أساسيات علوم الحاسوب: حزمة المراجعة المكثفة

أوراق القوانين، وأهم خطوات الحل لكل موضوع، و20 مسألة تدريبية، مع الحلول الكاملة في الخلف.

مسائل جديدةالعودة إلى المقرّر

في نافذة الطباعة اختر «حفظ بصيغة PDF» لحفظ نسخة على جهازك.

1القوانين وطرق الحل

أنظمة العد

القيم الموضعية
الثنائي 2k، الثماني 8k، الست عشري 16k
إلى العشري
Σ dk·bk
من العشري
اقسم على الأساس، واقرأ البواقي من الأسفل إلى الأعلى
الست عشري ↔ الثنائي
رقم ست عشري واحد = 4 بتات
المتمم الثنائي
اعكس البتات وأضف 1

المنطق القضوي والبراهين

صفوف جدول الصدق
2ⁿ
الاستلزام
p → q ≡ ¬p ∨ q ≡ ¬q → ¬p
نفي الاستلزام
¬(p → q) ≡ p ∧ ¬q
الشرط الثنائي
p ↔ q ≡ (p → q) ∧ (q → p)
دي مورغان
¬(p ∧ q) ≡ ¬p ∨ ¬q, ¬(p ∨ q) ≡ ¬p ∧ ¬q
قوانين التوزيع
p ∨ (q ∧ r) ≡ (p ∨ q) ∧ (p ∨ r), p ∧ (q ∨ r) ≡ (p ∧ q) ∨ (p ∧ r)
نفي الكمّمات
¬∀x P(x) ≡ ∃x ¬P(x), ¬∃x P(x) ≡ ∀x ¬P(x)
قاعدة الوضع (modus ponens) وقاعدة الرفع (modus tollens)
p → q, p ⊢ q; p → q, ¬q ⊢ ¬p

الطريقة

  1. عُدّ المتغيرات المختلفة: لجدول الصدق 2ⁿ صفًا، ويبدأ بصف تكون فيه كلها 1.
  2. أعطِ كل صيغة جزئية عمودها الخاص واملأ الأعمدة من الداخل إلى الخارج.
  3. طبّق قاعدة كل رابط: → يساوي 0 فقط في الحالة 1 → 0، و ↔ يساوي 1 عندما يتفق الطرفان.
  4. للتكافؤات قارن العمودين الأخيرين صفًا بصف؛ وللحجة انظر فقط إلى الصفوف التي تكون فيها كل المقدمات 1.
  5. لنفي عبارة مكمَّمة، انقل ¬ إلى الداخل، وبدّل ∀ و ∃، وانفِ الصيغة الداخلية.

المنطق الرقمي: البوابات وخرائط كارنو والقلّابات

البوابات الأساسية
A·B, A + B, A′, (A·B)′, (A + B)′, A ⊕ B
القواعد البولية
X + X′ = 1, X·X′ = 0, X + XY = X, XY + XY′ = X
دي مورغان
(X·Y)′ = X′ + Y′, (X + Y)′ = X′·Y′
ترتيب خريطة كارنو
00, 01, 11, 10 (Gray code)
مجموعة من 2ᵏ خلية
تفقد k متغيرًا
مضاعِف 4-إلى-1
F = A′B′I0 + A′BI1 + AB′I2 + ABI3
القلّابات
D: Q⁺ = D, T: Q⁺ = T ⊕ Q, JK: Q⁺ = JQ′ + K′Q
العدّادات
n بتّات: 2ⁿ حالة؛ mod-N: أصغر n يحقق 2ⁿ ≥ N؛ fout = fclk/N
العدّاد المتموّج
fmax = 1/(n·tpd)
العدّادان الحلقي وجونسون
n و 2n حالة

الطريقة

  1. لدارة ما، اعمل من المداخل إلى المخرج بوابةً بوابةً واكتب القيمة على كل سلك، أو اكتب تعبيرها واملأ جدول الصدق.
  2. للتبسيط ضع الآحاد (وحالات عدم الاكتراث على شكل X) في خريطة كارنو بصفوف وأعمدة بشيفرة غراي: 00, 01, 11, 10.
  3. غطِّ الآحاد بأقل عدد ممكن وأكبر حجم ممكن من المجموعات ذات 1 أو 2 أو 4 أو 8 أو 16 خلية، مع الالتفاف حول الحواف؛ كل مجموعة حد جداء واحد من المتغيرات التي تبقى ثابتة. جمّع الأصفار للصيغة POS.
  4. للقلّابات والعدّادات اقرأ المداخل عند كل حافة ساعة فعالة، واكتب الحالة بعد كل حافة، وتذكّر أن عدّادًا ذا n بتّات يلتف بعد 2ⁿ حالة.

نظرية الأعداد والحساب المودولي

القسمة مع الباقي
a = q·n + r, 0 ≤ r < n
إقليدس
gcd(a, b) = gcd(b, a mod b)
المضاعف المشترك الأصغر
lcm(a, b) = a·b/gcd(a, b)
المعكوس
a·a⁻¹ ≡ 1 (mod n), gcd(a, n) = 1
التطابق الخطي
a·x ≡ b → x ≡ a⁻¹·b (mod n)
دالة أويلر φ
φ(n) = n·∏(1 − 1/p), φ(pᵏ) = pᵏ − pᵏ⁻¹
فيرما
aᵖ⁻¹ ≡ 1 (mod p)
RSA
n = pq, φ = (p − 1)(q − 1), d = e⁻¹ mod φ, c = mᵉ mod n, m = cᵈ mod n

الطريقة

  1. اختزل كل عدد بالنسبة إلى n أولًا؛ البواقي تقع بين 0 و n − 1.
  2. للقاسم المشترك الأكبر، اقسم مرارًا بخوارزمية إقليدس؛ آخر باقٍ غير صفري هو القاسم المشترك الأكبر.
  3. للمعكوس، نفّذ الخوارزمية الموسّعة واحتفظ بمعامل a؛ أضف n إذا كان سالبًا.
  4. حلّ a·x ≡ b بالضرب في a⁻¹؛ ولدمج تطابقين اكتب x = r₁ + m₁k.
  5. للقوى اكتب الأس بالنظام الثنائي وربّع مرارًا؛ وفي RSA، d = e⁻¹ mod φ(n) مع φ(n) = (p − 1)(q − 1).

نظرية البيانات

مبرهنة المصافحة
Σ deg(v) = 2|E|
البيانات التامة
|E(Kn)| = n(n − 1)/2, |E(Km,n)| = m·n
البيان المنتظم
|E| = n·k/2
الشجرة والغابة
|E| = n − 1, |E| = n − c
أوراق الشجرة
L = 2 + Σ (deg(v) − 2) over deg(v) ≥ 3
أويلر
الدارة: كل الدرجات زوجية؛ المسار: درجتان فرديتان بالضبط
دارات هاملتون في Kn
(n − 1)!/2
تحديث ديكسترا
d(v) = min(d(v), d(u) + w(u, v))
المسارات (walks) بطول L
(Mᴸ)ij

الطريقة

  1. اكتب درجة كل رأس؛ مجموع الدرجات يساوي ضعف عدد الحواف.
  2. في أسئلة أويلر، تحقّق من أن البيان متصل وعُدّ الرؤوس ذات الدرجة الفردية.
  3. للأشجار استخدم n − 1 حافة ومبرهنة المصافحة.
  4. في ديكسترا احتفظ بجدول للمسافات المؤقتة وثبّت في كل جولة أصغر رأس غير مثبّت.
  5. لإيجاد شجرة ممتدة دنيا، رتّب الحواف بحسب الوزن وتخطَّ كل حافة تُغلق دورة (كروسكال)، أو أنمِ شجرة واحدة انطلاقًا من رأس البداية (برايم).

تقسيم شبكات IPv4

المضيفون في كل شبكة فرعية
2(32 − prefix) − 2 (/31: 2, /32: 1)
حجم الكتلة
256 − (mask octet)
عنوان الشبكة
IP AND القناع
عنوان البث
IP OR (NOT mask): كل بتات المضيف = 1
الشبكات الفرعية من n بتات مستعارة
2n

2مسائل تدريبية

1.أنظمة العدمتوسطة
المتمم الثنائي ذو 8 بتات?−128?64?32?16?8?4?2?1

اكتب −45 كنمط متمم ثنائي ذي 8 بتات. اقرأ النمط كعدد ثنائي بلا إشارة: ما قيمته U في النظام العشري؟

N = −458 bit
U =
2.أنظمة العدصعبة
انقر على البتات لضبطها012806403201608040201

اضبط البتات على الناتج بـ 8 بتات لـ 0001 1000 XOR 0100 0000. ما قيمة الناتج R بالعشري؟

0001 1000XOR0100 0000
R =
3.المنطق القضوي والبراهينمتوسطة
(q → p) ∨ (p → q)(q → p) ∧ (p → q)q ∧ p(q → p) ∧ (¬p → ¬q)

أي صيغة تكافئ q ↔ p منطقيًا؟ انقر عليها.

q ↔ p
  1. 1(q → p) ∨ (p → q)
  2. 2(q → p) ∧ (p → q)
  3. 3q ∧ p
  4. 4(q → p) ∧ (¬p → ¬q)
4.المنطق القضوي والبراهينصعبة
pqq → ppq11100100

الحجة ذات المقدمات q → p; p والاستنتاج q غير صحيحة. انقر على صف جدول الصدق الذي يمثل مثالًا مضادًا.

q → pp∴ q
  1. 1p = 1, q = 1
  2. 2p = 1, q = 0
  3. 3p = 0, q = 1
  4. 4p = 0, q = 0
5.المنطق الرقمي: البوابات وخرائط كارنو والقلّاباتمتوسطة
ABC000111100101324576

بسّط F = ABC + A′B′C + ABC′ إلى الصيغة الدنيا لمجموع الجداءات. كم حرفًا L يحتوي التعبير المبسَّط؟

F = ABC + A′B′C + ABC′
L =
6.المنطق الرقمي: البوابات وخرائط كارنو والقلّاباتصعبة
ABCD0001111000011110001103X214151706X12013015114X809011010

جد الصيغة الدنيا SOP للدالة F(A, B, C, D) = Σm(1, 4, 5, 7, 14) + d(2, 8, 12)، حيث تشير d إلى حالات عدم الاكتراث. كم حد جداء N فيها؟

F(A, B, C, D) = Σm(1, 4, 5, 7, 14) + d(2, 8, 12)
N =
7.نظرية الأعداد والحساب المودوليمتوسطة

جد معكوس 61 بالنسبة إلى 65: العدد x مع 0 < x < 65 و 61·x ≡ 1 (mod 65).

a = 61n = 65
61−1 mod 65 =
8.نظرية الأعداد والحساب المودوليصعبة
693c = me​ mod n?m = cd​ mod nm(n, e) = (713, 19)d

شفّر الرسالة m = 693 بالمفتاح العام لـ RSA (n, e) = (713, 19). جد النص المشفّر c.

n = 713e = 19m = 693
c =
9.الخوارزميات والتعقيدمتوسطة

ما التعقيد الزمني لخوارزمية البرمجة الديناميكية القياسية لأطول تتابع جزئي مشترك لسلسلتين طولهما m وn؟

  1. AO(2m+n)
  2. BO(mn log n)
  3. CO(mn)
  4. DO(m + n)
10.الخوارزميات والتعقيدصعبة

الفرز الطوبولوجي ممكن فقط في:

  1. Aالرسوم البيانية الموجهة غير الدورية
  2. Bالرسوم البيانية ذات الأوزان السالبة
  3. Cالرسوم البيانية التامة
  4. Dالرسوم البيانية غير الموجهة
11.هياكل البياناتمتوسطة

في كومة صغرى ثنائية (min-heap) مخزّنة في مصفوفة (يبدأ الفهرس من 0)، يقع ابنا العقدة ذات الفهرس i في:

  1. A2i + 1 و 2i + 2
  2. Bi/2 و i/2 + 1
  3. C2i و 2i + 1
  4. Di + 1 و i + 2
12.هياكل البياناتصعبة

يُحذف عادةً عقدة لها ابنان من شجرة بحث ثنائية عن طريق:

  1. Aإزالة الشجرة الفرعية بأكملها
  2. Bإعادة بناء الشجرة الفرعية تحتها من الصفر وإعادة إدراج كل مفتاح كانت تحتويه
  3. Cاستبدالها بخلفها في الترتيب الداخلي (أو سلفها) ثم حذف تلك العقدة
  4. Dمبادلتها مع الجذر
13.نظرية البياناتمتوسطة

لشجرة 4 رؤوس من الدرجة 3, 3 رؤوس من الدرجة 2، وكل رؤوسها الأخرى أوراق (درجة 1). كم ورقة L لها؟

4 × deg 33 × deg 2
L =
14.نظرية البياناتصعبة
ABCDEF

كم مسارًا مغلقًا (closed walk) بطول 2 يبدأ وينتهي عند D؟ يجوز للمسار تكرار الرؤوس والحواف. سمِّ العدد N.

M = مصفوفة التجاورL = 2
N =
15.قواعد البيانات و SQLمتوسطة

أي عبارة عن HAVING صحيحة؟

  1. Aلا يمكن استخدامها مع GROUP BY
  2. Bيجب أن تأتي قبل WHERE في عبارة SELECT
  3. Cيمكنها استخدام الدوال التجميعية لترشيح المجموعات
  4. Dترتّب النتائج
16.قواعد البيانات و SQLصعبة

تقفل المعاملة T1 الصف A وتنتظر الصف B، بينما تقفل T2 الصف B وتنتظر الصف A. ماذا يفعل نظام إدارة قواعد البيانات النموذجي؟

  1. Aيترك المعاملتين تنتظران حتى تُثبَّت إحداهما بصورة طبيعية
  2. Bيثبّت المعاملتين في آن واحد
  3. Cيدمج المعاملتين في معاملة واحدة
  4. Dيكتشف الجمود (deadlock) ويُجهض إحدى المعاملتين بوصفها ضحية
17.شبكات الحاسوبمتوسطة

ما الذي يحدد بشكل فريد أحد طرفي اتصال TCP على الإنترنت؟

  1. Aعنوان IP مع رقم منفذ
  2. Bقناع شبكة فرعية وبوابة
  3. Cاسم نطاق وحده
  4. Dعنوان MAC وحده
18.شبكات الحاسوبصعبة

في أي نوع من بروتوكولات التوجيه تحدث مشكلة العد إلى ما لا نهاية، وما الذي يساعد ضدها؟

  1. Aالتوجيه الثابت؛ إضافة مسارات افتراضية
  2. Bمتجه المسافة؛ الأفق المنقسم والتسميم العكسي
  3. Cمتجه المسار؛ مسارات AS أطول
  4. Dحالة الوصلة؛ إغراق تحديثات الوصلات
19.تقسيم شبكات IPv4متوسطة
/?11111111111111111111110000000000بتات الشبكةبتات المضيف

يحتاج قسم إلى 846 عنوان مضيف في شبكة فرعية واحدة. ما أطول بادئة p (أصغر شبكة فرعية) تكفي؟

846 hosts
p =
20.تقسيم شبكات IPv4صعبة
الثُمانية الثالثة = 76012816403201618140201الشبكةالمضيف

عنوان مضيف هو 172.20.76.39/20. ما الثُمانية الثالثة x من عنوان البث لشبكته الفرعية؟

172.20.76.39/20
x =

3المحاليل

1.أنظمة العد

الإجابة: U = 211

أنظمة العد الموضعية: قيمة كل رقم هي قيمته مضروبة في قوة من قوى الأساس. في النظام الثنائي تساوي المواضع 1، 2، 4، 8، 16، …؛ وفي السداسي عشري 1، 16، 256، …، حيث تمثل A–F القيم 10–15. في المتمم الثنائي ذي 8 بتات تساوي البتة اليسرى −128 بدلًا من +128، وهكذا تُخزَّن الأعداد السالبة.

اقلب وأضف واحدًا

45 = 0010 1101
مقلوب: 1101 0010
+1 → 1101 0011

اقرأه بلا إشارة

1101 0011₂ = 256 − 45 = 211

الإجابة

U = 211
2.أنظمة العد

الإجابة: R = 88

ضبط البتات: قيمة كل بت قوة للعدد اثنين (128 و64 … و1). الرقم السداسي عشري الواحد يساوي أربع بتات تمامًا، وفي المتمم الثنائي بـ 8 بتات تساوي قيمة البت الأيسر −128. وتعمل العمليات على مستوى البت على كل موضع بت على حدة.

بتًا ببت

تعطي XOR القيمة 1 حيث يختلف البتان.

0001 1000
XOR 0100 0000
= 0101 1000

قيمة الناتج

0101 1000₂ = 88

الإجابة

R = 88
3.المنطق القضوي والبراهين

الإجابة: (q → p) ∧ (p → q)

التكافؤ المنطقي: تتكافأ صيغتان (≡) عندما يكون لهما القيمة نفسها في كل صف من جدول الصدق. الحشو يساوي 1 في كل صف، والتناقض يساوي 0 في كل صف، والممكن ليس هذا ولا ذاك. قوانين مفيدة: دي مورغان، ¬(a ∧ b) ≡ ¬a ∨ ¬b و ¬(a ∨ b) ≡ ¬a ∧ ¬b؛ و a → b ≡ ¬a ∨ b ≡ ¬b → ¬a (العكس النقيض)؛ و ¬(a → b) ≡ a ∧ ¬b؛ وقوانين التوزيع، a ∨ (b ∧ c) ≡ (a ∨ b) ∧ (a ∨ c).

القانون

a ↔ b تعني أن الاستلزام صائب في الاتجاهين: (a → b) ∧ (b → a).
q ↔ p ≡ (q → p) ∧ (p → q)

تحقق بجدول الصدق

p = 1, q = 1: 1 | 1 1 1 1
p = 1, q = 0: 0 | 1 0 0 1
p = 0, q = 1: 0 | 1 0 0 0
p = 0, q = 0: 1 | 1 1 0 1

الإجابة

(q → p) ∧ (p → q)

الأعمدة بعد الشريط هي الخيارات بالترتيب المعروض.

4.المنطق القضوي والبراهين

الإجابة: p = 1, q = 0

الكمّمات والحجج: ¬∀x P(x) ≡ ∃x ¬P(x) و ¬∃x P(x) ≡ ∀x ¬P(x). انقل النفي إلى الداخل، وبدّل كل كمّم يمرّ به، وانفِ الصيغة الداخلية بقوانين المنطق القضوي، مثل ¬(a → b) ≡ a ∧ ¬b. تكون الحجة صحيحة عندما يكون الاستنتاج 1 في كل صف تكون فيه كل المقدمات 1. صف واحد بمقدمات صائبة واستنتاج خاطئ هو مثال مضاد ويبيّن أن الحجة غير صحيحة.

المقدمات والاستنتاج صفًا صفًا

p = 1, q = 1: 1 1 | 1
p = 1, q = 0: 1 1 | 0
p = 0, q = 1: 0 0 | 1
p = 0, q = 0: 1 0 | 0

مثال مضاد

p = 1, q = 0

الإجابة

p = 1, q = 0

حجة بهذه الصيغة تبدو قاعدة صحيحة، لكن صفًا واحدًا يكفي لإثبات أنها ليست كذلك.

5.المنطق الرقمي: البوابات وخرائط كارنو والقلّابات

الإجابة: L = 5

الجبر البولياني: القواعد التي تبسّط التعابير هي X + X′ = 1 و X·X′ = 0، و X + X = X، والامتصاص X + X·Y = X، وقاعدة الدمج X·Y + X·Y′ = X، و X + X′Y = X + Y، ومبرهنة الإجماع XY + X′Z + YZ = XY + X′Z. تحوّل قوانين دي مورغان (X·Y)′ إلى X′ + Y′ و (X + Y)′ إلى X′·Y′. وتطبّق خريطة كارنو هذه القواعد بيانيًا: كل مجموعة من خليتين متجاورتين هي استخدام واحد لـ XY + XY′ = X.

الحدود الصغرى للتعبير

ABC → m(7)
A′B′C → m(1)
ABC′ → m(6)
ABC00011110010011030204051716

جمّع واقرأ

F = AB + A′B′C

عُدّ الحروف

L = 5

الإجابة

L = 5
6.المنطق الرقمي: البوابات وخرائط كارنو والقلّابات

الإجابة: N = 4

خرائط كارنو: ترتَّب الخلايا بشيفرة غراي (00, 01, 11, 10)، فتختلف الخلايا المتجاورة، بما فيها تلك التي عبر الحواف، في متغير واحد بالضبط. جمّع الآحاد في مستطيلات من 1 أو 2 أو 4 أو 8 أو 16 خلية، بأكبر حجم وأقل عدد ممكنين، حتى يُغطى كل 1. كل مجموعة حد جداء واحد: المتغيرات التي تبقى ثابتة داخلها. المجموعة من 2ᵏ خلية تفقد k متغيرًا. يجوز استخدام حالات عدم الاكتراث (X) لتكبير المجموعات لكن لا يجب تغطيتها أبدًا. أما تجميع الأصفار فيعطي الصيغة الدنيا POS.

المضمّنات الأولية

أكبر المجموعات التي يمكن تكوينها من الآحاد و X.

BC′D′, A′C′D, A′BD, ABD′, A′BC′
ABCD0001111000011110001103X214151706X12013015114X809011010

التغطية الدنيا

F = BC′D′ + A′C′D + A′BD + ABD′
N = 4

الإجابة

N = 4

يوجد تجميع آخر بالحجم نفسه؛ وله عدد الحدود والحروف نفسه.

7.نظرية الأعداد والحساب المودولي

الإجابة: 61−1 mod 65 = 16

المعكوسات والتطابقات: للعدد a معكوس بالنسبة إلى n بالضبط عندما gcd(a, n) = 1. تكتب خوارزمية إقليدس الموسّعة 1 = s·n + t·a، ثم a⁻¹ ≡ t (mod n). التطابق a·x ≡ b (mod n) مع gcd(a, n) = 1 حلّه x ≡ a⁻¹·b. لتطابقين x ≡ r₁ (mod m₁) و x ≡ r₂ (mod m₂) بمقياسين أوليين فيما بينهما حل واحد بالنسبة إلى m₁·m₂ (مبرهنة الباقي الصينية). تعدّ φ(n) لأويلر الأعداد من 1 إلى n التي أولية مع n: φ(n) = n·∏(1 − 1/p).

خوارزمية إقليدس الموسّعة

يُكتب كل باقٍ r بالشكل r ≡ t·61 (mod 65).

r = 65, t = 0
r = 61, q = 1, t = 1
r = 4, q = 15, t = −1
r = 1, q = 4, t = 16

المعكوس

1 ≡ 16·61 (mod 65)
x = 16
تحقّق: 61·16 = 976 = 15·65 + 1

الإجابة

61−1 mod 65 = 16
8.نظرية الأعداد والحساب المودولي

الإجابة: c = 673

القوى المودولية وRSA: احسب aᵏ mod n بالتربيع المتكرر: اكتب k بالنظام الثنائي، وربّع، واختزل بعد كل خطوة، واضرب القوى التي بتّها 1. فيرما: aᵖ⁻¹ ≡ 1 (mod p) لعدد أولي p لا يقسم a، فيمكن اختزال الأس بالنسبة إلى p − 1. RSA: اختر عددين أوليين p و q، و n = p·q و φ(n) = (p − 1)(q − 1)؛ الأس العام e أولي مع φ(n)، والأس الخاص d = e⁻¹ mod φ(n). شفّر بـ c = mᵉ mod n وفكّ التشفير بـ m = cᵈ mod n.

التربيع المتكرر

19 = 16 + 2 + 1
6931 ≡ 693 (mod 713)
6932 ≡ 400 (mod 713)
6934 ≡ 288 (mod 713)
6938 ≡ 236 (mod 713)
69316 ≡ 82 (mod 713)
69319 ≡ 693·400·82 ≡ 673 (mod 713)

النص المشفّر

c = 673

الإجابة

c = 673
9.الخوارزميات والتعقيد

الإجابة: C · O(mn)

لماذا هذه هي الإجابة

للجدول (m + 1)(n + 1) خلية، وتُحسب كل منها في O(1) من جاراتها.

الإجابة

C · O(mn)
10.الخوارزميات والتعقيد

الإجابة: A · الرسوم البيانية الموجهة غير الدورية

لماذا هذه هي الإجابة

يوجد ترتيب طوبولوجي إذا وفقط إذا لم يحتوِ الرسم البياني الموجه على دورات؛ ويمكن إيجاده في O(V + E) باستخدام DFS أو خوارزمية كان (Kahn).

الإجابة

A · الرسوم البيانية الموجهة غير الدورية
11.هياكل البيانات

الإجابة: A · 2i + 1 و 2i + 2

لماذا هذه هي الإجابة

في المصفوفات المفهرسة من 0 يقع الابن الأيسر في 2i + 1، والأيمن في 2i + 2، والأب في ⌊(i − 1)/2⌋.

الإجابة

A · 2i + 1 و 2i + 2
12.هياكل البيانات

الإجابة: C · استبدالها بخلفها في الترتيب الداخلي (أو سلفها) ثم حذف تلك العقدة

لماذا هذه هي الإجابة

للخلف في الترتيب الداخلي ابن واحد على الأكثر، لذا يمكن إزالته بسهولة بعد نسخ مفتاحه إلى العقدة المراد حذفها.

الإجابة

C · استبدالها بخلفها في الترتيب الداخلي (أو سلفها) ثم حذف تلك العقدة
13.نظرية البيانات

الإجابة: L = 6

أويلر وهاملتون والأشجار: لبيان متصل دارة أويلر (كل حافة مرة واحدة، والعودة إلى البداية) عندما تكون لكل رأس درجة زوجية، ومسار أويلر ليس دارة عندما تكون لرأسين بالضبط درجة فردية؛ ويسير المسار عندئذ من أحد الرأسين الفرديين إلى الآخر. تزور دارة هاملتون كل رأس مرة واحدة؛ وفي Kn منها (n − 1)!/2. للشجرة على n رأسًا n − 1 حافة، ويحتفظ بيان متصل ذو m حافة بشجرة ممتدة بعد حذف m − n + 1 حافة.

مبرهنة المصافحة لشجرة

L + 18 = 2(L + 7) − 2
L = 6

الإجابة

L = 6

اختصار: L = 2 + Σ (d − 2) على الرؤوس ذات الدرجة d ≥ 3.

14.نظرية البيانات

الإجابة: N = 3

الدرجات: درجة الرأس هي عدد الحواف التي تلتقي عنده. لكل حافة طرفان، فتساوي الدرجات مجتمعةً ضعف عدد الحواف: Σ deg(v) = 2|E| (مبرهنة المصافحة). وعدد الرؤوس ذات الدرجة الفردية زوجي إذن. للبيان Kn عدد n(n − 1)/2 حافة، وللبيان k-المنتظم على n رأسًا nk/2، وللشجرة على n رأسًا n − 1 حافة.

مصفوفة التجاور

A: 0 1 1 0 0 0
B: 1 0 1 1 1 0
C: 1 1 0 0 1 0
D: 0 1 0 0 1 1
E: 0 1 1 1 0 1
F: 0 0 0 1 1 0

الجيران المشتركون

(M²)DD = 0·0 + 1·1 + 0·0 + 0·0 + 1·1 + 1·1 = 3

الإجابة

N = 3
15.قواعد البيانات و SQL

الإجابة: C · يمكنها استخدام الدوال التجميعية لترشيح المجموعات

لماذا هذه هي الإجابة

تُرشّح HAVING المجموعات بعد التجميع ويمكنها الإشارة إلى الدوال التجميعية؛ أما WHERE فلا يمكنها ذلك.

الإجابة

C · يمكنها استخدام الدوال التجميعية لترشيح المجموعات
16.قواعد البيانات و SQL

الإجابة: D · يكتشف الجمود (deadlock) ويُجهض إحدى المعاملتين بوصفها ضحية

لماذا هذه هي الإجابة

الدورة في مخطط الانتظار جمود؛ فيتراجع النظام عن إحدى المعاملتين لتتمكن الأخرى من المتابعة، ويمكن إعادة محاولة الضحية.

الإجابة

D · يكتشف الجمود (deadlock) ويُجهض إحدى المعاملتين بوصفها ضحية
17.شبكات الحاسوب

الإجابة: A · عنوان IP مع رقم منفذ

لماذا هذه هي الإجابة

يُحدَّد اتصال TCP بعنوان IP ومنفذ المصدر إضافة إلى عنوان IP ومنفذ الوجهة. والمنافذ تميّز بين التطبيقات الكثيرة على المضيف الواحد.

الإجابة

A · عنوان IP مع رقم منفذ
18.شبكات الحاسوب

الإجابة: B · متجه المسافة؛ الأفق المنقسم والتسميم العكسي

لماذا هذه هي الإجابة

بعد عطل ما قد تستمر موجّهات متجه المسافة في الإعلان لبعضها عن مسارات قديمة، فيرتفع المقياس ببطء. ويحدّ من ذلك الأفق المنقسم والتسميم العكسي وحدٌّ أقصى للمقياس.

الإجابة

B · متجه المسافة؛ الأفق المنقسم والتسميم العكسي
19.تقسيم شبكات IPv4

الإجابة: p = 22

تقسيم شبكات IPv4: يتكون العنوان من 32 بتة. تحدد البادئة /p عدد البتات الأولى التي تعرّف الشبكة؛ وتُرقّم البتات المتبقية 32 − p المضيفين. تحتوي الشبكة الفرعية على 2³²⁻ᵖ عنوانًا، لكن الأول (عنوان الشبكة) والأخير (عنوان البث) لا يُعطيان للمضيفين، فيتسع 2³²⁻ᵖ − 2 مضيفًا. الاستثناءات: الشبكة /31 (وصلة من نقطة إلى نقطة، RFC 3021) تستخدم كلا عنوانَيها الـ 2 للمضيفين، والشبكة /32 عنوان واحد فقط (مضيف واحد أو عنوان loopback).

بتات المضيف اللازمة

29 − 2 = 510 < 846
210 − 2 = 1022 ≥ 846 → h = 10

طول البادئة

p = 32 − 10 = 22

الإجابة

p = /22
20.تقسيم شبكات IPv4

الإجابة: x = 79

IPv4 subnetting: an address has 32 bits. The prefix /p says how many leading bits identify the network; the remaining 32 − p bits number the hosts. A subnet has 2³²⁻ᵖ addresses, but the first (network address) and last (broadcast address) cannot be given to hosts, so 2³²⁻ᵖ − 2 hosts fit. Exceptions: a /31 (point-to-point link, RFC 3021) uses both of its 2 addresses for hosts, and a /32 is one single address (a single host or a loopback).

حجم الكتلة في الثُمانية الثالثة

24 = 16

الشبكة الفرعية لهذا المضيف

الشبكة: 172.20.64.0
البث: 172.20.79.255

الإجابة

x = 79

ExamProblems · examproblems.com/courses/computer-science-fundamentals