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
Pon los bits para que almacenen −29 en complemento a dos de 8 bits. Leído como un número sin signo, ¿cuál es el valor U del patrón?
N = −298 bit
U =
2.Sistemas de numeraciónDifícil
Pon los bits al resultado de 8 bits de 0011 1111 OR 1000 0110. ¿Cuál es el valor R del resultado en decimal?
0011 1111OR1000 0110
R =
3.Lógica proposicional y demostracionesMedia
Quieres demostrar a → ¬b por reducción al absurdo. ¿Qué enunciado supones al principio? Haz clic en él.
a → ¬b
1¬a ∧ ¬¬b
2¬a → ¬¬b
3a ∧ ¬¬b
4¬a ∧ ¬b
4.Lógica proposicional y demostracionesDifícil
¿Qué enunciado es equivalente a ¬∃x A(x), con la negación desplazada hasta el interior? Haz clic en él.
¬∃x A(x)
1∃x ¬A(x)
2∀x ¬A(x)
3∀x A(x)
4∃x A(x)
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(0, 4, 5, 13). ¿Cuántos términos producto, N, tiene?
F(A, B, C, D) = Σm(0, 4, 5, 13)
N =
6.Lógica digital: puertas, mapas K y biestablesDifícil
Un contador binario ascendente de 4 bits empieza en 11 (decimal, Q = 1011). ¿Qué cuenta Q (en decimal) muestra tras 19 pulsos de reloj?
Q0 = 1119n = 4
Q =
7.Teoría de números y aritmética modularMedia
Resuelve 30x ≡ 11 (mod 53). Da la solución x con 0 < x < 53.
30x ≡ 11 (mod 53)
x =
8.Teoría de números y aritmética modularDifícil
53 es primo. Usa el pequeño teorema de Fermat para hallar 443094 mod 53.
p = 53k = 43094
443094 mod 53 =
9.Algoritmos y complejidadMedia
¿Por qué muchas rutinas de ordenación de las bibliotecas cambian al ordenamiento por inserción para subarrays muy pequeños?
AEl ordenamiento por inserción usa menos memoria que cualquier otro algoritmo de ordenamiento con entradas grandes
BEl ordenamiento por inserción es O(n log n) en el peor caso
CLos algoritmos recursivos no pueden tratar arrays de menos de 10 elementos
DEl ordenamiento por inserción tiene poca sobrecarga y es rápido con entradas pequeñas o casi ordenadas
10.Algoritmos y complejidadDifícil
¿Qué se deduciría si alguien hallara un algoritmo de tiempo polinómico para un problema NP-completo?
ASolo ese problema pasaría a P
BEl problema de la parada se volvería decidible
CTodo problema de NP podría resolverse en tiempo polinómico, así que P = NP
DTodos los algoritmos de tiempo exponencial pasarían de inmediato a ejecutarse en tiempo lineal
11.Estructuras de datosMedia
¿Cómo se encuentra la clave mínima en un árbol binario de búsqueda?
AMirar solo la raíz
BVisitar todas las hojas y compararlas
CSeguir los hijos izquierdos desde la raíz hasta que no haya hijo izquierdo
DSeguir los hijos derechos desde la raíz hasta que no haya hijo derecho
12.Estructuras de datosDifícil
Para que una tabla hash funcione correctamente, ¿qué regla deben cumplir el hash y la igualdad?
ALas claves distintas deben tener valores hash distintos
BLas claves iguales deben tener valores hash iguales
CValores hash iguales implican claves iguales
DLos valores hash deben ser números primos
13.Teoría de grafosMedia
Un árbol tiene 3 vértices de grado 3, 4 vértices de grado 4, 2 vértices de grado 5, 3 vértices de grado 2, y todos sus demás vértices son hojas (grado 1). ¿Cuántas hojas, L, tiene?
3 × deg 34 × deg 42 × deg 53 × deg 2
L =
14.Teoría de grafosDifícil
El algoritmo de Prim construye un árbol generador mínimo a partir del vértice D. Haz clic en la arista que añade como arista número 5.
inicio: Dk = 5
1arista AB
2arista BC
3arista BD
4arista CE
5arista DE
6arista DF
7arista GB
8arista GC
9arista GD
15.Bases de datos y SQLMedia
¿Qué consulta devuelve el número de ciudades distintas de la tabla customers?
ASELECT DISTINCT COUNT(city) FROM customers
BSELECT COUNT(city) FROM customers GROUP BY city
CSELECT SUM(DISTINCT city) FROM customers
DSELECT COUNT(DISTINCT city) FROM customers
16.Bases de datos y SQLDifícil
Las puntuaciones son 90, 90 y 80. ¿Qué valores da RANK() OVER (ORDER BY score DESC)?
A2, 2, 3
B1, 1, 2
C1, 2, 3
D1, 1, 3
17.Redes de computadoresMedia
Un router tiene rutas para 10.0.0.0/8 y 10.1.0.0/16. ¿Qué ruta usa para un paquete dirigido a 10.1.5.5?
AAmbas rutas, repartiendo el tráfico a partes iguales
B10.1.0.0/16, porque es el prefijo coincidente más largo
C10.0.0.0/8, porque se añadió primero
D10.0.0.0/8, porque abarca más direcciones que el /16
18.Redes de computadoresDifícil
Debes dividir 192.168.1.0/24 en al menos 5 subredes de hasta 25 hosts cada una. ¿Qué longitud de prefijo encaja mejor?
A/27
B/26
C/28
D/25
19.Subredes IPv4Media
Un departamento necesita 196 direcciones de host en una sola subred. ¿Cuál es la mayor longitud de prefijo p (la subred más pequeña) que basta?
196 hosts
p =
20.Subredes IPv4Difícil
Un host tiene la dirección 10.20.165.193/27. ¿Cuál es el último número (cuarto octeto) x de la dirección de difusión de su subred?
10.20.165.193/27
x =
3Disoluciones
1.Sistemas de numeración
Respuesta: U = 227
Poner bits: cada bit vale una potencia de dos (128, 64, …, 1). Un dígito hexadecimal son exactamente cuatro bits, y en complemento a dos de 8 bits el bit de más a la izquierda vale −128. Las operaciones bit a bit actúan sobre cada posición de bit por separado.
Invertir y sumar uno
29 = 0001 1101
invertido: 1110 0010
+1 → 1110 0011
Leerlo sin signo
1110 0011₂ = 256 − 29 = 227
Respuesta
U = 227
2.Sistemas de numeración
Respuesta: R = 191
Poner bits: cada bit vale una potencia de dos (128, 64, …, 1). Un dígito hexadecimal son exactamente cuatro bits, y en complemento a dos de 8 bits el bit de más a la izquierda vale −128. Las operaciones bit a bit actúan sobre cada posición de bit por separado.
Bit a bit
OR da 1 donde al menos un bit es 1.
0011 1111
OR 1000 0110
= 1011 1111
Valor del resultado
1011 1111₂ = 191
Respuesta
R = 191
3.Lógica proposicional y demostraciones
Respuesta: a ∧ ¬¬b
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).
Partes de la implicación
a = a, b = ¬b
Negación de la implicación
¬(a → b) ≡ a ∧ ¬b = a ∧ ¬¬b
Respuesta
a ∧ ¬¬b
Si la suposición lleva a una contradicción, la implicación tiene que ser verdadera.
4.Lógica proposicional y demostraciones
Respuesta: ∀x ¬A(x)
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.
Desplaza la negación hacia dentro
¬∃x A(x) ≡ ∀x ¬A(x)
Respuesta
∀x ¬A(x)
Las otras opciones dejan un cuantificador sin cambiar, cambian el orden de los cuantificadores o niegan mal la fórmula interior.
5.Lógica digital: puertas, mapas K y biestables
Respuesta: N = 2
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.
BC′D
A′C′D′
Forma SOP mínima
F = BC′D + A′C′D′
N = 2
Respuesta
N = 2
6.Lógica digital: puertas, mapas K y biestables
Respuesta: Q = 14
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.
Ciclos completos
Cada 16 pulsos devuelven el contador al mismo estado.
19 = 1·16 + 3
Cuenta tras los pulsos restantes
Q = (11 + 3) mod 16 = 14
Q = 1110₂
Respuesta
Q = 14
7.Teoría de números y aritmética modular
Respuesta: x = 41
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 30
r = 53, t = 0
r = 30, q = 1, t = 1
r = 23, q = 1, t = −1
r = 7, q = 3, t = 2
r = 2, q = 3, t = −7
r = 1, q = 2, t = 23
30−1 ≡ 23 (mod 53)
Resuelve
x ≡ 23·11 = 253 ≡ 41 (mod 53)
comprobación: 30·41 = 1230 ≡ 11 (mod 53)
Respuesta
x = 41
8.Teoría de números y aritmética modular
Respuesta: 443094 mod 53 = 13
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.
Reduce el exponente
43094 mod 52 = 38
443094 ≡ 438 (mod 53)
Potencia pequeña
438 mod 53 = 13
Respuesta
443094 mod 53 = 13
9.Algoritmos y complejidad
Respuesta: D · El ordenamiento por inserción tiene poca sobrecarga y es rápido con entradas pequeñas o casi ordenadas
Por qué esta es la respuesta
Para n pequeño, el bucle sencillo del ordenamiento por inserción supera la sobrecarga de la recursión de quicksort o merge sort, aunque sea O(n²).
Respuesta
D · El ordenamiento por inserción tiene poca sobrecarga y es rápido con entradas pequeñas o casi ordenadas
10.Algoritmos y complejidad
Respuesta: C · Todo problema de NP podría resolverse en tiempo polinómico, así que P = NP
Por qué esta es la respuesta
Como todo NP se reduce en tiempo polinómico a cualquier problema NP-completo, un algoritmo rápido para uno da un algoritmo rápido para todos.
Respuesta
C · Todo problema de NP podría resolverse en tiempo polinómico, así que P = NP
11.Estructuras de datos
Respuesta: C · Seguir los hijos izquierdos desde la raíz hasta que no haya hijo izquierdo
Por qué esta es la respuesta
El nodo situado más a la izquierda no tiene ninguna clave menor en el árbol, así que es el mínimo; el coste es proporcional a la altura.
Respuesta
C · Seguir los hijos izquierdos desde la raíz hasta que no haya hijo izquierdo
12.Estructuras de datos
Respuesta: B · Las claves iguales deben tener valores hash iguales
Por qué esta es la respuesta
Si dos claves iguales tuvieran hashes distintos, se almacenarían en cubetas distintas y las búsquedas fallarían; las claves distintas sí pueden compartir hash.
Respuesta
B · Las claves iguales deben tener valores hash iguales
13.Teoría de grafos
Respuesta: L = 19
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.
Lema del apretón de manos para un árbol
L + 41 = 2(L + 12) − 2
L = 19
Respuesta
L = 19
Atajo: L = 2 + Σ (d − 2) sobre los vértices de grado d ≥ 3.
14.Teoría de grafos
Respuesta: arista DF
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.
Algoritmo de Prim
1. DE (2)
2. BD (3)
3. GD (4)
4. GC (1)
5. DF (5)
6. AB (19)
arista número 5
DF
Respuesta
arista DF
15.Bases de datos y SQL
Respuesta: D · SELECT COUNT(DISTINCT city) FROM customers
Por qué esta es la respuesta
COUNT(DISTINCT city) cuenta las ciudades únicas no NULL; DISTINCT fuera de COUNT solo elimina filas duplicadas del resultado.
Respuesta
D · SELECT COUNT(DISTINCT city) FROM customers
16.Bases de datos y SQL
Respuesta: D · 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
D · 1, 1, 3
17.Redes de computadores
Respuesta: B · 10.1.0.0/16, porque es el prefijo coincidente más largo
Por qué esta es la respuesta
El reenvío IP usa la coincidencia del prefijo más largo: entre todas las rutas que coinciden con el destino, se elige la de máscara más larga.
Respuesta
B · 10.1.0.0/16, porque es el prefijo coincidente más largo
18.Redes de computadores
Respuesta: A · /27
Por qué esta es la respuesta
/27 da 8 subredes con 30 hosts utilizables cada una. /26 da solo 4 subredes, y /28 solo permite 14 hosts por subred.
Respuesta
A · /27
19.Subredes IPv4
Respuesta: p = 24
Subredes IPv4: una dirección tiene 32 bits. El prefijo /p indica cuántos bits iniciales identifican la red; los 32 − p bits restantes numeran los hosts. Una subred tiene 2³²⁻ᵖ direcciones, pero la primera (dirección de red) y la última (de difusión) no se pueden asignar a hosts, así que caben 2³²⁻ᵖ − 2 hosts. Excepciones: una /31 (enlace punto a punto, RFC 3021) usa sus 2 direcciones para hosts, y una /32 es una única dirección (un solo host o una interfaz de loopback).
Bits de host necesarios
27 − 2 = 126 < 196
28 − 2 = 254 ≥ 196 → h = 8
Longitud del prefijo
p = 32 − 8 = 24
Respuesta
p = /24
20.Subredes IPv4
Respuesta: x = 223
Subredes IPv4: una dirección tiene 32 bits. El prefijo /p indica cuántos bits iniciales identifican la red; los 32 − p bits restantes numeran los hosts. Una subred tiene 2³²⁻ᵖ direcciones, pero la primera (dirección de red) y la última (de difusión) no se pueden asignar a hosts, así que caben 2³²⁻ᵖ − 2 hosts. Excepciones: una /31 (enlace punto a punto, RFC 3021) usa sus 2 direcciones para hosts, y una /32 es una única dirección (un solo host o una interfaz de loopback).