कंप्यूटर विज्ञान के मूल सिद्धांत: क्रैम पैक

सूत्र-पत्रक, हर विषय के मुख्य विधि-चरण और 20 अभ्यास प्रश्न, पूरे हल पीछे दिए गए हैं।

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1सूत्र और विधियाँ

संख्या पद्धतियाँ

स्थानीय मान
बाइनरी 2k, ऑक्टल 8k, हेक्स 16k
दशमलव में
Σ dk·bk
दशमलव से
आधार से भाग दें, शेषफल नीचे से ऊपर पढ़ें
हेक्स ↔ बाइनरी
एक हेक्स अंक = 4 बिट
टू’ज़ कॉम्प्लीमेंट
बिट उलटें और 1 जोड़ें

प्रस्ताविक तर्क और उपपत्तियाँ

सत्यमान सारणी की पंक्तियाँ
2ⁿ
निहितार्थ
p → q ≡ ¬p ∨ q ≡ ¬q → ¬p
निषिद्ध निहितार्थ
¬(p → q) ≡ p ∧ ¬q
द्विनिहितार्थ
p ↔ q ≡ (p → q) ∧ (q → p)
डी मॉर्गन
¬(p ∧ q) ≡ ¬p ∨ ¬q, ¬(p ∨ q) ≡ ¬p ∧ ¬q
वितरण नियम
p ∨ (q ∧ r) ≡ (p ∨ q) ∧ (p ∨ r), p ∧ (q ∨ r) ≡ (p ∧ q) ∨ (p ∧ r)
निषिद्ध परिमाणक
¬∀x P(x) ≡ ∃x ¬P(x), ¬∃x P(x) ≡ ∀x ¬P(x)
मोडस पोनेंस, मोडस टोलेंस
p → q, p ⊢ q; p → q, ¬q ⊢ ¬p

विधि

  1. अलग-अलग चरों को गिनें: सत्यमान सारणी में 2ⁿ पंक्तियाँ होती हैं, जो सभी के 1 होने से शुरू होती हैं।
  2. हर उप-सूत्र को अपना अलग स्तंभ दें और स्तंभों को भीतर से बाहर की ओर भरें।
  3. हर संयोजक का नियम लगाएँ: → केवल 1 → 0 के लिए 0 होता है, ↔ तब 1 होता है जब दोनों पक्ष समान हों।
  4. तुल्यता के लिए अंतिम स्तंभों की पंक्ति-दर-पंक्ति तुलना करें; किसी तर्क के लिए केवल उन्हीं पंक्तियों को देखें जिनमें हर आधार-वाक्य 1 हो।
  5. परिमाणक वाले कथन का निषेध करने के लिए ¬ को भीतर ले जाएँ, ∀ और ∃ आपस में बदलें, और भीतरी सूत्र का निषेध करें।

डिजिटल लॉजिक: गेट, K-मानचित्र और फ़्लिप-फ़्लॉप

मूल गेट
A·B, A + B, A′, (A·B)′, (A + B)′, A ⊕ B
बूलीय नियम
X + X′ = 1, X·X′ = 0, X + XY = X, XY + XY′ = X
डी मॉर्गन
(X·Y)′ = X′ + Y′, (X + Y)′ = X′·Y′
कार्नो मानचित्र का क्रम
00, 01, 11, 10 (Gray code)
2ᵏ खानों का समूह
k चर खो देता है
4-से-1 मल्टीप्लेक्सर
F = A′B′I0 + A′BI1 + AB′I2 + ABI3
फ़्लिप-फ़्लॉप
D: Q⁺ = D, T: Q⁺ = T ⊕ Q, JK: Q⁺ = JQ′ + K′Q
काउंटर
n-बिट: 2ⁿ अवस्थाएँ; mod-N: सबसे छोटा n जिसमें 2ⁿ ≥ N; fout = fclk/N
रिपल काउंटर
fmax = 1/(n·tpd)
रिंग और जॉनसन काउंटर
n और 2n अवस्थाएँ

विधि

  1. परिपथ के लिए निवेशों से निर्गत तक एक-एक गेट करके काम करें और हर तार पर मान लिखें, या उसका व्यंजक लिखें और सत्यमान सारणी भरें।
  2. सरलीकरण के लिए 1 (और डोंट-केयर को X के रूप में) को ग्रे-कोड पंक्तियों और स्तंभों वाले कार्नो मानचित्र में रखें: 00, 01, 11, 10।
  3. 1 को 1, 2, 4, 8 या 16 खानों के जितने कम और जितने बड़े संभव हों उतने समूहों से ढकें, किनारों से लिपटते हुए; हर समूह एक गुणन पद है जो उन चरों से बना है जो स्थिर रहते हैं। POS रूप के लिए 0 को समूहित करें।
  4. फ़्लिप-फ़्लॉप और काउंटरों के लिए हर सक्रिय क्लॉक कोर पर निवेश पढ़ें, हर कोर के बाद अवस्था लिखें, और याद रखें कि n-बिट काउंटर 2ⁿ अवस्थाओं के बाद लौट जाता है।

संख्या सिद्धांत और मॉड्यूलर अंकगणित

शेषफल सहित विभाजन
a = q·n + r, 0 ≤ r < n
यूक्लिड
gcd(a, b) = gcd(b, a mod b)
लघुत्तम समापवर्त्य
lcm(a, b) = a·b/gcd(a, b)
व्युत्क्रम
a·a⁻¹ ≡ 1 (mod n), gcd(a, n) = 1
रैखिक सर्वांगसमता
a·x ≡ b → x ≡ a⁻¹·b (mod n)
यूलर का टोशेंट
φ(n) = n·∏(1 − 1/p), φ(pᵏ) = pᵏ − pᵏ⁻¹
फर्मा
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

विधि

  1. पहले हर संख्या को n के मापांक में घटाएँ; शेषफल 0 से n − 1 के बीच होते हैं।
  2. gcd के लिए यूक्लिड एल्गोरिथ्म से बार-बार भाग दें; अंतिम अशून्य शेषफल ही gcd है।
  3. प्रतिलोम के लिए विस्तारित एल्गोरिथ्म चलाएँ और a का गुणांक रखें; ऋणात्मक हो तो n जोड़ें।
  4. a·x ≡ b को हल करने के लिए a⁻¹ से गुणा करें; दो सर्वांगसमताओं को x = r₁ + m₁k लिखकर मिलाएँ।
  5. घातों के लिए घातांक को द्विआधारी में लिखें और बार-बार वर्ग करें; RSA में d = e⁻¹ mod φ(n) होता है, जहाँ φ(n) = (p − 1)(q − 1)।

ग्राफ़ सिद्धांत

हैंडशेक लेमा
Σ deg(v) = 2|E|
पूर्ण ग्राफ़
|E(Kn)| = n(n − 1)/2, |E(Km,n)| = m·n
नियमित ग्राफ़
|E| = n·k/2
वृक्ष और वन
|E| = n − 1, |E| = n − c
वृक्ष के पत्ते
L = 2 + Σ (deg(v) − 2) over deg(v) ≥ 3
यूलर
परिपथ: सभी घात सम; पथ: ठीक 2 घात विषम
Kn में हैमिल्टन परिपथ
(n − 1)!/2
डाइक्स्ट्रा अद्यतन
d(v) = min(d(v), d(u) + w(u, v))
लंबाई L की वॉक
(Mᴸ)ij

विधि

  1. हर शीर्ष की घात लिखें; घातों का योग कोरों की संख्या का दोगुना होता है।
  2. यूलर के प्रश्नों में जाँचें कि ग्राफ़ संबद्ध है और विषम घात वाले शीर्षों को गिनें।
  3. वृक्षों के लिए n − 1 कोरों और हैंडशेक लेमा का उपयोग करें।
  4. डाइक्स्ट्रा के लिए अस्थायी दूरियों की सारणी रखें और हर चक्र में सबसे छोटी दूरी वाले अनिर्धारित शीर्ष को निर्धारित करें।
  5. न्यूनतम स्पैनिंग ट्री के लिए कोरों को भार के अनुसार क्रमबद्ध करें और चक्र बनाने वाली हर कोर छोड़ दें (क्रुस्कल), या किसी प्रारंभिक शीर्ष से एक वृक्ष बढ़ाएँ (प्रिम)।

IPv4 सबनेटिंग

प्रति सबनेट होस्ट
2(32 − prefix) − 2 (/31: 2, /32: 1)
ब्लॉक आकार
256 − (mask octet)
नेटवर्क पता
IP AND मास्क
ब्रॉडकास्ट पता
IP OR (NOT mask): सभी होस्ट बिट 1
n उधार लिए बिट से सबनेट
2n

2अभ्यास प्रश्न

1.संख्या पद्धतियाँमध्यम
दो के पूरक में स्थानीय मान0−12806413211608041201

8-बिट पैटर्न 0011 0010 दो के पूरक में एक चिह्नित पूर्णांक संग्रहीत करता है। दशमलव में इसका मान N क्या है?

0011 00108 bit
N =
2.संख्या पद्धतियाँकठिन
3499 कोड, b = ? बिट?2ᵇ⁻¹…?4?2?1

एक प्रणाली को 3499 वस्तुओं में से हर एक को समान लंबाई का अपना द्विआधारी कोड देना है। कम से कम कितनी बिटें b चाहिए?

3499
b = bit
3.प्रस्ताविक तर्क और उपपत्तियाँमध्यम
पुनरुक्तिविरोधोक्तिआपातिक कथन

क्या ((q → r) ∧ ¬q) → ¬r पुनरुक्ति, विरोधोक्ति या आपातिक कथन है? अपना उत्तर क्लिक करें।

((q → r) ∧ ¬q) → ¬r
  1. 1पुनरुक्ति
  2. 2विरोधोक्ति
  3. 3आपातिक कथन
4.प्रस्ताविक तर्क और उपपत्तियाँकठिन
∀x (A(x) → ¬B(x))∀x (A(x) ∧ ¬B(x))∀x (¬A(x) → ¬B(x))∃x (A(x) ∧ ¬B(x))

निषेध को पूरी तरह भीतर ले जाने पर कौन-सा कथन ¬∃x (A(x) → B(x)) के तुल्य है? उस पर क्लिक करें।

¬∃x (A(x) → B(x))
  1. 1∀x (A(x) → ¬B(x))
  2. 2∀x (A(x) ∧ ¬B(x))
  3. 3∀x (¬A(x) → ¬B(x))
  4. 4∃x (A(x) ∧ ¬B(x))
5.डिजिटल लॉजिक: गेट, K-मानचित्र और फ़्लिप-फ़्लॉपमध्यम
ABCD000111100001111000111302140517161120130150141809111110

F(A, B, C, D) = Σm(1, 3, 4, 6, 7, 8, 10, 11, 12) का न्यूनतम योगों का गुणनफल (POS) रूप कार्नो मानचित्र से ज्ञात करें। उसमें कितने योग पद (गुणक) N हैं?

F(A, B, C, D) = Σm(1, 3, 4, 6, 7, 8, 10, 11, 12)
N =
6.डिजिटल लॉजिक: गेट, K-मानचित्र और फ़्लिप-फ़्लॉपकठिन
DQ3​Q3​DQ2​Q2​DQ1​Q1​DQ0​Q0​CLKRING

एक 4-बिट रिंग काउंटर Q₃Q₂Q₁Q₀ 1001 से शुरू होता है। हर क्लॉक कोर पर बिट एक स्थान दाईं ओर खिसकते हैं (Q₃ → Q₂ → Q₁ → Q₀) और Q₃ को Q₀ मिलता है। 9 क्लॉक कोरों के बाद अवस्था Q = Q₃Q₂Q₁Q₀ दशमलव संख्या में दें।

Q₃Q₂Q₁Q₀ = 10019
Q =
7.संख्या सिद्धांत और मॉड्यूलर अंकगणितमध्यम

यूलर का टोशेंट φ(392) ज्ञात करें, यानी 1 से 392 तक के वे पूर्णांक जो 392 से सहअभाज्य हैं।

n = 392 = 23·72
φ(392) =
8.संख्या सिद्धांत और मॉड्यूलर अंकगणितकठिन
mc = me​ mod ncm = cd​ mod nm(n, e) = (155, 17)d = ?

एक RSA कुंजी अभाज्य p = 5 और q = 31 तथा सार्वजनिक घातांक e = 17 का उपयोग करती है। निजी घातांक d ज्ञात करें (0 < d < φ(n))।

p = 5q = 31e = 17
d =
9.एल्गोरिदम और जटिलतामध्यम

बिना वेट वाले ग्राफ़ पर ब्रेड्थ-फ़र्स्ट सर्च (BFS) क्या खोजता है?

  1. Aप्रारंभिक नोड से एज की संख्या के अनुसार सबसे छोटे पथ
  2. Bमिनिमम स्पैनिंग ट्री
  3. Cसभी ग्राफ़ों में एक टोपोलॉजिकल क्रम
  4. Dऋणात्मक एज वेट वाले ग्राफ़ में सबसे छोटे पथ
10.एल्गोरिदम और जटिलताकठिन

क्या 22n, O(2ⁿ) में है?

  1. Aहाँ, क्योंकि Big O में घातांक के स्थिर गुणक हमेशा अनदेखे किए जाते हैं
  2. Bनहीं, क्योंकि 22n, 2ⁿ से धीमा बढ़ता है
  3. Cहाँ, क्योंकि दोनों घातांकी हैं
  4. Dनहीं, क्योंकि 22n = 4ⁿ और 4ⁿ / 2ⁿ = 2ⁿ असीमित रूप से बढ़ता है
11.डेटा संरचनाएँमध्यम

सर्कुलर बफ़र (रिंग बफ़र) का उपयोग आमतौर पर किसे लागू करने के लिए किया जाता है?

  1. Aबाइनरी सर्च ट्री
  2. Bहैश फ़ंक्शन
  3. Cनिश्चित आकार की क्यू
  4. Dग्राफ़ ट्रैवर्सल
12.डेटा संरचनाएँकठिन

कौन-सी संरचना ऐरे में आकार k की हर विंडो का अधिकतम कुल O(n) में निकालने देती है?

  1. Aमान के घटते क्रम में इंडेक्स रखने वाला डीक
  2. Bखिसकाकर अपडेट किया जाने वाला सॉर्टेड ऐरे
  3. Cविंडो के तत्वों की सिंगली लिंक्ड लिस्ट
  4. Dहर विंडो के लिए फिर से बनाया गया मिन-हीप
13.ग्राफ़ सिद्धांतमध्यम
ABCDEFGयूलर परिपथयूलर पथ, परिपथ नहींदोनों में से कुछ नहीं

क्या संबद्ध ग्राफ़ में यूलर परिपथ है, परिपथ न होने वाला यूलर पथ है, या दोनों में से कुछ नहीं? अपना उत्तर क्लिक करें।

|V| = 7|E| = 10
  1. 1यूलर परिपथ
  2. 2यूलर पथ, परिपथ नहीं
  3. 3दोनों में से कुछ नहीं
14.ग्राफ़ सिद्धांतकठिन
ABCDEF

लंबाई 2 की कितनी बंद वॉक A से शुरू और समाप्त होती हैं? वॉक में शीर्ष और कोरें दोहराई जा सकती हैं। संख्या को N कहें।

M = संलग्नता आव्यूहL = 2
N =
15.डेटाबेस और SQLमध्यम

द्वितीय नॉर्मल फ़ॉर्म (2NF) क्या हटाता है?

  1. Aकंपोज़िट की के किसी भाग पर नॉन-की कॉलमों की आंशिक निर्भरताएँ
  2. Bफ़ॉरेन की
  3. Cसभी NULL मान
  4. Dकिसी अन्य नॉन-की कॉलम के माध्यम से नॉन-की कॉलमों के बीच सकर्मक (transitive) निर्भरताएँ
16.डेटाबेस और SQLकठिन

write-ahead logging (WAL) नियम क्या अपेक्षा करता है?

  1. Aडेटा पेज लॉग से पहले लिखे जाने चाहिए
  2. Bहर क्वेरी पार्स होने से पहले लॉग होनी चाहिए
  3. Cकिसी परिवर्तन का लॉग रिकॉर्ड बदले गए डेटा पेज से पहले स्थिर भंडारण तक पहुँचना चाहिए
  4. Dलॉग केवल क्रैश के बाद लिखा जाता है
17.कंप्यूटर नेटवर्कमध्यम

स्विच कभी-कभी किसी फ़्रेम को उस पोर्ट को छोड़कर जिस पर वह आया, सभी पोर्टों पर क्यों भेजता है?

  1. Aफ़्रेम एक पोर्ट के लिए बहुत बड़ा है
  2. Bगंतव्य MAC पता अभी उसकी पता तालिका में नहीं है
  3. Cफ़्रेम का IP चेकसम ग़लत है और उसे हर होस्ट द्वारा जाँचा जाना चाहिए
  4. Dस्विच राउटर के रूप में कार्य कर रहा है
18.कंप्यूटर नेटवर्ककठिन

एक रिमोट-टर्मिनल एप्लिकेशन सुस्त लगता है क्योंकि छोटे कीस्ट्रोक पैकेट रोके जाते हैं। अक्सर कौन-सा TCP तंत्र ज़िम्मेदार होता है?

  1. ANagle का एल्गोरिदम
  2. BThree-way handshake
  3. CFast retransmit
  4. DSlow start
19.IPv4 सबनेटिंगमध्यम
255.255.255.12811111111111111111111111110000000नेटवर्क बिटहोस्ट बिट

एक सबनेट मास्क 255.255.255.128 का उपयोग करता है। इसमें कितने उपयोगी होस्ट पते H हैं?

255.255.255.128
H =
20.IPv4 सबनेटिंगकठिन
अंतिम ऑक्टेट = 181112806413211608140211नेटवर्कहोस्ट

एक होस्ट का पता 10.20.215.181/26 है। उसके सबनेट के अंतिम उपयोगी होस्ट पते का चौथा ऑक्टेट x क्या है?

10.20.215.181/26
x =

3विलयन

1.संख्या पद्धतियाँ

उत्तर: N = 50

स्थानीय मान संख्या पद्धतियाँ: हर अंक का मान उसके मान गुणा आधार की एक घात होता है। द्विआधारी में स्थान 1, 2, 4, 8, 16, … के होते हैं; षोडशआधारी में 1, 16, 256, …, जहाँ A–F का अर्थ 10–15 है। 8-बिट दो के पूरक में सबसे बाईं बिट +128 के बजाय −128 की होती है; ऋणात्मक संख्याएँ इसी तरह संग्रहीत होती हैं।

मान जोड़ें

बाकी बिटें अपने सामान्य धनात्मक मान रखती हैं।

32 + 16 + 2 = 50

उत्तर

N = 50
2.संख्या पद्धतियाँ

उत्तर: b = 12 bit

स्थानीय मान संख्या पद्धतियाँ: हर अंक का मान उसके मान गुणा आधार की एक घात होता है। द्विआधारी में स्थान 1, 2, 4, 8, 16, … के होते हैं; षोडशआधारी में 1, 16, 256, …, जहाँ A–F का अर्थ 10–15 है। 8-बिट दो के पूरक में सबसे बाईं बिट +128 के बजाय −128 की होती है; ऋणात्मक संख्याएँ इसी तरह संग्रहीत होती हैं।

दो की घातें

211 = 2048 < 3499
212 = 4096 ≥ 3499

उत्तर

b = 12
3.प्रस्ताविक तर्क और उपपत्तियाँ

उत्तर: आपातिक कथन

तार्किक तुल्यता: दो सूत्र तुल्य (≡) होते हैं जब सत्यमान सारणी की हर पंक्ति में उनका मान समान हो। पुनरुक्ति हर पंक्ति में 1 होती है, विरोधोक्ति हर पंक्ति में 0, और आपातिक कथन इनमें से कुछ नहीं होता। उपयोगी नियम: डी मॉर्गन, ¬(a ∧ b) ≡ ¬a ∨ ¬b और ¬(a ∨ b) ≡ ¬a ∧ ¬b; a → b ≡ ¬a ∨ b ≡ ¬b → ¬a (प्रतिधनात्मक); ¬(a → b) ≡ a ∧ ¬b; और वितरण नियम, a ∨ (b ∧ c) ≡ (a ∨ b) ∧ (a ∨ c)।

सत्यमान सारणी पंक्ति-दर-पंक्ति

q = 1, r = 1: q → r = 1, ¬q = 0, (q → r) ∧ ¬q = 0, ¬r = 0, ((q → r) ∧ ¬q) → ¬r = 1
q = 1, r = 0: q → r = 0, ¬q = 0, (q → r) ∧ ¬q = 0, ¬r = 1, ((q → r) ∧ ¬q) → ¬r = 1
q = 0, r = 1: q → r = 1, ¬q = 1, (q → r) ∧ ¬q = 1, ¬r = 0, ((q → r) ∧ ¬q) → ¬r = 0
q = 0, r = 0: q → r = 1, ¬q = 1, (q → r) ∧ ¬q = 1, ¬r = 1, ((q → r) ∧ ¬q) → ¬r = 1

वर्गीकृत करें

((q → r) ∧ ¬q) → ¬r: 1, 1, 0, 1
4 पंक्तियों में से 3 में 1, बाकी में 0: एक आकस्मिकता (contingency)।

उत्तर

आपातिक कथन
4.प्रस्ताविक तर्क और उपपत्तियाँ

उत्तर: ∀x (A(x) ∧ ¬B(x))

परिमाणक और तर्क: ¬∀x P(x) ≡ ∃x ¬P(x) और ¬∃x P(x) ≡ ∀x ¬P(x)। निषेध को भीतर ले जाएँ, उसके रास्ते में आने वाले हर परिमाणक को बदलें, और भीतरी सूत्र का निषेध प्रस्ताविक नियमों से करें, जैसे ¬(a → b) ≡ a ∧ ¬b। तर्क वैध होता है जब उन सभी पंक्तियों में निष्कर्ष 1 हो जिनमें सभी आधार-वाक्य 1 हों। सत्य आधार-वाक्यों और असत्य निष्कर्ष वाली एक भी पंक्ति प्रति-उदाहरण है और दिखाती है कि तर्क अवैध है।

निषेध को भीतर ले जाएँ

¬∃x (A(x) → B(x)) ≡ ∀x (A(x) ∧ ¬B(x))

उत्तर

∀x (A(x) ∧ ¬B(x))

बाकी विकल्प या तो किसी परिमाणक को अपरिवर्तित रखते हैं, या परिमाणकों का क्रम बदल देते हैं, या भीतरी सूत्र का निषेध गलत करते हैं।

5.डिजिटल लॉजिक: गेट, K-मानचित्र और फ़्लिप-फ़्लॉप

उत्तर: N = 4

कार्नो मानचित्र: खाने ग्रे कोड (00, 01, 11, 10) में क्रमबद्ध होते हैं, इसलिए पड़ोसी खाने, किनारों के आर-पार वाले भी, ठीक एक चर में भिन्न होते हैं। 1 को 1, 2, 4, 8 या 16 खानों के आयतों में समूहित करें, जितने बड़े और जितने कम समूह हो सकें, जब तक हर 1 ढक न जाए। हर समूह एक गुणन पद है: वे चर जो उसके भीतर स्थिर रहते हैं। 2ᵏ खानों का समूह k चर खो देता है। डोंट-केयर (X) का उपयोग समूह बड़े करने के लिए किया जा सकता है पर उन्हें ढकना ज़रूरी नहीं है। इसके बजाय 0 को समूहित करने से न्यूनतम POS रूप मिलता है।

ABCD000111100001111000111302140517161120130150141809111110

0 को समूहित करें

हर समूह 2ᵏ खानों का आयत होता है; किनारे के खाने विपरीत किनारे के खानों के पड़ोसी होते हैं।

(B′ + C + D′)
(A′ + C + D′)
(A + B + D)
(A′ + B′ + C′)

न्यूनतम POS रूप

F = (B′ + C + D′)(A′ + C + D′)(A + B + D)(A′ + B′ + C′)
N = 4

उत्तर

N = 4
6.डिजिटल लॉजिक: गेट, K-मानचित्र और फ़्लिप-फ़्लॉप

उत्तर: Q = 12

फ़्लिप-फ़्लॉप और काउंटर: फ़्लिप-फ़्लॉप केवल सक्रिय क्लॉक कोर पर बदलता है। D अपना निवेश कॉपी करता है (Q⁺ = D); T तब टॉगल करता है जब T = 1; JK 00 पर स्थिर रहता है, 01 पर रीसेट करता है, 10 पर सेट करता है और 11 पर टॉगल करता है। n-बिट द्विआधारी काउंटर की 2ⁿ अवस्थाएँ होती हैं और वह 2ⁿ के मापांक में गिनता है; mod-N काउंटर 0, 1, …, N − 1 तक जाकर फिर 0 पर लौटता है, और उसे ऐसे सबसे छोटे n फ़्लिप-फ़्लॉप चाहिए जिसमें 2ⁿ ≥ N हो। रिपल काउंटर का हर चरण आवृत्ति को आधा कर देता है, इसलिए mod-N काउंटर का अंतिम निर्गत fclk/N पर चलता है। n फ़्लिप-फ़्लॉप वाले जॉनसन काउंटर की 2n अवस्थाएँ होती हैं, रिंग काउंटर की n।

हर कोर के बाद की अवस्था

1001 → 1100 → 0110 → 0011 → 1001 → 1100 → 0110 → 0011 → 1001 → 1100

दशमलव मान

1100₂ = 12

उत्तर

Q = 12
7.संख्या सिद्धांत और मॉड्यूलर अंकगणित

उत्तर: φ(392) = 168

प्रतिलोम और सर्वांगसमताएँ: a का n के मापांक में प्रतिलोम ठीक तब होता है जब gcd(a, n) = 1। विस्तारित यूक्लिडीय एल्गोरिथ्म 1 = s·n + t·a लिखता है, और तब a⁻¹ ≡ t (mod n)। gcd(a, n) = 1 वाली सर्वांगसमता a·x ≡ b (mod n) का हल x ≡ a⁻¹·b है। सहअभाज्य मापांकों वाली दो सर्वांगसमताओं x ≡ r₁ (mod m₁) और x ≡ r₂ (mod m₂) का m₁·m₂ के मापांक में एक हल होता है (चीनी शेषफल प्रमेय)। यूलर का φ(n) 1 से n तक की उन संख्याओं को गिनता है जो n से सहअभाज्य हैं: φ(n) = n·∏(1 − 1/p)।

अभाज्य गुणनखंड

392 = 23·72

टोशेंट

φ(392) = φ(8)·φ(49) = 4·42 = 168

उत्तर

φ(392) = 168
8.संख्या सिद्धांत और मॉड्यूलर अंकगणित

उत्तर: d = 113

मॉड्यूलर घात और RSA: aᵏ mod n बार-बार वर्ग करके निकालें: k को द्विआधारी में लिखें, वर्ग करें, हर चरण के बाद घटाएँ और जिन घातों का बिट 1 है उन्हें गुणा करें। फर्मा: अभाज्य p के लिए, जो a को विभाजित नहीं करता, aᵖ⁻¹ ≡ 1 (mod p), इसलिए घातांक को p − 1 के मापांक में घटाया जा सकता है। RSA: अभाज्य p और q चुनें, n = p·q और φ(n) = (p − 1)(q − 1); सार्वजनिक घातांक e, φ(n) से सहअभाज्य है, और निजी घातांक d = e⁻¹ mod φ(n) है। c = mᵉ mod n से एन्क्रिप्ट करें और m = cᵈ mod n से डिक्रिप्ट करें।

मापांक और टोशेंट

n = 5·31 = 155
φ(n) = 4·30 = 120

विस्तारित यूक्लिडीय एल्गोरिथ्म

r = 120, t = 0
r = 17, q = 7, t = 1
r = 1, q = 17, t = −7

निजी घातांक

d = 113
जाँच: 17·113 = 1921 = 16·120 + 1

उत्तर

d = 113
9.एल्गोरिदम और जटिलता

उत्तर: A · प्रारंभिक नोड से एज की संख्या के अनुसार सबसे छोटे पथ

यह उत्तर क्यों है

BFS नोड्स को स्रोत से दूरी (एज) के क्रम में देखता है, इसलिए यह O(V + E) में सबसे छोटे बिना वेट वाले पथ खोजता है।

उत्तर

A · प्रारंभिक नोड से एज की संख्या के अनुसार सबसे छोटे पथ
10.एल्गोरिदम और जटिलता

उत्तर: D · नहीं, क्योंकि 22n = 4ⁿ और 4ⁿ / 2ⁿ = 2ⁿ असीमित रूप से बढ़ता है

यह उत्तर क्यों है

घातांक में जोड़ा गया स्थिरांक एक स्थिर गुणक देता है, पर घातांक को गुणा करने वाला स्थिरांक आधार और वृद्धि दर बदल देता है।

उत्तर

D · नहीं, क्योंकि 22n = 4ⁿ और 4ⁿ / 2ⁿ = 2ⁿ असीमित रूप से बढ़ता है
11.डेटा संरचनाएँ

उत्तर: C · निश्चित आकार की क्यू

यह उत्तर क्यों है

रिंग बफ़र head और tail इंडेक्स का उपयोग करता है जो घूमकर वापस आते हैं, जिससे निश्चित मेमोरी में O(1) enqueue और dequeue मिलते हैं।

उत्तर

C · निश्चित आकार की क्यू
12.डेटा संरचनाएँ

उत्तर: A · मान के घटते क्रम में इंडेक्स रखने वाला डीक

यह उत्तर क्यों है

डीक का आगे वाला तत्व हमेशा विंडो का अधिकतम होता है; हर इंडेक्स डीक में एक बार आता और जाता है, इसलिए कार्य रैखिक है।

उत्तर

A · मान के घटते क्रम में इंडेक्स रखने वाला डीक
13.ग्राफ़ सिद्धांत

उत्तर: दोनों में से कुछ नहीं

यूलर, हैमिल्टन और वृक्ष: संबद्ध ग्राफ़ में यूलर परिपथ (हर कोर एक बार, शुरुआत पर वापसी) तब होता है जब हर शीर्ष की घात सम हो, और परिपथ न होने वाला यूलर पथ तब जब ठीक दो शीर्षों की घात विषम हो; तब पथ एक विषम शीर्ष से दूसरे तक चलता है। हैमिल्टन परिपथ हर शीर्ष पर एक बार जाता है; Kn में ऐसे (n − 1)!/2 होते हैं। n शीर्षों वाले वृक्ष में n − 1 कोरें होती हैं, और m कोरों वाला संबद्ध ग्राफ़ m − n + 1 कोरें हटाने के बाद स्पैनिंग ट्री रखता है।

घात

deg(A) = 1, deg(B) = 3, deg(C) = 3, deg(D) = 4, deg(E) = 4, deg(F) = 2, deg(G) = 3

विषम शीर्ष

A, B, C, G → 4
दोनों में से कुछ नहीं

उत्तर

दोनों में से कुछ नहीं
14.ग्राफ़ सिद्धांत

उत्तर: N = 2

घात: किसी शीर्ष की घात उससे मिलने वाली कोरों की संख्या है। हर कोर के दो सिरे होते हैं, इसलिए घातों का योग कोरों की संख्या का दोगुना होता है: Σ deg(v) = 2|E| (हैंडशेक लेमा)। अतः विषम घात वाले शीर्षों की संख्या सम होती है। Kn में n(n − 1)/2 कोरें होती हैं, n शीर्षों पर k-नियमित ग्राफ़ में nk/2, और n शीर्षों वाले वृक्ष में n − 1 कोरें।

संलग्नता आव्यूह

A: 0 1 1 0 0 0
B: 1 0 1 1 1 0
C: 1 1 0 0 0 0
D: 0 1 0 0 1 1
E: 0 1 0 1 0 1
F: 0 0 0 1 1 0

उभयनिष्ठ पड़ोसी

(M²)AA = 0·0 + 1·1 + 1·1 + 0·0 + 0·0 + 0·0 = 2

उत्तर

N = 2
15.डेटाबेस और SQL

उत्तर: A · कंपोज़िट की के किसी भाग पर नॉन-की कॉलमों की आंशिक निर्भरताएँ

यह उत्तर क्यों है

2NF के लिए 1NF आवश्यक है और यह कि हर नॉन-की एट्रिब्यूट पूरी की पर निर्भर हो, केवल उसके किसी भाग पर नहीं।

उत्तर

A · कंपोज़िट की के किसी भाग पर नॉन-की कॉलमों की आंशिक निर्भरताएँ
16.डेटाबेस और SQL

उत्तर: C · किसी परिवर्तन का लॉग रिकॉर्ड बदले गए डेटा पेज से पहले स्थिर भंडारण तक पहुँचना चाहिए

यह उत्तर क्यों है

पहले लॉग लिखने से DBMS क्रैश के बाद कमिट किए काम को फिर से कर (redo) सकता है और बिना कमिट के काम को पूर्ववत (undo) कर सकता है, जो परमाणुता और स्थायित्व का समर्थन करता है।

उत्तर

C · किसी परिवर्तन का लॉग रिकॉर्ड बदले गए डेटा पेज से पहले स्थिर भंडारण तक पहुँचना चाहिए
17.कंप्यूटर नेटवर्क

उत्तर: B · गंतव्य MAC पता अभी उसकी पता तालिका में नहीं है

यह उत्तर क्यों है

अज्ञात यूनिकास्ट पते के लिए स्विच फ़्रेम को फ़्लड (flood) करता है। जब गंतव्य उत्तर देता है, तो स्विच स्रोत MAC से उसका पोर्ट सीख लेता है।

उत्तर

B · गंतव्य MAC पता अभी उसकी पता तालिका में नहीं है
18.कंप्यूटर नेटवर्क

उत्तर: A · Nagle का एल्गोरिदम

यह उत्तर क्यों है

Nagle का एल्गोरिदम पहले के डेटा की पावती न होने तक छोटे सेगमेंटों को बंडल करने की प्रतीक्षा करता है। इससे बैंडविड्थ बचती है पर इंटरैक्टिव ट्रैफ़िक में देरी बढ़ती है।

उत्तर

A · Nagle का एल्गोरिदम
19.IPv4 सबनेटिंग

उत्तर: H = 126

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).

उपसर्ग लंबाई

255.255.255.128 = /25

उपयोगी होस्ट

27 − 2 = 126

उत्तर

H = 126
20.IPv4 सबनेटिंग

उत्तर: x = 190

IPv4 सबनेटिंग: एक पते में 32 बिट होती हैं। उपसर्ग /p बताता है कि शुरुआती कितनी बिटें नेटवर्क की पहचान करती हैं; शेष 32 − p बिटें होस्ट को क्रमांकित करती हैं। एक सबनेट में 2³²⁻ᵖ पते होते हैं, पर पहला (नेटवर्क पता) और अंतिम (ब्रॉडकास्ट पता) होस्ट को नहीं दिए जा सकते, इसलिए 2³²⁻ᵖ − 2 होस्ट आते हैं। अपवाद: /31 (पॉइंट-टू-पॉइंट लिंक, RFC 3021) अपने दोनों 2 पतों का उपयोग होस्ट के लिए करता है, और /32 केवल एक पता है (एक होस्ट या लूपबैक)।

ब्लॉक आकार

26 = 64

इस होस्ट का सबनेट

नेटवर्क: ⌊181/64⌋·64 = 128
ब्रॉडकास्ट: 128 + 64 − 1 = 191
उपयोगी होस्ट: 129 … 190

उत्तर

x = 190

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