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
القيم الموضعية في المتمم الثنائي1−12816403201618041201

النمط ذو 8 بتات 1100 1010 يخزّن عددًا صحيحًا بإشارة بصيغة المتمم الثنائي. ما قيمته N في النظام العشري؟

1100 10108 bit
N =
2.أنظمة العدصعبة
انقر على البتات لضبطها012806403201608040201

اضبط البتات على الناتج بـ 8 بتات لـ 1100 1111 >> 1. ما قيمة الناتج R بالعشري؟

1100 1111>> 1
R =
3.المنطق القضوي والبراهينمتوسطة
pqrp ∨ qr ∨ q(p ∨ q) → (r ∨ q)111?110?101?100?011?010?001?000?

في كم صفًا من الصفوف الثمانية لجدول صدق (p ∨ q) → (r ∨ q) تكون صائبة؟ سمِّ هذا العدد N.

(p ∨ q) → (r ∨ q)
N =
4.المنطق القضوي والبراهينصعبة

كم صفًا من الصفوف الـ 16 لجدول الصدق تجعل (¬(p ∨ q) ∧ r) ∧ ((p → q) ↔ (r ∨ s)) صائبة؟ سمِّ هذا العدد N.

(¬(p ∨ q) ∧ r) ∧ ((p → q) ↔ (r ∨ s))
N =
5.المنطق الرقمي: البوابات وخرائط كارنو والقلّاباتمتوسطة
ABC00011110010011130204150706

استخدم خريطة كارنو لإيجاد الصيغة الدنيا لمجموع الجداءات (SOP) للدالة F(A, B, C) = Σm(1, 3, 5). كم حرفًا L تحتوي في المجموع (المتغير ذو الشرطة يُعدّ حرفًا واحدًا)؟

F(A, B, C) = Σm(1, 3, 5)
L =
6.المنطق الرقمي: البوابات وخرائط كارنو والقلّاباتصعبة
ABCD00011110000111100011030204151706112013X150141809X11010

للدالة F(A, B, C, D) = Σm(1, 5, 7, 8, 12) + d(11, 15)، حيث تشير d إلى حالات عدم الاكتراث، جد عدد N المضمّنات الأولية الجوهرية (essential prime implicants).

F(A, B, C, D) = Σm(1, 5, 7, 8, 12) + d(11, 15)
N =
7.نظرية الأعداد والحساب المودوليمتوسطة

جد دالة أويلر φ φ(121)، أي عدد الأعداد الصحيحة من 1 إلى 121 التي أولية مع 121.

n = 121 = 112
φ(121) =
8.نظرية الأعداد والحساب المودوليصعبة
mc = me​ mod n309m = cd​ mod n?(n, e) = (493, 23)d

يستخدم مفتاح RSA القيم p = 17 و q = 29 و e = 23. فكّ تشفير النص المشفّر c = 309: جد الرسالة m.

p = 17q = 29e = 23c = 309
m =
9.الخوارزميات والتعقيدمتوسطة

كم مساحة مكدّس تستخدم دالة مضروب عودية بسيطة fact(n) = n × fact(n − 1)؟

  1. AO(log n)
  2. BO(1)
  3. CO(n²)
  4. DO(n)
10.الخوارزميات والتعقيدصعبة

الفرز الطوبولوجي ممكن فقط في:

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

ما التعقيد الزمني للبحث عن مفتاح في شجرة بحث ثنائية متوازنة؟

  1. AO(n)
  2. BO(n log n)
  3. CO(log n)
  4. DO(1)
12.هياكل البياناتصعبة

تريد لكل عنصر في مصفوفة العنصر الأكبر التالي على يمينه، في زمن كلي O(n). أي بنية تساعد؟

  1. Aجدول تجزئة لكل العناصر
  2. Bمكدس يحفظ العناصر التي تنتظر إجابتها
  3. Cطابور يحفظ كل زوج من العناصر
  4. Dشجرة بحث ثنائية يُعاد بناؤها لكل عنصر
13.نظرية البياناتمتوسطة
ABCDEFGدارة 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| = 7|E| = 11
  1. 1دارة أويلر
  2. 2مسار أويلر دون دارة
  3. 3لا هذه ولا تلك
14.نظرية البياناتصعبة
1594315941412ABCDEFG

تعمل خوارزمية ديكسترا انطلاقًا من A. انقر على الرأس الذي يُثبَّت (يصبح دائمًا) في الجولة 6؛ A نفسه هو الجولة 1.

البداية: Aالجولة 6
  1. 1A
  2. 2B
  3. 3C
  4. 4D
  5. 5E
  6. 6F
  7. 7G
15.قواعد البيانات و SQLمتوسطة

إلامَ يرمز الحرف "A" في ACID؟

  1. Aالتجميع (Aggregation)
  2. Bالدقة (Accuracy)
  3. Cالذرية (Atomicity)
  4. Dالتوافرية (Availability)
16.قواعد البيانات و SQLصعبة

للجدول enrolment(student_id, course_id, student_name, grade) المفتاح (student_id, course_id). أي صيغة طبيعية يخالفها؟

  1. Aالصيغة الطبيعية الثانية، لأن student_name يعتمد على student_id فقط
  2. Bالصيغة الطبيعية الأولى، لأن عمود grade لا يحمل قيمًا ذرية
  3. Cالصيغة الطبيعية الثالثة فقط، لأن grade تعتمد على student_name
  4. Dلا شيء، فهو في BCNF
17.شبكات الحاسوبمتوسطة

ما الغرض من المصافحة الثلاثية (three-way handshake) في TCP؟

  1. Aإنشاء الاتصال ومزامنة أرقام التسلسل
  2. Bتشفير البيانات
  3. Cالعثور على عنوان IP لمضيف قبل إمكانية إرسال البيانات إليه
  4. Dإغلاق الاتصال بسرعة
18.شبكات الحاسوبصعبة

لمسار عرض نطاق 100 Mbit/s وزمن ذهاب وإياب 40 ms. ما مقدار البيانات الذي يجب أن يكون قيد الإرسال لإبقائه مستغلًا بالكامل؟

  1. A500 kB
  2. B50 kB
  3. C2,5 MB
  4. D4 kB
19.تقسيم شبكات IPv4متوسطة
255.255.252.011111111111111111111110000000000بتات الشبكةبتات المضيف

تستخدم شبكة فرعية القناع 255.255.252.0. كم عنوان مضيف قابلًا للاستخدام H فيها؟

255.255.252.0
H =
20.تقسيم شبكات IPv4صعبة
الثُمانية الأخيرة = 123012816413211618041211الشبكةالمضيف

عنوان مضيف هو 10.20.185.123/28. ما الرقم الأخير (الثُمانية الرابعة) x من عنوان البث لشبكته الفرعية؟

10.20.185.123/28
x =

3المحاليل

1.أنظمة العد

الإجابة: N = −54

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.

اجمع القيم

تحتفظ البتات الأخرى بقيمها الموجبة المعتادة.

−128 + 64 + 8 + 2 = −54

الإجابة

N = −54
2.أنظمة العد

الإجابة: R = 103

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

الإزاحة إلى اليمين بمقدار 1 تنقل كل بت 1 مواضع إلى اليمين؛ وتُفقد البتات التي تسقط من الطرف الأيمن وتدخل أصفار من اليسار.

1100 1111 >> 1
= 0110 0111

قيمة الناتج

0110 0111₂ = 103

الإجابة

R = 103
3.المنطق القضوي والبراهين

الإجابة: N = 7

جداول الصدق: للصيغة ذات n متغيرًا مختلفًا 2ⁿ صفًا، صف لكل تركيبة من قيم الصدق (1 = صواب، 0 = خطأ). اعمل من الداخل إلى الخارج وأعطِ كل صيغة جزئية عمودها الخاص. ¬a تقلب القيمة؛ و a ∧ b تساوي 1 فقط عندما تكون القيمتان 1؛ و a ∨ b تساوي 0 فقط عندما تكون القيمتان 0؛ و a → b تساوي 0 فقط عندما a = 1 و b = 0؛ و a ↔ b تساوي 1 عندما يتساوى الطرفان.

جدول الصدق صفًا صفًا

p = 1, q = 1, r = 1: p ∨ q = 1, r ∨ q = 1, (p ∨ q) → (r ∨ q) = 1
p = 1, q = 1, r = 0: p ∨ q = 1, r ∨ q = 1, (p ∨ q) → (r ∨ q) = 1
p = 1, q = 0, r = 1: p ∨ q = 1, r ∨ q = 1, (p ∨ q) → (r ∨ q) = 1
p = 1, q = 0, r = 0: p ∨ q = 1, r ∨ q = 0, (p ∨ q) → (r ∨ q) = 0
p = 0, q = 1, r = 1: p ∨ q = 1, r ∨ q = 1, (p ∨ q) → (r ∨ q) = 1
p = 0, q = 1, r = 0: p ∨ q = 1, r ∨ q = 1, (p ∨ q) → (r ∨ q) = 1
p = 0, q = 0, r = 1: p ∨ q = 0, r ∨ q = 1, (p ∨ q) → (r ∨ q) = 1
p = 0, q = 0, r = 0: p ∨ q = 0, r ∨ q = 0, (p ∨ q) → (r ∨ q) = 1

عُدّ الصفوف ذات القيمة 1

(p ∨ q) → (r ∨ q): 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1
N = 7

الإجابة

N = 7
4.المنطق القضوي والبراهين

الإجابة: N = 2

جداول الصدق: للصيغة ذات n متغيرًا مختلفًا 2ⁿ صفًا، صف لكل تركيبة من قيم الصدق (1 = صواب، 0 = خطأ). اعمل من الداخل إلى الخارج وأعطِ كل صيغة جزئية عمودها الخاص. ¬a تقلب القيمة؛ و a ∧ b تساوي 1 فقط عندما تكون القيمتان 1؛ و a ∨ b تساوي 0 فقط عندما تكون القيمتان 0؛ و a → b تساوي 0 فقط عندما a = 1 و b = 0؛ و a ↔ b تساوي 1 عندما يتساوى الطرفان.

الأعمدة

p ∨ q; ¬(p ∨ q); ¬(p ∨ q) ∧ r; p → q; r ∨ s; (p → q) ↔ (r ∨ s); (¬(p ∨ q) ∧ r) ∧ ((p → q) ↔ (r ∨ s))

قسّم على p

p = 1: 0
p = 0: 2
N = 0 + 2 = 2

الإجابة

N = 2
5.المنطق الرقمي: البوابات وخرائط كارنو والقلّابات

الإجابة: L = 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.

ABC00011110010011130204150706

جمّع الآحاد

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

B′C
A′C

الصيغة الدنيا SOP

F = B′C + A′C
L = 4

الإجابة

L = 4
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.

BCD, A′C′D, AC′D′, A′BD
ABCD00011110000111100011030204151706112013X150141809X11010

المضمّنات الأولية الجوهرية

A′C′D, AC′D′
N = 2

الإجابة

N = 2
7.نظرية الأعداد والحساب المودولي

الإجابة: φ(121) = 110

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

121 = 112

دالة أويلر φ

φ(121) = 121 − 11 = 110

الإجابة

φ(121) = 110
8.نظرية الأعداد والحساب المودولي

الإجابة: m = 317

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.

الأس الخاص

n = 493, φ(n) = 448
d = 23−1 mod 448 = 39

فك التشفير بالتربيع المتكرر

39 = 32 + 4 + 2 + 1
3091 ≡ 309 (mod 493)
3092 ≡ 332 (mod 493)
3094 ≡ 285 (mod 493)
3098 ≡ 373 (mod 493)
30916 ≡ 103 (mod 493)
30932 ≡ 256 (mod 493)
30939 ≡ 309·332·285·256 ≡ 317 (mod 493)

الرسالة

m = 317
تحقّق: 31723 mod 493 = 309

الإجابة

m = 317
9.الخوارزميات والتعقيد

الإجابة: D · O(n)

لماذا هذه هي الإجابة

يبلغ عمق العودية n استدعاءً قبل أي عودة، ويحتاج كل استدعاء إلى إطار في المكدّس، فتستخدم O(n) مساحة.

الإجابة

D · O(n)
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: C · O(log n)

لماذا هذه هي الإجابة

ارتفاع الشجرة المتوازنة نحو log₂ n، لذا يتبع البحث مسارًا واحدًا من الجذر إلى ورقة.

الإجابة

C · O(log n)
12.هياكل البيانات

الإجابة: B · مكدس يحفظ العناصر التي تنتظر إجابتها

لماذا هذه هي الإجابة

بالمسح من اليسار إلى اليمين، اسحب كل عنصر في المكدس أصغر من الحالي (فالحالي إجابته)، ثم ادفع الحالي، وكل عنصر يتحرك مرتين على الأكثر.

الإجابة

B · مكدس يحفظ العناصر التي تنتظر إجابتها
13.نظرية البيانات

الإجابة: مسار أويلر دون دارة

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) = 3, deg(D) = 4, deg(E) = 4, deg(F) = 2, deg(G) = 3

الرؤوس الفردية

C, G → 2
مسار أويلر دون دارة

الإجابة

مسار أويلر دون دارة

يبدأ مسار أويلر عند أحد الرأسين الفرديين وينتهي عند الآخر.

14.نظرية البيانات

الإجابة: G

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

1. A (0): B: 15, C: 9
2. C (9): B: 13, E: 12, G: 23
3. E (12): D: 27, F: 16
4. B (13)
5. F (16): D: 25
6. G (23)
7. D (25)

الجولة 6

G

الإجابة

G
15.قواعد البيانات و SQL

الإجابة: C · الذرية (Atomicity)

لماذا هذه هي الإجابة

ACID: الذرية، والاتساق، والعزل، والديمومة (atomicity, consistency, isolation, durability). تعني الذرية أن المعاملة تُطبَّق كاملةً أو لا تُطبَّق إطلاقًا.

الإجابة

C · الذرية (Atomicity)
16.قواعد البيانات و SQL

الإجابة: A · الصيغة الطبيعية الثانية، لأن student_name يعتمد على student_id فقط

لماذا هذه هي الإجابة

يعتمد student_name على جزء فقط من المفتاح، وهذه اعتمادية جزئية؛ ونقله إلى جدول students يصلح مخالفة 2NF.

الإجابة

A · الصيغة الطبيعية الثانية، لأن student_name يعتمد على student_id فقط
17.شبكات الحاسوب

الإجابة: A · إنشاء الاتصال ومزامنة أرقام التسلسل

لماذا هذه هي الإجابة

تُنشئ المصافحة الاتصال ويتفق الطرفان خلالها على أرقام التسلسل الأولية قبل إرسال البيانات.

الإجابة

A · إنشاء الاتصال ومزامنة أرقام التسلسل
18.شبكات الحاسوب

الإجابة: A · 500 kB

لماذا هذه هي الإجابة

حاصل ضرب عرض النطاق في التأخير هو 100 × 10⁶ bit/s × 0,04 s = 4 × 10⁶ بت = 500 kB. ويجب ألا تقل نافذة المرسل عن ذلك.

الإجابة

A · 500 kB
19.تقسيم شبكات IPv4

الإجابة: H = 1022

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).

طول البادئة

255.255.252.0 = /22

المضيفون القابلون للاستخدام

210 − 2 = 1022

الإجابة

H = 1022
20.تقسيم شبكات IPv4

الإجابة: x = 127

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).

حجم الكتلة

24 = 16

الشبكة الفرعية لهذا المضيف

الشبكة: ⌊123/16⌋·16 = 112
البث: 112 + 16 − 1 = 127
المضيفون القابلون للاستخدام: 113 … 126

الإجابة

x = 127

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