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
Escribe −32 como patrón de 8 bits en complemento a dos. Lee el patrón como un número binario sin signo: ¿cuál es su valor U en decimal?
N = −328 bit
U =
2.Sistemas de numeraciónDifícil
Pon los bits al resultado de 8 bits de 1110 1010 AND 1110 0101. ¿Cuál es el valor R del resultado en decimal?
1110 1010AND1110 0101
R =
3.Lógica proposicional y demostracionesMedia
¿Qué fórmula es lógicamente equivalente a r ∨ (p ∧ q)? Haz clic en ella.
r ∨ (p ∧ q)
1(r ∨ p) ∧ (r ∨ q)
2(r ∧ p) ∨ (r ∧ q)
3(r ∨ p) ∧ q
4r ∧ (p ∨ q)
4.Lógica proposicional y demostracionesDifícil
Se dan las premisas r ∨ q; r → p; q → p. ¿Qué conclusión se sigue de ellas? Haz clic en ella.
r ∨ qr → pq → p
1r
2r ∧ q
3¬p
4p
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) = Σm(2, 4, 5, 6). ¿Cuántos términos producto, N, tiene?
F(A, B, C) = Σm(2, 4, 5, 6)
N =
6.Lógica digital: puertas, mapas K y biestablesDifícil
Un contador módulo 25 se construye con el número mínimo de biestables. ¿Cuántos de los estados posibles, U, no se usan nunca?
N = 25
U =
7.Teoría de números y aritmética modularMedia
Halla el inverso de 23 módulo 43: el número x con 0 < x < 43 y 23·x ≡ 1 (mod 43).
a = 23n = 43
23−1 mod 43 =
8.Teoría de números y aritmética modularDifícil
Usa el cuadrado repetido para hallar 4136 mod 23.
a = 4k = 136n = 23
4136 mod 23 =
9.Algoritmos y complejidadMedia
¿Cómo construye el algoritmo de Prim un árbol de expansión mínima?
AHace crecer un único árbol desde un vértice inicial, añadiendo la arista más barata que sale del árbol
BOrdena todas las aristas por peso y añade cada una salvo que forme un ciclo en el bosque
CEjecuta una búsqueda en anchura y se queda con el árbol BFS
DElimina la arista más cara hasta que no quedan ciclos
10.Algoritmos y complejidadDifícil
¿Qué definición de la clase NP es correcta?
AProblemas de decisión cuyas respuestas afirmativas pueden verificarse en tiempo polinómico dado un certificado
BProblemas que no son polinómicos
CProblemas que ningún algoritmo puede resolver
DProblemas que no pueden resolverse en tiempo polinómico
11.Estructuras de datosMedia
¿Por qué recorrer un arreglo suele ser en la práctica mucho más rápido que recorrer una lista enlazada de la misma longitud?
ALos elementos del arreglo son contiguos, así que aprovechan bien la caché de la CPU
BRecorrer un arreglo es O(1) en total, mientras que recorrer una lista enlazada es O(n)
CLas listas enlazadas siempre almacenan los elementos en disco
DLos arreglos usan menos instrucciones para comparar valores
12.Estructuras de datosDifícil
Para que una tabla hash funcione correctamente, ¿qué regla deben cumplir el hash y la igualdad?
ALos valores hash deben ser números primos
BLas claves iguales deben tener valores hash iguales
CLas claves distintas deben tener valores hash distintos
DValores hash iguales implican claves iguales
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| = 6|E| = 7
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?
AAccuracy (exactitud)
BAvailability (disponibilidad)
CAggregation (agregación)
DAtomicity (atomicidad)
16.Bases de datos y SQLDifícil
x es NULL e y = 1. ¿Cuál es el valor de la condición (x > 5 OR y = 1)?
ATRUE
BFALSE
CNULL, así que la fila siempre se rechaza
DUNKNOWN
17.Redes de computadoresMedia
¿Cuál de estos es un rango de direcciones IPv4 privadas?
A100.0.0.0/8
B8.8.8.0/24
C192.168.0.0/16
D200.1.1.0/24
18.Redes de computadoresDifícil
La clave privada de un servidor será robada dentro de un año. ¿Qué propiedad de TLS mantiene seguras las sesiones grabadas hoy?
AComprimir los datos antes de cifrarlos
BUsar un nombre de dominio más largo
CEnviar el certificado dos veces
DEl secreto perfecto hacia adelante (forward secrecy) del intercambio de claves Diffie-Hellman efímero
19.Subredes IPv4Media
Una subred usa la máscara 255.255.255.248. ¿Cuántas direcciones de host utilizables H tiene?
255.255.255.248
H =
20.Subredes IPv4Difícil
Un host tiene la dirección 10.20.129.72/30. ¿Cuál es el cuarto octeto x de su dirección de red?
10.20.129.72/30
x =
3Disoluciones
1.Sistemas de numeración
Respuesta: U = 224
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.
Invertir y sumar uno
32 = 0010 0000
invertido: 1101 1111
+1 → 1110 0000
Leerlo sin signo
1110 0000₂ = 256 − 32 = 224
Respuesta
U = 224
2.Sistemas de numeración
Respuesta: R = 224
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
AND da 1 solo donde ambos bits son 1.
1110 1010
AND 1110 0101
= 1110 0000
Valor del resultado
1110 0000₂ = 224
Respuesta
R = 224
3.Lógica proposicional y demostraciones
Respuesta: (r ∨ p) ∧ (r ∨ q)
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
∨ se distribuye sobre ∧: a ∨ (b ∧ c) ≡ (a ∨ b) ∧ (a ∨ c).
r ∨ (p ∧ q) ≡ (r ∨ p) ∧ (r ∨ q)
Comprueba con la tabla de verdad
p = 1, q = 1, r = 1: 1 | 1 1 1 1
p = 1, q = 1, r = 0: 1 | 1 0 1 0
p = 1, q = 0, r = 1: 1 | 1 1 0 1
p = 1, q = 0, r = 0: 0 | 0 0 0 0
p = 0, q = 1, r = 1: 1 | 1 1 1 1
p = 0, q = 1, r = 0: 0 | 0 0 0 0
p = 0, q = 0, r = 1: 1 | 1 0 0 0
p = 0, q = 0, r = 0: 0 | 0 0 0 0
Respuesta
(r ∨ p) ∧ (r ∨ q)
Las columnas después de la barra son las opciones, en el orden mostrado.
4.Lógica proposicional y demostraciones
Respuesta: p
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.
Filas con todas las premisas verdaderas
p = 1, q = 1, r = 1: r = 1, r ∧ q = 1, ¬p = 0, p = 1
p = 1, q = 1, r = 0: r = 0, r ∧ q = 0, ¬p = 0, p = 1
p = 1, q = 0, r = 1: r = 1, r ∧ q = 0, ¬p = 0, p = 1
Conclusión
p (demostración por casos)
Respuesta
p
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′
AB′
Forma SOP mínima
F = BC′ + AB′
N = 2
Respuesta
N = 2
6.Lógica digital: puertas, mapas K y biestables
Respuesta: U = 7
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.
Número de biestables
2ⁿ ≥ 25 → n = 5 (2⁵ = 32)
Estados sin usar
U = 32 − 25 = 7
Respuesta
U = 7
7.Teoría de números y aritmética modular
Respuesta: 23−1 mod 43 = 15
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).
Algoritmo de Euclides extendido
Cada resto r se escribe como r ≡ t·23 (mod 43).
r = 43, t = 0
r = 23, q = 1, t = 1
r = 20, q = 1, t = −1
r = 3, q = 6, t = 2
r = 2, q = 1, t = −13
r = 1, q = 2, t = 15
Inversa
1 ≡ 15·23 (mod 43)
x = 15
comprobación: 23·15 = 345 = 8·43 + 1
Respuesta
23−1 mod 43 = 15
8.Teoría de números y aritmética modular
Respuesta: 4136 mod 23 = 3
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.
Exponente en binario
136 = 100010002 = 128 + 8
Cuadrado repetido
41 ≡ 4 (mod 23)
42 ≡ 16 (mod 23)
44 ≡ 3 (mod 23)
48 ≡ 9 (mod 23)
416 ≡ 12 (mod 23)
432 ≡ 6 (mod 23)
464 ≡ 13 (mod 23)
4128 ≡ 8 (mod 23)
Multiplica las potencias necesarias
4136 ≡ 9·8 ≡ 3 (mod 23)
Respuesta
4136 mod 23 = 3
9.Algoritmos y complejidad
Respuesta: A · Hace crecer un único árbol desde un vértice inicial, añadiendo la arista más barata que sale del árbol
Por qué esta es la respuesta
El algoritmo de Prim, con una cola de prioridad de las aristas que cruzan el corte, se ejecuta en O(E log V) con un montículo binario.
Respuesta
A · Hace crecer un único árbol desde un vértice inicial, añadiendo la arista más barata que sale del árbol
10.Algoritmos y complejidad
Respuesta: A · Problemas de decisión cuyas respuestas afirmativas pueden verificarse en tiempo polinómico dado un certificado
Por qué esta es la respuesta
En un problema NP, una solución propuesta (certificado) puede comprobarse rápidamente, por ejemplo verificar que una asignación dada satisface una fórmula booleana.
Respuesta
A · Problemas de decisión cuyas respuestas afirmativas pueden verificarse en tiempo polinómico dado un certificado
11.Estructuras de datos
Respuesta: A · Los elementos del arreglo son contiguos, así que aprovechan bien la caché de la CPU
Por qué esta es la respuesta
La memoria contigua ofrece una buena localidad de referencia, mientras que los nodos enlazados pueden estar dispersos y provocar muchos fallos de caché.
Respuesta
A · Los elementos del arreglo son contiguos, así que aprovechan bien la caché de la CPU
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: Camino euleriano, sin circuito
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.
El camino euleriano empieza en un vértice impar y termina en el otro.
14.Teoría de grafos
Respuesta: d(F) = 15
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): C: 5
C (5): E: 10, G: 8
G (8): B: 12, D: 14
E (10): F: 21
B (12): D: 13
D (13): F: 15
F (15)
Camino más corto
A → C → G → B → D → F
d(F) = 15
Respuesta
d(F) = 15
15.Bases de datos y SQL
Respuesta: D · 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
D · Atomicity (atomicidad)
16.Bases de datos y SQL
Respuesta: A · TRUE
Por qué esta es la respuesta
x > 5 es UNKNOWN, pero OR con TRUE da TRUE en cualquier caso, así que la fila se conserva; del mismo modo, UNKNOWN AND FALSE sería FALSE.
Respuesta
A · TRUE
17.Redes de computadores
Respuesta: C · 192.168.0.0/16
Por qué esta es la respuesta
Los rangos privados son 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 y 192.168.0.0/16; no se enrutan en la internet pública.
Respuesta
C · 192.168.0.0/16
18.Redes de computadores
Respuesta: D · El secreto perfecto hacia adelante (forward secrecy) del intercambio de claves Diffie-Hellman efímero
Por qué esta es la respuesta
Con (EC)DHE efímero, cada clave de sesión se obtiene de valores temporales que se descartan. La clave a largo plazo solo firma el intercambio, así que robarla después no descifra el tráfico antiguo.
Respuesta
D · El secreto perfecto hacia adelante (forward secrecy) del intercambio de claves Diffie-Hellman efímero
19.Subredes IPv4
Respuesta: H = 6
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).
Longitud del prefijo
255.255.255.248 = /29
Hosts utilizables
23 − 2 = 6
Respuesta
H = 6
20.Subredes IPv4
Respuesta: x = 72
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).