Cuenta las variables distintas: la tabla de verdad tiene 2ⁿ filas, y la primera tiene todas ellas en 1.
Dale a cada subfórmula su propia columna y rellena las columnas de dentro hacia fuera.
Aplica la regla de cada conectivo: → solo es 0 en 1 → 0, y ↔ vale 1 cuando ambos lados coinciden.
Para las equivalencias, compara las columnas finales fila por fila; para un argumento, mira solo las filas en las que todas las premisas valen 1.
Para negar un enunciado cuantificado, desplaza ¬ hacia dentro, intercambia ∀ y ∃ y niega la fórmula interior.
Lógica digital: puertas, mapas K y biestables
Puertas básicas
A·B, A + B, A′, (A·B)′, (A + B)′, A ⊕ B
Reglas de Boole
X + X′ = 1, X·X′ = 0, X + XY = X, XY + XY′ = X
De Morgan
(X·Y)′ = X′ + Y′, (X + Y)′ = X′·Y′
Orden del mapa de Karnaugh
00, 01, 11, 10 (Gray code)
Grupo de 2ᵏ celdas
pierde k variables
Multiplexor de 4 a 1
F = A′B′I0 + A′BI1 + AB′I2 + ABI3
Biestables
D: Q⁺ = D, T: Q⁺ = T ⊕ Q, JK: Q⁺ = JQ′ + K′Q
Contadores
n bits: 2ⁿ estados; módulo N: el menor n con 2ⁿ ≥ N; fsal = fclk/N
Contador asíncrono
fmax = 1/(n·tpd)
Contadores en anillo y Johnson
n y 2n estados
Método
En un circuito, trabaja desde las entradas hasta la salida puerta por puerta y escribe el valor en cada hilo, o escribe su expresión y rellena la tabla de verdad.
Para simplificar, coloca los 1 (y las indiferencias como X) en un mapa de Karnaugh con filas y columnas en código Gray: 00, 01, 11, 10.
Cubre los 1 con los menos grupos posibles y lo más grandes posible, de 1, 2, 4, 8 o 16 celdas, envolviendo los bordes; cada grupo es un término producto formado por las variables que permanecen constantes. Agrupa los 0 para la forma POS.
En biestables y contadores, lee las entradas en cada flanco activo del reloj, anota el estado tras cada flanco y recuerda que un contador de n bits da la vuelta tras 2ⁿ estados.
Teoría de números y aritmética modular
División con resto
a = q·n + r, 0 ≤ r < n
Euclides
gcd(a, b) = gcd(b, a mod b)
Mínimo común múltiplo
lcm(a, b) = a·b/gcd(a, b)
Inversa
a·a⁻¹ ≡ 1 (mod n), gcd(a, n) = 1
Congruencia lineal
a·x ≡ b → x ≡ a⁻¹·b (mod n)
Función φ de Euler
φ(n) = n·∏(1 − 1/p), φ(pᵏ) = pᵏ − pᵏ⁻¹
Fermat
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
Método
Reduce primero cada número módulo n; los restos están entre 0 y n − 1.
Para un mcd, divide repetidamente con el algoritmo de Euclides; el último resto distinto de cero es el mcd.
Para un inverso, aplica el algoritmo extendido y quédate con el coeficiente de a; suma n si es negativo.
Resuelve a·x ≡ b multiplicando por a⁻¹; combina dos congruencias escribiendo x = r₁ + m₁k.
Para las potencias, escribe el exponente en binario y eleva al cuadrado repetidamente; en RSA, d = e⁻¹ mod φ(n) con φ(n) = (p − 1)(q − 1).
Teoría de grafos
Lema del apretón de manos
Σ deg(v) = 2|E|
Grafos completos
|E(Kn)| = n(n − 1)/2, |E(Km,n)| = m·n
Grafo regular
|E| = n·k/2
Árbol y bosque
|E| = n − 1, |E| = n − c
Hojas de un árbol
L = 2 + Σ (deg(v) − 2) over deg(v) ≥ 3
Euler
circuito: todos los grados pares; camino: exactamente 2 grados impares
Circuitos de Hamilton en Kn
(n − 1)!/2
Actualización de Dijkstra
d(v) = min(d(v), d(u) + w(u, v))
Recorridos de longitud L
(Mᴸ)ij
Método
Anota el grado de cada vértice; los grados suman el doble del número de aristas.
En las preguntas de Euler, comprueba que el grafo sea conexo y cuenta los vértices de grado impar.
En los árboles, usa n − 1 aristas y el lema del apretón de manos.
En Dijkstra, lleva una tabla de distancias provisionales y fija en cada ronda el vértice no fijado de menor distancia.
Para un árbol generador mínimo, ordena las aristas por peso y descarta toda arista que cierre un ciclo (Kruskal), o haz crecer un único árbol desde un vértice inicial (Prim).
Subredes IPv4
Hosts por subred
2(32 − prefix) − 2 (/31: 2, /32: 1)
Tamaño de bloque
256 − (mask octet)
Dirección de red
IP AND máscara
Dirección de difusión
IP OR (NOT máscara): todos los bits de host a 1
Subredes con n bits prestados
2n
2Problemas de práctica
1.Sistemas de numeraciónMedia
El patrón de 8 bits 0111 1010 guarda un entero con signo en complemento a dos. ¿Cuál es su valor N en decimal?
0111 10108 bit
N =
2.Sistemas de numeraciónDifícil
Un sistema debe dar a cada uno de 1804 elementos su propio código binario de la misma longitud. ¿Cuál es el menor número de bits b necesario?
1804
b = bit
3.Lógica proposicional y demostracionesMedia
¿Qué fórmula es lógicamente equivalente a a → b? Haz clic en ella.
a → b
1¬b ∧ ¬a
2¬a → ¬b
3b → a
4¬b → ¬a
4.Lógica proposicional y demostracionesDifícil
El argumento con premisas a ∨ c; a y conclusión ¬c no es válido. Haz clic en la fila de la tabla de verdad que es un contraejemplo.
a ∨ ca∴ ¬c
1a = 1, c = 1
2a = 1, c = 0
3a = 0, c = 1
4a = 0, c = 0
5.Lógica digital: puertas, mapas K y biestablesMedia
Usa el mapa de Karnaugh para hallar la forma mínima de suma de productos (SOP) de F(A, B, C, D) = Σm(1, 2, 3, 5, 8, 10, 12, 14). ¿Cuántos literales, L, contiene en total (una variable con prima cuenta como un literal)?
F(A, B, C, D) = Σm(1, 2, 3, 5, 8, 10, 12, 14)
L =
6.Lógica digital: puertas, mapas K y biestablesDifícil
Un biestable D activado por flanco de subida empieza con Q = 0 y recibe las entradas mostradas en 7 flancos de subida del reloj. ¿Cuántas veces, N, cambia Q de estado?
Q₀ = 0D
N =
7.Teoría de números y aritmética modularMedia
Resuelve 11x ≡ 9 (mod 19). Da la solución x con 0 < x < 19.
11x ≡ 9 (mod 19)
x =
8.Teoría de números y aritmética modularDifícil
Una clave RSA usa p = 43, q = 47 y e = 17. Descifra el texto cifrado c = 1209: halla el mensaje m.
p = 43q = 47e = 17c = 1209
m =
9.Algoritmos y complejidadMedia
¿Qué algoritmo de ordenación es estable?
AOrdenamiento por selección (versión habitual)
BQuicksort (versión in situ habitual)
CMerge sort
DHeap sort
10.Algoritmos y complejidadDifícil
El problema de la parada demuestra que:
AAlgunos programas se ejecutan más rápido en ordenadores más rápidos, así que la parada depende del hardware
BNingún algoritmo puede decidir, para todo programa y toda entrada, si el programa se detiene
CHay que evitar los bucles
DTodo programa acaba deteniéndose
11.Estructuras de datosMedia
¿Por qué un montículo binario puede almacenarse en un arreglo sin ningún puntero?
ALos montículos nunca contienen más de 100 elementos
BTodas las claves de un montículo son iguales
CEs un árbol binario completo, así que las posiciones siguen fórmulas de índices sencillas
DLos arreglos mantienen automáticamente las claves ordenadas, así que no hacen falta punteros
12.Estructuras de datosDifícil
Sin unión por rango ni compresión de caminos, ¿cuál es el coste en el peor caso de un solo find en una estructura union-find con n elementos?
AO(1)
BO(α(n))
CO(n)
DO(log n)
13.Teoría de grafosMedia
¿Tiene el grafo conexo un circuito euleriano, un camino euleriano que no es un circuito, o ninguno de los dos? Haz clic en tu respuesta.
|V| = 5|E| = 5
1Circuito euleriano
2Camino euleriano, sin circuito
3ninguna de las dos
14.Teoría de grafosDifícil
Usa el algoritmo de Dijkstra para hallar la longitud d(F) del camino más corto de A a F en el grafo ponderado.
inicio: Afin: F
d(F) =
15.Bases de datos y SQLMedia
¿Qué significa la «A» de ACID?
AAtomicity (atomicidad)
BAvailability (disponibilidad)
CAggregation (agregación)
DAccuracy (exactitud)
16.Bases de datos y SQLDifícil
Las puntuaciones son 90, 90 y 80. ¿Qué valores da RANK() OVER (ORDER BY score DESC)?
A1, 2, 3
B2, 2, 3
C1, 1, 3
D1, 1, 2
17.Redes de computadoresMedia
¿Cuánto se tarda en poner un paquete de 1500 bytes en un enlace de 12 Mbit/s (retardo de transmisión)?
A1 ms
B0,125 ms
C8 ms
D12 ms
18.Redes de computadoresDifícil
Según la fórmula de Nyquist, ¿cuál es la velocidad binaria máxima de un canal sin ruido de 3 kHz que usa 4 niveles de señal?
A3 kbit/s
B6 kbit/s
C12 kbit/s
D24 kbit/s
19.Subredes IPv4Media
La red 192.168.221.0/24 se divide en subredes /29, numeradas 1, 2, 3, … desde la dirección más baja (la subred 1 empieza en .0). ¿Cuál es el cuarto octeto x de la dirección de difusión de la subred 10?
192.168.221.0/24/29subred 10 (la subred 1 empieza en .0)
x =
20.Subredes IPv4Difícil
Un router tiene rutas a estas redes: 10.235.104.0/24, 10.235.105.0/24, 10.235.106.0/24, 10.235.107.0/24. ¿Cuál es la longitud de prefijo más larga p de una única ruta resumida que las cubra todas?
10.235.104.0/24 … 10.235.107.0/24
p =
3Disoluciones
1.Sistemas de numeración
Respuesta: N = 122
Sistemas de numeración posicionales: cada dígito vale su valor por una potencia de la base. En binario las posiciones valen 1, 2, 4, 8, 16, …; en hexadecimal 1, 16, 256, …, con A–F para 10–15. En complemento a dos de 8 bits, el bit de la izquierda vale −128 en vez de +128; así se guardan los números negativos.
Sumar los valores posicionales
Los demás bits conservan sus valores positivos normales.
64 + 32 + 16 + 8 + 2 = 122
Respuesta
N = 122
2.Sistemas de numeración
Respuesta: b = 11 bit
Sistemas de numeración posicionales: cada dígito vale su valor por una potencia de la base. En binario las posiciones valen 1, 2, 4, 8, 16, …; en hexadecimal 1, 16, 256, …, con A–F para 10–15. En complemento a dos de 8 bits, el bit de la izquierda vale −128 en vez de +128; así se guardan los números negativos.
Potencias de dos
210 = 1024 < 1804
211 = 2048 ≥ 1804
Respuesta
b = 11
3.Lógica proposicional y demostraciones
Respuesta: ¬b → ¬a
Equivalencia lógica: dos fórmulas son equivalentes (≡) cuando tienen el mismo valor en todas las filas de la tabla de verdad. Una tautología vale 1 en todas las filas, una contradicción vale 0 en todas las filas, y una contingencia no es ninguna de las dos. Leyes útiles: De Morgan, ¬(a ∧ b) ≡ ¬a ∨ ¬b y ¬(a ∨ b) ≡ ¬a ∧ ¬b; a → b ≡ ¬a ∨ b ≡ ¬b → ¬a (contrarrecíproca); ¬(a → b) ≡ a ∧ ¬b; y las leyes distributivas, a ∨ (b ∧ c) ≡ (a ∨ b) ∧ (a ∨ c).
La ley
Una implicación es equivalente a su contrarrecíproca ¬b → ¬a, no a su recíproca b → a ni a su inversa ¬a → ¬b.
a → b ≡ ¬b → ¬a
Comprueba con la tabla de verdad
a = 1, b = 1: 1 | 0 1 1 1
a = 1, b = 0: 0 | 0 1 1 0
a = 0, b = 1: 1 | 0 0 0 1
a = 0, b = 0: 1 | 1 1 1 1
Respuesta
¬b → ¬a
Las columnas después de la barra son las opciones, en el orden mostrado.
4.Lógica proposicional y demostraciones
Respuesta: a = 1, c = 1
Cuantificadores y argumentos: ¬∀x P(x) ≡ ∃x ¬P(x) y ¬∃x P(x) ≡ ∀x ¬P(x). Desplaza la negación hacia dentro, intercambia cada cuantificador que atraviesa y niega la fórmula interior con las leyes proposicionales, como ¬(a → b) ≡ a ∧ ¬b. Un argumento es válido cuando la conclusión vale 1 en todas las filas en las que todas las premisas valen 1. Una sola fila con premisas verdaderas y conclusión falsa es un contraejemplo y demuestra que el argumento no es válido.
Premisas y conclusión fila por fila
a = 1, c = 1: 1 1 | 0
a = 1, c = 0: 1 1 | 1
a = 0, c = 1: 1 0 | 0
a = 0, c = 0: 0 0 | 1
Contraejemplo
a = 1, c = 1
Respuesta
a = 1, c = 1
Un argumento con esta forma parece una regla válida, pero una sola fila basta para demostrar que no lo es.
5.Lógica digital: puertas, mapas K y biestables
Respuesta: L = 8
Mapas de Karnaugh: las celdas están ordenadas en código Gray (00, 01, 11, 10), por lo que las celdas vecinas, incluidas las que están a través de los bordes, difieren en exactamente una variable. Agrupa los 1 en rectángulos de 1, 2, 4, 8 o 16 celdas, lo más grandes y los menos posibles, hasta cubrir todos los 1. Cada grupo es un término producto: las variables que permanecen constantes dentro de él. Un grupo de 2ᵏ celdas pierde k variables. Las indiferencias (X) pueden usarse para agrandar grupos, pero nunca hace falta cubrirlas. Agrupar los 0 en su lugar da la forma POS mínima.
Agrupa los 1
Todo grupo es un rectángulo de 2ᵏ celdas; las celdas del borde son vecinas de las celdas del borde opuesto.
AD′
A′C′D
A′B′C
Forma SOP mínima
F = AD′ + A′C′D + A′B′C
L = 8
Respuesta
L = 8
6.Lógica digital: puertas, mapas K y biestables
Respuesta: N = 4
Biestables y contadores: un biestable cambia solo en el flanco activo del reloj. D copia su entrada (Q⁺ = D); T conmuta cuando T = 1; JK mantiene con 00, pone a 0 con 01, pone a 1 con 10 y conmuta con 11. Un contador binario de n bits tiene 2ⁿ estados y cuenta módulo 2ⁿ; un contador módulo N cuenta 0, 1, …, N − 1 y vuelve a 0, y necesita el menor n con 2ⁿ ≥ N biestables. Cada etapa de un contador asíncrono divide la frecuencia a la mitad, así que la última salida de un contador módulo N funciona a fclk/N. Un contador Johnson de n biestables tiene 2n estados y un contador en anillo, n.
Q tras cada flanco
Un biestable D copia D en cada flanco de subida: Q⁺ = D.
1: D = 0 → Q = 0
2: D = 1 → Q = 1
3: D = 1 → Q = 1
4: D = 0 → Q = 0
5: D = 1 → Q = 1
6: D = 1 → Q = 1
7: D = 0 → Q = 0
Cuenta los cambios
0 → 0 → 1 → 1 → 0 → 1 → 1 → 0
N = 4
Respuesta
N = 4
7.Teoría de números y aritmética modular
Respuesta: x = 6
Inversos y congruencias: a tiene inverso módulo n exactamente cuando mcd(a, n) = 1. El algoritmo de Euclides extendido escribe 1 = s·n + t·a, y entonces a⁻¹ ≡ t (mod n). Una congruencia a·x ≡ b (mod n) con mcd(a, n) = 1 tiene la solución x ≡ a⁻¹·b. Dos congruencias x ≡ r₁ (mod m₁) y x ≡ r₂ (mod m₂) con módulos coprimos tienen una solución módulo m₁·m₂ (teorema chino del resto). La φ(n) de Euler cuenta los números de 1 a n que son coprimos con n: φ(n) = n·∏(1 − 1/p).
Inverso de 11
r = 19, t = 0
r = 11, q = 1, t = 1
r = 8, q = 1, t = −1
r = 3, q = 2, t = 2
r = 2, q = 1, t = −5
r = 1, q = 2, t = 7
11−1 ≡ 7 (mod 19)
Resuelve
x ≡ 7·9 = 63 ≡ 6 (mod 19)
comprobación: 11·6 = 66 ≡ 9 (mod 19)
Respuesta
x = 6
8.Teoría de números y aritmética modular
Respuesta: m = 72
Potencias modulares y RSA: calcula aᵏ mod n por cuadrado repetido: escribe k en binario, eleva al cuadrado, reduce después de cada paso y multiplica las potencias cuyo bit es 1. Fermat: aᵖ⁻¹ ≡ 1 (mod p) para un primo p que no divide a a, así que el exponente se puede reducir módulo p − 1. RSA: elige los primos p y q, n = p·q y φ(n) = (p − 1)(q − 1); el exponente público e es coprimo con φ(n), y el exponente privado es d = e⁻¹ mod φ(n). Cifra con c = mᵉ mod n y descifra con m = cᵈ mod n.
Merge sort es estable si, en caso de empate, la mezcla toma primero de la mitad izquierda. Quicksort in situ, heap sort y el ordenamiento por selección no suelen ser estables.
Respuesta
C · Merge sort
10.Algoritmos y complejidad
Respuesta: B · Ningún algoritmo puede decidir, para todo programa y toda entrada, si el programa se detiene
Por qué esta es la respuesta
Turing demostró que el problema de la parada es indecidible: suponer que existe un decisor lleva a una contradicción con un programa que hace lo contrario.
Respuesta
B · Ningún algoritmo puede decidir, para todo programa y toda entrada, si el programa se detiene
11.Estructuras de datos
Respuesta: C · Es un árbol binario completo, así que las posiciones siguen fórmulas de índices sencillas
Por qué esta es la respuesta
Ser completo significa que no hay huecos, así que los hijos del índice i están siempre en 2i + 1 y 2i + 2.
Respuesta
C · Es un árbol binario completo, así que las posiciones siguen fórmulas de índices sencillas
12.Estructuras de datos
Respuesta: C · O(n)
Por qué esta es la respuesta
Las uniones ingenuas pueden enlazar los árboles formando una cadena larga, así que find puede tener que seguir n − 1 punteros al padre; las dos heurísticas lo acercan a un coste constante.
Respuesta
C · O(n)
13.Teoría de grafos
Respuesta: ninguna de las dos
Euler, Hamilton y árboles: un grafo conexo tiene un circuito euleriano (cada arista una vez, volviendo al inicio) cuando todos los vértices tienen grado par, y un camino euleriano que no es un circuito cuando exactamente dos vértices tienen grado impar; entonces el camino va de un vértice impar al otro. Un circuito hamiltoniano visita cada vértice una vez; Kn tiene (n − 1)!/2 de ellos. Un árbol de n vértices tiene n − 1 aristas, y un grafo conexo con m aristas conserva un árbol generador tras quitarle m − n + 1 aristas.
Caminos mínimos y árboles generadores: el algoritmo de Dijkstra fija un vértice por ronda: el vértice no fijado con la menor distancia provisional. Su distancia es entonces definitiva, y cada vecino v recibe d(v) = min(d(v), d(u) + w(u, v)). El algoritmo de Kruskal construye un árbol generador mínimo tomando las aristas de la más ligera a la más pesada y descartando toda arista que cierre un ciclo; el algoritmo de Prim hace crecer un único árbol desde un vértice inicial añadiendo siempre la arista más ligera que sale de él. Un árbol generador de n vértices tiene n − 1 aristas.
Dijkstra ronda a ronda
Cada línea: el vértice fijado, su distancia definitiva y los vecinos cuya distancia mejora.
A (0): B: 3
B (3): C: 8, D: 9, G: 7
G (7): E: 11
C (8)
D (9): F: 11
E (11)
F (11)
Camino más corto
A → B → D → F
d(F) = 11
Respuesta
d(F) = 11
15.Bases de datos y SQL
Respuesta: A · Atomicity (atomicidad)
Por qué esta es la respuesta
ACID: atomicidad, consistencia, aislamiento y durabilidad. La atomicidad significa que una transacción se aplica por completo o no se aplica en absoluto.
Respuesta
A · Atomicity (atomicidad)
16.Bases de datos y SQL
Respuesta: C · 1, 1, 3
Por qué esta es la respuesta
RANK da la misma posición a las filas empatadas y se salta los números siguientes (1, 1, 3); DENSE_RANK daría 1, 1, 2.
Respuesta
C · 1, 1, 3
17.Redes de computadores
Respuesta: A · 1 ms
Por qué esta es la respuesta
1500 bytes = 12,000 bits. 12,000 / 12,000,000 bit/s = 0,001 s = 1 ms. El retardo de transmisión depende del tamaño del paquete y de la velocidad del enlace, no de la distancia.
Respuesta
A · 1 ms
18.Redes de computadores
Respuesta: C · 12 kbit/s
Por qué esta es la respuesta
2 × 3000 × log₂ 4 = 2 × 3000 × 2 = 12,000 bit/s. Más niveles aumentan la velocidad, pero el ruido limita cuántos pueden distinguirse.
Respuesta
C · 12 kbit/s
19.Subredes IPv4
Respuesta: 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).
Tamaño de bloque
23 = 8
Subred número 10
red: (10 − 1)·8 = 72
difusión: 72 + 8 − 1 = 79
Respuesta
x = 79
20.Subredes IPv4
Respuesta: p = 22
Resumen de rutas: una ruta resumida a.b.c.0/p cubre todas las redes cuyos primeros p bits coinciden. Escribe en binario el octeto que difiere de la primera y la última red; el número de bits iniciales comunes, más los bits de los octetos anteriores, es el prefijo de resumen más largo.