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 بتات0−12806403201608040201

اضبط البتات بحيث تخزن −54 في المتمم الثنائي بـ 8 بتات. إذا قُرئ كعدد بدون إشارة، فما قيمة النمط U؟

N = −548 bit
U =
2.أنظمة العدصعبة
انقر على البتات لضبطها012806403201608040201

اضبط البتات على الناتج بـ 8 بتات لـ 1101 0010 XOR 1000 0110. ما قيمة الناتج R بالعشري؟

1101 0010XOR1000 0110
R =
3.المنطق القضوي والبراهينمتوسطة
(r → p) ∨ (q → p)(r → p) ∧ (q → p)r ∨ (q → p)(r ∧ q) → p

أي صيغة تكافئ (r ∨ q) → p منطقيًا؟ انقر عليها.

(r ∨ q) → p
  1. 1(r → p) ∨ (q → p)
  2. 2(r → p) ∧ (q → p)
  3. 3r ∨ (q → p)
  4. 4(r ∧ q) → p
4.المنطق القضوي والبراهينصعبة
acc → aac11100100

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

c → aa∴ c
  1. 1a = 1, c = 1
  2. 2a = 1, c = 0
  3. 3a = 0, c = 1
  4. 4a = 0, c = 0
5.المنطق الرقمي: البوابات وخرائط كارنو والقلّاباتمتوسطة
ABCD000111100001111000110312141507160121130150140819011110

استخدم خريطة كارنو لإيجاد الصيغة الدنيا لمجموع الجداءات (SOP) للدالة F(A, B, C, D) = Σm(1, 2, 4, 5, 6, 9, 10, 13). كم حرفًا L تحتوي في المجموع (المتغير ذو الشرطة يُعدّ حرفًا واحدًا)؟

F(A, B, C, D) = Σm(1, 2, 4, 5, 6, 9, 10, 13)
L =
6.المنطق الرقمي: البوابات وخرائط كارنو والقلّاباتصعبة
ABCD00011110000111101001031214X507X60120131151141819011110

للدالة F(A, B, C, D) = Σm(0, 2, 4, 8, 9, 10, 14, 15) + d(5, 6)، حيث تشير d إلى حالات عدم الاكتراث، جد عدد N المضمّنات الأولية الجوهرية (essential prime implicants).

F(A, B, C, D) = Σm(0, 2, 4, 8, 9, 10, 14, 15) + d(5, 6)
N =
7.نظرية الأعداد والحساب المودوليمتوسطة

جد دالة أويلر φ φ(361)، أي عدد الأعداد الصحيحة من 1 إلى 361 التي أولية مع 361.

n = 361 = 192
φ(361) =
8.نظرية الأعداد والحساب المودوليصعبة

67 عدد أولي. استخدم مبرهنة فيرما الصغرى لإيجاد 2528257 mod 67.

p = 67k = 28257
2528257 mod 67 =
9.الخوارزميات والتعقيدمتوسطة

لماذا يُحذف أساس اللوغاريتم عادةً في O الكبير، كما في O(log n)؟

  1. Aلأن اللوغاريتمات ذات الأسس المختلفة لا تختلف إلا بمعامل ثابت
  2. Bلأن اللوغاريتمات تُقرَّب دائمًا إلى أعداد صحيحة
  3. Cلأن الأساس لا يهم إلا عندما تكون n صغيرة
  4. Dكل اللوغاريتمات في علوم الحاسوب أساسها 10، فهو مفهوم ضمنًا
10.الخوارزميات والتعقيدصعبة

يمكن إيجاد أقصر المسارات البسيطة في زمن كثير حدود. ما المعروف عن إيجاد أطول مسار بسيط بين رأسين في رسم بياني عام؟

  1. Aأنه NP-صعب
  2. Bأنه غير قابل للحسم
  3. Cأنه قابل للحل دائمًا في O(V + E)
  4. Dأنه يمكن حله بخوارزمية Dijkstra مع أوزان معكوسة الإشارة
11.هياكل البياناتمتوسطة

ما بنية البيانات التي يستخدمها البحث بالعمق أولًا (DFS، النسخة التكرارية)؟

  1. Aطابور
  2. Bكومة
  3. Cجدول تجزئة فقط
  4. Dمكدس
12.هياكل البياناتصعبة

ما زمن تنفيذ البحث بالعرض أولًا على مخطط فيه V رأسًا مخزّن بمصفوفة تجاور؟

  1. AO(V)
  2. BO(V + E)
  3. CO(E log V)
  4. DO(V²)
13.نظرية البياناتمتوسطة
ABCDEدارة أويلرمسار أويلر دون دارةلا هذه ولا تلك

هل للبيان المتصل دارة أويلر، أم مسار أويلر ليس دارة، أم لا هذه ولا تلك؟ انقر على إجابتك.

|V| = 5|E| = 6
  1. 1دارة أويلر
  2. 2مسار أويلر دون دارة
  3. 3لا هذه ولا تلك
14.نظرية البياناتصعبة
1412144811121ABCDEF

استخدم خوارزمية ديكسترا لإيجاد طول d(F) أقصر مسار من A إلى F في البيان الموزون.

البداية: Aالنهاية: F
d(F) =
15.قواعد البيانات و SQLمتوسطة

تتطلب الصيغة الطبيعية الأولى (1NF) أن:

  1. Aيعتمد كل عمود غير مفتاحي على المفتاح كله وعلى المفتاح وحده
  2. Bلا توجد مفاتيح أجنبية
  3. Cيحتوي كل جدول على عمود واحد بالضبط
  4. Dيحتوي كل عمود على قيم ذرية وألا توجد مجموعات متكررة
16.قواعد البيانات و SQLصعبة

لربط مساواة بين جدولين كبيرين دون فهارس مفيدة، أي خوارزمية ربط يختارها المُحسِّن غالبًا؟

  1. Aالربط التقاطعي
  2. Bالربط بالتجزئة (Hash join)
  3. Cربط الحلقات المتداخلة مع البحث في الفهرس
  4. Dربط الخرائط النقطية على المفتاح الأساسي
17.شبكات الحاسوبمتوسطة

يُستخدم NAT (ترجمة عناوين الشبكة) أساسًا من أجل:

  1. Aزيادة سرعة كابل الشبكة
  2. Bالسماح لأجهزة كثيرة ذات عناوين خاصة بمشاركة عنوان IP عام واحد
  3. Cتشفير حركة المرور بين موقعين
  4. Dترجمة أسماء النطاقات إلى عناوين IP للأجهزة على الشبكة المحلية
18.شبكات الحاسوبصعبة

ما الفائدة الرئيسية للاتصالات الدائمة (keep-alive) في HTTP/1,1؟

  1. Aيمكن أن تصل الردود بأي ترتيب على تدفق واحد، فلا تعطّل الردود البطيئة غيرها
  2. Bيستطيع الخادم دفع التحديثات عبر UDP
  3. Cتعيد طلبات عدة استخدام اتصال TCP واحد، فتُتجنب المصافحات المتكررة
  4. Dيبقى الاتصال مشفرًا دون TLS
19.تقسيم شبكات IPv4متوسطة
/24 → /2711111111111111111111111111100000بتات الشبكةبتات المضيف

تُقسَّم الشبكة 192.168.155.0/24 إلى شبكات فرعية /27، مرقّمة 1، 2، 3، … بدءًا من أدنى عنوان (الشبكة الفرعية 1 تبدأ عند .0). ما الثُمانية الرابعة x من عنوان البث للشبكة الفرعية 4؟

192.168.155.0/24/27الشبكة الفرعية 4 (الشبكة الفرعية 1 تبدأ عند .0)
x =
20.تقسيم شبكات IPv4صعبة

تُقسَّم الشبكة 192.168.4.0/24 بتقنية VLSM لهذه الشبكات المحلية: A: 57 مضيفون, B: 10 مضيفون, C: 28 مضيفون, D: 4 مضيفون, E: 11 مضيفون. تُخصَّص الشبكات الفرعية من .0 صعودًا، بدءًا بالشبكة المحلية ذات أكبر عدد من المضيفين، لكلٍّ منها أصغر شبكة فرعية تكفيها. ما الثُمانية الرابعة x من عنوان شبكة LAN B؟

A: 57B: 10C: 28D: 4E: 11
x =

3المحاليل

1.أنظمة العد

الإجابة: U = 202

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.

اقلب وأضف واحدًا

54 = 0011 0110
مقلوب: 1100 1001
+1 → 1100 1010

اقرأه بلا إشارة

1100 1010₂ = 256 − 54 = 202

الإجابة

U = 202
2.أنظمة العد

الإجابة: R = 84

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.

1101 0010
XOR 1000 0110
= 0101 0100

قيمة الناتج

0101 0100₂ = 84

الإجابة

R = 84
3.المنطق القضوي والبراهين

الإجابة: (r → p) ∧ (q → p)

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) → c يحتاج إلى c كلما تحقق a أو b: (a → c) ∧ (b → c).
(r ∨ q) → p ≡ (r → p) ∧ (q → p)

تحقق بجدول الصدق

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

الإجابة

(r → p) ∧ (q → p)

الأعمدة بعد الشريط هي الخيارات بالترتيب المعروض.

4.المنطق القضوي والبراهين

الإجابة: a = 1, c = 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

a = 1, c = 1: 1 1 | 1
a = 1, c = 0: 1 1 | 0
a = 0, c = 1: 0 0 | 1
a = 0, c = 0: 1 0 | 0

مثال مضاد

a = 1, c = 0

الإجابة

a = 1, c = 0

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

5.المنطق الرقمي: البوابات وخرائط كارنو والقلّابات

الإجابة: L = 8

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.

ABCD000111100001111000110312141507160121130150140819011110

جمّع الآحاد

كل مجموعة مستطيل من 2ᵏ خلية؛ وخلايا الحافة جارة للخلايا على الحافة المقابلة.

C′D
B′CD′
A′BD′

الصيغة الدنيا SOP

F = C′D + B′CD′ + A′BD′
L = 8

الإجابة

L = 8
6.المنطق الرقمي: البوابات وخرائط كارنو والقلّابات

الإجابة: N = 2

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.

CD′, B′D′, A′D′, A′BC′, AB′C′, ABC
ABCD00011110000111101001031214X507X60120131151141819011110

المضمّنات الأولية الجوهرية

AB′C′, ABC
N = 2

الإجابة

N = 2
7.نظرية الأعداد والحساب المودولي

الإجابة: φ(361) = 342

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).

العوامل الأولية

361 = 192

دالة أويلر φ

φ(361) = 361 − 19 = 342

الإجابة

φ(361) = 342
8.نظرية الأعداد والحساب المودولي

الإجابة: 2528257 mod 67 = 64

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.

اختزل الأس

28257 mod 66 = 9
2528257 ≡ 259 (mod 67)

القوة الصغيرة

259 mod 67 = 64

الإجابة

2528257 mod 67 = 64
9.الخوارزميات والتعقيد

الإجابة: A · لأن اللوغاريتمات ذات الأسس المختلفة لا تختلف إلا بمعامل ثابت

لماذا هذه هي الإجابة

تغيير الأساس يضرب اللوغاريتم في ثابت، وO الكبير يتجاهل المعاملات الثابتة.

الإجابة

A · لأن اللوغاريتمات ذات الأسس المختلفة لا تختلف إلا بمعامل ثابت
10.الخوارزميات والتعقيد

الإجابة: A · أنه NP-صعب

لماذا هذه هي الإجابة

المسار البسيط الأطول بطول V − 1 هو مسار هاميلتوني، وهي مسألة NP-تامة، لكنه قابل للحل في زمن خطي على الرسوم البيانية الموجهة عديمة الدورات.

الإجابة

A · أنه NP-صعب
11.هياكل البيانات

الإجابة: D · مكدس

لماذا هذه هي الإجابة

يتعمّق DFS قدر الإمكان، مستخدمًا بشكل طبيعي مكدسًا (أو مكدس استدعاءات العودية)، بينما يستخدم BFS طابورًا.

الإجابة

D · مكدس
12.هياكل البيانات

الإجابة: D · O(V²)

لماذا هذه هي الإجابة

يمسح كل رأس من الرؤوس V صفًا من V مدخلًا، فيكون الزمن O(V²)، ومع قوائم التجاور يكون BFS في O(V + E).

الإجابة

D · O(V²)
13.نظرية البيانات

الإجابة: دارة أويلر

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.

الدرجات

deg(A) = 2, deg(B) = 4, deg(C) = 2, deg(D) = 2, deg(E) = 2

الرؤوس الفردية

0
دارة أويلر

الإجابة

دارة أويلر
14.نظرية البيانات

الإجابة: d(F) = 27

أقصر المسارات والأشجار الممتدة: تثبّت خوارزمية ديكسترا رأسًا واحدًا في كل جولة: الرأس غير المثبّت ذا أصغر مسافة مؤقتة. تصبح مسافته نهائية، ويأخذ كل جار v القيمة d(v) = min(d(v), d(u) + w(u, v)). تبني خوارزمية كروسكال شجرة ممتدة دنيا بأخذ الحواف من الأخف إلى الأثقل وتخطّي كل حافة تُغلق دورة؛ وتنمّي خوارزمية برايم شجرة واحدة من رأس البداية بإضافة أخف حافة تغادرها دائمًا. وللشجرة الممتدة على n رأسًا n − 1 حافة.

ديكسترا جولةً جولةً

كل سطر: الرأس المثبَّت، ومسافته النهائية، والجيران الذين تتحسن مسافتهم.

A (0): B: 14
B (14): C: 26, D: 28, E: 15
E (15): C: 19, D: 23, F: 27
C (19)
D (23)
F (27)

أقصر مسار

A → B → E → F
d(F) = 27

الإجابة

d(F) = 27
15.قواعد البيانات و SQL

الإجابة: D · يحتوي كل عمود على قيم ذرية وألا توجد مجموعات متكررة

لماذا هذه هي الإجابة

تتطلب 1NF قيمًا ذرية في كل خلية وتعريفًا فريدًا للصفوف، دون مجموعات متكررة.

الإجابة

D · يحتوي كل عمود على قيم ذرية وألا توجد مجموعات متكررة
16.قواعد البيانات و SQL

الإجابة: B · الربط بالتجزئة (Hash join)

لماذا هذه هي الإجابة

يبني الربط بالتجزئة جدول تجزئة على أحد المُدخلين ويستقصيه بالآخر، وهذا يعمل جيدًا لروابط المساواة الكبيرة دون فهارس.

الإجابة

B · الربط بالتجزئة (Hash join)
17.شبكات الحاسوب

الإجابة: B · السماح لأجهزة كثيرة ذات عناوين خاصة بمشاركة عنوان IP عام واحد

لماذا هذه هي الإجابة

يعيد NAT كتابة العناوين (والمنافذ) لكي تتمكن الشبكات الخاصة من الوصول إلى الإنترنت عبر عدد أقل من العناوين العامة.

الإجابة

B · السماح لأجهزة كثيرة ذات عناوين خاصة بمشاركة عنوان IP عام واحد
18.شبكات الحاسوب

الإجابة: C · تعيد طلبات عدة استخدام اتصال TCP واحد، فتُتجنب المصافحات المتكررة

لماذا هذه هي الإجابة

إعادة استخدام الاتصال تتجنب مصافحة جديدة وبدءًا بطيئًا لكل كائن، فتُحمَّل الصفحات ذات الموارد الكثيرة أسرع.

الإجابة

C · تعيد طلبات عدة استخدام اتصال TCP واحد، فتُتجنب المصافحات المتكررة
19.تقسيم شبكات IPv4

الإجابة: x = 127

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

25 = 32

الشبكة الفرعية رقم 4

الشبكة: (4 − 1)·32 = 96
البث: 96 + 32 − 1 = 127

الإجابة

x = 127
20.تقسيم شبكات IPv4

الإجابة: x = 112

VLSM: تحصل كل شبكة محلية على أصغر شبكة فرعية تحقّق 2ʰ − 2 ≥ عدد مضيفيها، أي البادئة 32 − h. تخصيص الشبكات الفرعية الأكبر أولًا يُبقي كل كتلة محاذية لمضاعف حجمها، لذا تُستنتج عناوين الشبكات بجمع أحجام الكتل.

حجم الكتلة لكل شبكة محلية

A: 57 مضيفون → 26 = 64 (/26)
C: 28 مضيفون → 25 = 32 (/27)
E: 11 مضيفون → 24 = 16 (/28)
B: 10 مضيفون → 24 = 16 (/28)
D: 4 مضيفون → 23 = 8 (/29)

التخصيص، الأكبر أولًا

A: .0 – .63
C: .64 – .95
E: .96 – .111
B: .112 – .127
D: .128 – .135

الإجابة

x = 112

LAN B: 192.168.4.112/28.

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