身心障礙人員考試身障四等-資訊處理類科計算機概要115 年第 13 題單選題
關於漣波進位加法器(Ripple Carry Adder,RCA)及前瞻進位加法器(Carry Look-Ahead Adder,CLA)的敘述,下列何者錯誤?
ARCA 電路結構比 CLA 簡單,所需要的硬體較少
B若 lsb 的進位輸入(carry-in)為 0,則多位元 CLA 每個進位輸出位元皆可透過加數及被加數的輸入訊號組合而成
C運算多位元加法時,RCA 所需要的時間比 CLA 少正確答案
D64 位元 CLA 比 64 位元 RCA 更耗電
C正確答案
RCA 結構簡單但進位需逐級傳遞故速度慢;CLA 用邏輯預先算出所有進位,快但耗電耗硬體。
為什麼答案是 C
這是題目要選的錯誤敘述。RCA 進位需逐級漣波傳遞,延遲為 O(n);CLA 透過平行邏輯,延遲約 O(log n) 或常數級,明顯比 RCA 快,敘述顛倒。
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完整詳解
Pro · 無限重點 RCA 結構簡單但進位需逐級傳遞故速度慢;CLA 用邏輯預先算出所有進位,快但耗電耗硬體。
記口訣:RCA=省料慢,CLA=費料快。C 說 RCA 比 CLA 快,明顯顛倒。
逐選項分析
A✕
RCA 只是把 n 個全加器串接,結構單純、電晶體數少;CLA 要額外的 generate/propagate 邏輯與進位產生網路,硬體較多。敘述正確。
B✕ 陷阱
CLA 核心原理:Ci+1 = Gi + Pi·Ci,其中 Gi=Ai·Bi、Pi=Ai⊕Bi。若 C0=0,所有進位都可展開成只含 A、B 的布林式,不需等前級進位。敘述正確。
C✓ 正確
這是題目要選的錯誤敘述。RCA 進位需逐級漣波傳遞,延遲為 O(n);CLA 透過平行邏輯,延遲約 O(log n) 或常數級,明顯比 RCA 快,敘述顛倒。
D✕
CLA 多出大量 AND/OR 進位產生邏輯閘,且同時切換,功耗高於結構單純的 RCA,特別在 64 位元這種大寬度更明顯。敘述正確。
RCA vs CLA 核心比較
| 項目 | RCA 漣波進位 | CLA 前瞻進位 | 勝出 |
|---|
| 電路結構 | n 個全加器串接 | 加 G/P 與進位邏輯 | RCA 簡單 |
| 硬體成本 | 少 | 多 | RCA |
| 延遲時間 | O(n) 逐級傳遞 | O(log n) 平行計算 | CLA 快 |
| 功耗 | 低 | 高 | RCA 省電 |
| 適用場合 | 位元少、省電裝置 | CPU、高速運算 | 依需求 |
C 選項故意把 RCA 與 CLA 的速度對調。考生若只記「RCA 簡單」很容易誤以為「簡單=快」,其實加法器設計的權衡正是:要快就要多花硬體(CLA),要省料就得慢(RCA)。