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調查局三等申論題 107年 [電子科學組] 計算機概論

第 一 題

📖 題組:
下圖是資料壓縮分類示意圖。
題組圖片
📝 此題為申論題,共 5 小題

小題 (一)

請說明 lossless methods 和 lossy methods 的差別。(5 分)

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看到這題應立刻聯想到『解壓縮後是否能完全還原原始資料』這個核心判斷標準。答題時可從『定義(是否能還原)』、『特性(壓縮率高低)』與『應用情境(文字程式 vs. 多媒體)』三個面向進行對比,並搭配圖片中的範例來佐證。

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【破題】資料壓縮方法依據「解壓縮後是否能完全還原原始資料」,可區分為無損壓縮(Lossless methods)與有損壓縮(Lossy methods)兩大類。 【論述】 一、無損壓縮(Lossless methods)

小題 (二)

為什麼 text 或 programs 通常都使用 lossless methods 而不使用 lossy methods?(5 分)

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看到此題,首先應聯想「無失真(Lossless)」與「失真(Lossy)」壓縮的核心差異:前者能100%還原,後者會永久遺失部分資料。接著結合 Text(文字)與 Programs(程式)的資料特性,強調這兩類資料對『精確度』的極端要求(差一個字元就會導致語意錯誤或程式崩潰),藉此推導出只能使用無失真壓縮的結論。

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【破題】 文字(Text)與程式(Programs)對資料的準確性與完整性要求極高,絕對不允許任何位元(Bit)的遺失或改變。 【論述】

小題 (三)

下圖是某種資料壓縮法的示意圖,請問它是屬於 Run-length、Huffman、Lempel Ziv、JPEG、MPEG、MP3 這 6 種中的那一種?(5 分)
題目圖片

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考生看到此題應先觀察『壓縮前』與『壓縮後』的資料變化規律。發現連續重複的字元被替換為『該字元 + 連續出現的次數』(如 9 個 B 變成 B09),即可迅速判定這正是游程編碼(Run-length Encoding)的核心特徵。

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【破題】 此資料壓縮法為 Run-length (游程編碼)。 【論述】

小題 (四)

下圖是某種資料壓縮法前幾個步驟的示意圖,請問它是屬於 Run-length、Huffman、Lempel Ziv、JPEG、MPEG、MP3 這 6 種中的那一種?(5 分)
題目圖片

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觀察附圖的運作過程,可發現演算法正在逐步建立一個包含索引與對應字串的「字典」。利用已出現過的字串索引來替換後續重複的字串(如將 AB 編碼為含有索引 2 的 2B),這是典型的字典式壓縮特徵,故可明確判斷為 Lempel Ziv 壓縮法。

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此為「Lempel Ziv (LZ)」壓縮法。 其特徵包含: (1) 動態建立字典:從未壓縮字串依序讀取字元,將未出現過的字串片段(Parsed String)加入字典並給予索引值(如圖中建立索引 1:B、2:A、3:AB)。

小題 (五)

前一小題的方法屬於 dictionary-based encoding 的方法,從前一小題的圖中如何得知它是屬於 dictionary-based encoding?(5 分)

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看到「dictionary-based encoding(字典編碼法)」,應立刻聯想其核心定義:透過建立並維護一個『字典(或索引表)』,將重複出現的字串替換為較短的索引代碼。作答時,需具體指出在編碼流程圖中,必然會出現『建立對照表』以及『以索引值取代原始字串』的關鍵特徵(如 Lempel-Ziv 演算法的運作機制)。

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【破題】判斷是否為字典編碼法(Dictionary-based encoding)的核心標準,在於觀察編碼過程中是否建立並使用了「字串與索引代碼(Index)的對照結構」。 【論述】 若要從流程圖中辨識出字典編碼法,可透過以下三大圖示特徵來判定:

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