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 −28 en complemento a dos de 8 bits. Leído como un número sin signo, ¿cuál es el valor U del patrón?
N = −288 bit
U =
2.Sistemas de numeraciónDifícil
Pon los bits al resultado de 8 bits de 1011 0110 >> 3. ¿Cuál es el valor R del resultado en decimal?
1011 0110>> 3
R =
3.Lógica proposicional y demostracionesMedia
¿Qué fórmula es lógicamente equivalente a ¬(p → q)? Haz clic en ella.
¬(p → q)
1¬p ∨ ¬q
2p ∧ ¬q
3¬p ∧ q
4¬p → ¬q
4.Lógica proposicional y demostracionesDifícil
Se dan las premisas q → p; q. ¿Qué conclusión se sigue de ellas? Haz clic en ella.
q → pq
1¬p
2p
3q ∧ ¬p
4¬q
5.Lógica digital: puertas, mapas K y biestablesMedia
Simplifica F = A′B′C + AB + A′C a su forma mínima de suma de productos. ¿Cuántos literales, L, contiene la expresión simplificada?
F = A′B′C + AB + A′C
L =
6.Lógica digital: puertas, mapas K y biestablesDifícil
Un contador módulo 5 tiene que recorrer 5 estados distintos. ¿Cuál es el número mínimo de biestables, n, que necesita?
N = 5
n =
7.Teoría de números y aritmética modularMedia
Halla el inverso de 48 módulo 91: el número x con 0 < x < 91 y 48·x ≡ 1 (mod 91).
a = 48n = 91
48−1 mod 91 =
8.Teoría de números y aritmética modularDifícil
Una clave RSA usa p = 31, q = 37 y e = 23. Descifra el texto cifrado c = 239: halla el mensaje m.
p = 31q = 37e = 23c = 239
m =
9.Algoritmos y complejidadMedia
¿Cuál es la solución de la recurrencia T(n) = T(n/2) + O(1)?
AO(log n)
BO(n)
CO(1)
DO(n log n)
10.Algoritmos y complejidadDifícil
¿Cómo se comparan n! y 2ⁿ para n grande?
An! es O(n²)
B2ⁿ crece más deprisa que n!
CCrecen al mismo ritmo
Dn! crece más deprisa que 2ⁿ
11.Estructuras de datosMedia
Una red de carreteras tiene 100,000 cruces, cada uno conectado con unos 4 más. ¿Qué representación es la más adecuada?
AUn único arreglo ordenado de vértices
BMatriz de adyacencia
CUn montículo binario de aristas
DLista de adyacencia
12.Estructuras de datosDifícil
¿Por qué las bases de datos suelen usar árboles B+ en lugar de árboles B simples para los índices?
ALos árboles B+ no necesitan estar balanceados
BTodos los registros están en hojas enlazadas, lo que hace eficientes los recorridos por rangos
CLos árboles B+ almacenan los datos solo en la raíz
DLos árboles B+ usan nodos internos binarios, lo que reduce el número de lecturas de disco
13.Teoría de grafosMedia
Un grafo conexo tiene 17 vértices y 21 aristas. ¿Cuántas aristas, k, hay que quitar para obtener un árbol generador?
|V| = 17|E| = 21
k =
14.Teoría de grafosDifícil
El algoritmo de Prim construye un árbol generador mínimo a partir del vértice A. Haz clic en la arista que añade como arista número 5.
inicio: Ak = 5
1arista AB
2arista AC
3arista BC
4arista BD
5arista DE
6arista DF
7arista EF
8arista BE
15.Bases de datos y SQLMedia
La tercera forma normal (3FN) elimina:
ALas dependencias transitivas entre atributos no clave
BLas claves compuestas
CLos valores atómicos
DLos índices redundantes sobre columnas que no forman parte de una clave
16.Bases de datos y SQLDifícil
¿Qué calcula SELECT day, SUM(amount) OVER (ORDER BY day) FROM sales?
AUna fila por día solo con el total de ese día
BEl total de todos los importes en cada fila
CUn total acumulado de amount ordenado por day
DEl importe medio por día
17.Redes de computadoresMedia
¿Qué host está en la misma subred /16 que 10.1.2.3?
A11.1.2.3
B10.1.200.5
C10.0.2.3
D10.2.2.3
18.Redes de computadoresDifícil
Una aplicación de terminal remoto va lenta porque los pequeños paquetes de pulsaciones se retienen. ¿Qué mecanismo de TCP suele ser el responsable?
AEl saludo en tres pasos
BLa retransmisión rápida
CEl algoritmo de Nagle
DEl arranque lento (slow start)
19.Subredes IPv4Media
La red 192.168.130.0/24 se divide en subredes /26, 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 red de la subred 2?
192.168.130.0/24/26subred 2 (la subred 1 empieza en .0)
x =
20.Subredes IPv4Difícil
Un host tiene la dirección 10.20.84.127/27. ¿Cuál es el último número (cuarto octeto) x de la dirección de difusión de su subred?
10.20.84.127/27
x =
3Disoluciones
1.Sistemas de numeración
Respuesta: U = 228
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
28 = 0001 1100
invertido: 1110 0011
+1 → 1110 0100
Leerlo sin signo
1110 0100₂ = 256 − 28 = 228
Respuesta
U = 228
2.Sistemas de numeración
Respuesta: R = 22
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
Desplazar a la derecha 3 mueve cada bit 3 posiciones a la derecha; los bits que salen por el extremo derecho se pierden y entran ceros por la izquierda.
1011 0110 >> 3
= 0001 0110
Valor del resultado
0001 0110₂ = 22
Respuesta
R = 22
3.Lógica proposicional y demostraciones
Respuesta: p ∧ ¬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
¬(a → b) ≡ ¬(¬a ∨ b) ≡ a ∧ ¬b: la única fila en la que falla una implicación.
¬(p → q) ≡ p ∧ ¬q
Comprueba con la tabla de verdad
p = 1, q = 1: 0 | 0 0 0 1
p = 1, q = 0: 1 | 1 1 0 1
p = 0, q = 1: 0 | 1 0 1 0
p = 0, q = 0: 0 | 1 0 0 1
Respuesta
p ∧ ¬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: ¬p = 0, p = 1, q ∧ ¬p = 0, ¬q = 0
Conclusión
p (modus ponens)
Respuesta
p
5.Lógica digital: puertas, mapas K y biestables
Respuesta: L = 4
Álgebra de Boole: las reglas que simplifican expresiones son X + X′ = 1 y X·X′ = 0, X + X = X, la absorción X + X·Y = X, la regla de combinación X·Y + X·Y′ = X, X + X′Y = X + Y y el teorema del consenso XY + X′Z + YZ = XY + X′Z. Las leyes de De Morgan convierten (X·Y)′ en X′ + Y′ y (X + Y)′ en X′·Y′. Un mapa de Karnaugh aplica estas reglas de forma gráfica: cada grupo de dos celdas vecinas es un uso de XY + XY′ = X.
Minitérminos de la expresión
A′B′C → m(1)
AB → m(6, 7)
A′C → m(1, 3)
Agrupa y lee
F = A′C + AB
Cuenta los literales
L = 4
Respuesta
L = 4
6.Lógica digital: puertas, mapas K y biestables
Respuesta: n = 3
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 ≥ 5 → n = 3 (2³ = 8)
Respuesta
n = 3
7.Teoría de números y aritmética modular
Respuesta: 48−1 mod 91 = 55
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·48 (mod 91).
r = 91, t = 0
r = 48, q = 1, t = 1
r = 43, q = 1, t = −1
r = 5, q = 8, t = 2
r = 3, q = 1, t = −17
r = 2, q = 1, t = 19
r = 1, q = 2, t = −36
Inversa
1 ≡ −36·48 (mod 91)
x = 55
comprobación: 48·55 = 2640 = 29·91 + 1
Respuesta
48−1 mod 91 = 55
8.Teoría de números y aritmética modular
Respuesta: m = 291
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 privado
n = 1147, φ(n) = 1080
d = 23−1 mod 1080 = 47
Descifra por cuadrado repetido
47 = 32 + 8 + 4 + 2 + 1
2391 ≡ 239 (mod 1147)
2392 ≡ 918 (mod 1147)
2394 ≡ 826 (mod 1147)
2398 ≡ 958 (mod 1147)
23916 ≡ 164 (mod 1147)
23932 ≡ 515 (mod 1147)
23947 ≡ 239·918·826·958·515 ≡ 291 (mod 1147)
Mensaje
m = 291
comprobación: 29123 mod 1147 = 239
Respuesta
m = 291
9.Algoritmos y complejidad
Respuesta: A · O(log n)
Por qué esta es la respuesta
El problema se reduce a la mitad en cada paso con trabajo constante por paso, así que hay unos log₂ n pasos.
Respuesta
A · O(log n)
10.Algoritmos y complejidad
Respuesta: D · n! crece más deprisa que 2ⁿ
Por qué esta es la respuesta
Para n ≥ 4, n! supera a 2ⁿ, y el cociente crece sin límite porque cada factor adicional de n! es mayor que 2.
Respuesta
D · n! crece más deprisa que 2ⁿ
11.Estructuras de datos
Respuesta: D · Lista de adyacencia
Por qué esta es la respuesta
Una matriz necesitaría 1010 celdas, casi todas vacías; una lista de adyacencia solo almacena unas 400,000 entradas de aristas.
Respuesta
D · Lista de adyacencia
12.Estructuras de datos
Respuesta: B · Todos los registros están en hojas enlazadas, lo que hace eficientes los recorridos por rangos
Por qué esta es la respuesta
En un árbol B+ los nodos internos solo guían la búsqueda y las hojas están enlazadas en orden de clave, así que una consulta por rango encuentra la primera clave y luego avanza por las hojas.
Respuesta
B · Todos los registros están en hojas enlazadas, lo que hace eficientes los recorridos por rangos
13.Teoría de grafos
Respuesta: k = 5
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.
Aristas de un árbol generador
17 − 1 = 16
Aristas que quitar
k = 21 − 16 = 5
Respuesta
k = 5
14.Teoría de grafos
Respuesta: arista BC
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. AB (16)
2. BE (2)
3. DE (9)
4. DF (3)
5. BC (11)
arista número 5
BC
Respuesta
arista BC
15.Bases de datos y SQL
Respuesta: A · Las dependencias transitivas entre atributos no clave
Por qué esta es la respuesta
En 3FN ningún atributo no clave depende de otro atributo no clave, como al guardar la ciudad y el código postal cuando la ciudad depende del código postal.
Respuesta
A · Las dependencias transitivas entre atributos no clave
16.Bases de datos y SQL
Respuesta: C · Un total acumulado de amount ordenado por day
Por qué esta es la respuesta
Con ORDER BY y sin un marco explícito, la ventana va desde la primera fila hasta la fila actual (y sus empates), lo que da una suma acumulada.
Respuesta
C · Un total acumulado de amount ordenado por day
17.Redes de computadores
Respuesta: B · 10.1.200.5
Por qué esta es la respuesta
Con /16, los primeros 16 bits (10,1) son la parte de red. Solo 10.1.200.5 los comparte, así que está en 10.1.0.0/16.
Respuesta
B · 10.1.200.5
18.Redes de computadores
Respuesta: C · El algoritmo de Nagle
Por qué esta es la respuesta
El algoritmo de Nagle espera para agrupar segmentos pequeños mientras hay datos anteriores sin confirmar. Esto ahorra ancho de banda, pero añade retardo al tráfico interactivo.
Respuesta
C · El algoritmo de Nagle
19.Subredes IPv4
Respuesta: x = 64
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
26 = 64
Subred número 2
red: (2 − 1)·64 = 64
difusión: 64 + 64 − 1 = 127
Respuesta
x = 64
20.Subredes IPv4
Respuesta: x = 127
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).