復原 - 電子交易的安全需求 - SSL/TLS、數位簽章、支付卡安全 - 災難復原的基本概念 - 備份策略和復原方案

📊 歷屆考題統計

根據 111-114 年度考題分析：

主要領域 總題數 重點主題
作業系統與計算機組織 8 CPU 效能、死結、虛擬記憶體
資料結構與演算法 6 排序、霍夫曼編碼、二元樹
程式設計 (C/C++) 3 GCD、遞迴、程式追蹤
電腦網路 5 DNS、無線網路
資訊安全 5 加密、數位簽章、憑證

🎯 學習建議

1. 循序漸進

按照章節順序學習，每個主題都有詳細的說明和範例。

2. 動手實作

對於演算法和程式設計主題，建議實際編寫程式碼並追蹤執行過程。

3. 練習題

每個主題都包含練習題，務必完成以鞏固理解。

4. 重點複習

根據歷屆考題統計，重點關注： - 作業系統與計算機組織（最核心） - 資料結構與演算法（穩定出現） - 電腦網路與資訊安全（經常結合出現）

📝 考試重點提醒

作業系統與計算機組織

  • ✅ CPU 效能計算公式要記熟
  • ✅ 死結的四個必要條件
  • ✅ 虛擬記憶體的分頁與分段比較
  • ✅ 馮紐曼模型的五大組件和執行循環

資料結構與演算法

  • ✅ 排序演算法的逐步過程展示
  • ✅ 霍夫曼樹的建構過程
  • ✅ 二元樹的三種走訪方式
  • ✅ BST 的搜尋、插入、刪除操作
  • ✅ 平衡二元樹的概念和旋轉操作
  • ✅ AVL 樹的平衡因子和旋轉操作
  • ✅ 紅黑樹的五個性質和修復機制

程式設計

  • ✅ 輾轉相除法的實作
  • ✅ 遞迴函數的執行追蹤
  • ✅ 程式碼的逐步追蹤方法

電腦網路

  • ✅ DNS 解析的完整流程
  • ✅ 遞迴查詢和迭代查詢的區別
  • ✅ 無線網路的安全協定比較
  • ✅ 網路備援方案和容錯機制
  • ✅ 網路設備的功能和選擇
  • ✅ 星狀網路的容錯方案

資訊安全

  • ✅ 對稱式和非對稱式加密的差異
  • ✅ 數位簽章的運作機制
  • ✅ 數位憑證的作用
  • ✅ 智慧財產權的類型和保護
  • ✅ 電子交易的安全機制
  • ✅ 災難復原策略和計畫

🔍 如何使用本教材

  1. 閱讀理論: 先閱讀每個主題的理論說明
  2. 理解範例: 仔細研究提供的範例和逐步過程
  3. 完成練習: 獨立完成練習題
  4. 複習重點: 根據「考試重點提醒」進行重點複習
  5. 實際應用: 嘗試將所學應用到實際問題

📖 教材特色

  • ✅ 詳細說明: 每個主題都有詳細的理論說明
  • ✅ 逐步範例: 提供完整的逐步執行範例
  • ✅ 程式實作: 包含 C 語言實作範例
  • ✅ 練習題: 每個主題都有練習題和解答
  • ✅ 考試重點: 明確標示考試重點和提醒事項

💡 學習資源

  • 建議搭配原始 PDF 檔案一起學習
  • 可以參考相關的線上教學資源
  • 實際編寫程式碼加深理解

祝學習順利，考試成功！ 🎓