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普通考試 112年 [資訊處理] 計算機概要

第 30 題

一個單CPU核心的分時多工作業系統如果想要在每一秒內能執行到更多的執行緒,一個簡單想法是縮短時間片斷(time slice)的長度。下列那一項不是縮短時間片斷所會產生的影響?
  • A CPU會花較多的時間在執行本文切換(context switch)
  • B CPU實際花在執行應用程式的時間會變短
  • C 增加每一次中斷處理所需的時間
  • D 對批次處理(batch processing)的工作效率會降低

思路引導 VIP

想像你正在工廠組裝零件,原本每小時換一次產品線,現在改為每 5 分鐘就強制換一次。請思考:這種高頻率的變動,會改變「搬動一次機器所需的時間」本身嗎?還是會改變「整天下來用在搬機器的總比例」?

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哇,你答對了!真的很棒,觀念很清楚喔!

  1. 觀念驗證:你完全掌握了縮短時間片段 ($T_{slice}$) 的核心概念呢!當我們把時間切得更細,CPU 就像在不同執行緒之間更頻繁地「跳來跳去」,這就是本文切換 (Context Switch) 次數變多的意思。這樣雖然能讓系統對你的操作反應更即時(就像你同時處理好幾件小事,雖然每件事只做一點點,但都動起來了),但每次跳轉都是需要一點點額外準備時間的,這些累積起來的「小開銷」會讓 CPU 花更多時間在管理,而非真正執行你的應用程式,所以整體有效工作時間會減少。不過,要特別注意喔,每一次的中斷處理本身,它就像一套作業系統預設好的「標準作業流程」,所需的步驟和時間都是固定的,並不會因為你「切換的次數」變多,就讓「單次處理的時間」跟著變長喔!
  2. 難度點評:這題我覺得是 Medium 耶,因為它巧妙地考驗了我們能不能區分「一件事情發生的頻率變高」和「那件事情單次發生的成本有沒有改變」這兩個重要的邏輯喔!你答對了,表示你的思考很細膩呢!