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 मान1−12806403201618141201

8-बिट पैटर्न 1000 1110 दो के पूरक में एक चिह्नित पूर्णांक संग्रहीत करता है। दशमलव में इसका मान N क्या है?

1000 11108 bit
N =
2.संख्या पद्धतियाँकठिन
बिट सेट करने के लिए उन पर क्लिक करें012806403201608040201

बिट को 1010 1110 AND 0010 0100 के 8-बिट परिणाम पर सेट करें। दशमलव में परिणाम का मान R क्या है?

1010 1110AND0010 0100
R =
3.प्रस्ताविक तर्क और उपपत्तियाँमध्यम
¬r → ¬q¬r ∧ ¬qr ∧ ¬q¬r ∧ q

आप r → q को विरोधाभास द्वारा सिद्ध करना चाहते हैं। शुरू में कौन-सा कथन मानेंगे? उस पर क्लिक करें।

r → q
  1. 1¬r → ¬q
  2. 2¬r ∧ ¬q
  3. 3r ∧ ¬q
  4. 4¬r ∧ q
4.प्रस्ताविक तर्क और उपपत्तियाँकठिन
∃x ∃y (R(x, y) → ¬R(y, x))∃x ∃y (R(x, y) ∧ ¬R(y, x))∃x ∃y (¬R(x, y) ∧ ¬R(y, x))∀x ∀y (R(x, y) ∧ ¬R(y, x))

निषेध को पूरी तरह भीतर ले जाने पर कौन-सा कथन ¬∀x ∀y (R(x, y) → R(y, x)) के तुल्य है? उस पर क्लिक करें।

¬∀x ∀y (R(x, y) → R(y, x))
  1. 1∃x ∃y (R(x, y) → ¬R(y, x))
  2. 2∃x ∃y (R(x, y) ∧ ¬R(y, x))
  3. 3∃x ∃y (¬R(x, y) ∧ ¬R(y, x))
  4. 4∀x ∀y (R(x, y) ∧ ¬R(y, x))
5.डिजिटल लॉजिक: गेट, K-मानचित्र और फ़्लिप-फ़्लॉपमध्यम
MUXCI0​1I1​CI2​C′I3​ABS1​S0​F

एक 4-से-1 मल्टीप्लेक्सर के चयन निवेश S₁ = A और S₀ = B हैं, और उसके डेटा निवेश I₀ = C, I₁ = 1, I₂ = C, I₃ = C′ से जुड़े हैं। A, B और C के 8 संयोजनों में से कितनों के लिए निर्गत F = 1 है? N ज्ञात करें।

I₀ = CI₁ = 1I₂ = CI₃ = C′
N =
6.डिजिटल लॉजिक: गेट, K-मानचित्र और फ़्लिप-फ़्लॉपकठिन
FFQ0​Q0​FFQ1​Q1​FFQ2​Q2​FFQ3​Q3​CLKMOD-12

एक 50 kHz क्लॉक mod-12 काउंटर को चलाती है। इसके सबसे महत्वपूर्ण निर्गत की आवृत्ति fout ज्ञात करें, जो हर गिनती चक्र में एक चक्र पूरा करता है।

fclk = 50 kHzN = 12
fout = kHz
7.संख्या सिद्धांत और मॉड्यूलर अंकगणितमध्यम

25 के मापांक में 13 का प्रतिलोम ज्ञात करें: वह संख्या x जिसके लिए 0 < x < 25 और 13·x ≡ 1 (mod 25)।

a = 13n = 25
13−1 mod 25 =
8.संख्या सिद्धांत और मॉड्यूलर अंकगणितकठिन

46x ≡ 23 (mod 69) हल करें। सबसे छोटा धनात्मक हल x दें।

46x ≡ 23 (mod 69)
x =
9.एल्गोरिदम और जटिलतामध्यम

कौन-सा सॉर्टिंग एल्गोरिदम स्थिर (stable) है?

  1. Aहीप सॉर्ट
  2. Bक्विकसॉर्ट (सामान्य इन-प्लेस संस्करण)
  3. Cसेलेक्शन सॉर्ट (सामान्य संस्करण)
  4. Dमर्ज सॉर्ट
10.एल्गोरिदम और जटिलताकठिन

V शीर्षों और E किनारों वाले ग्राफ़ पर बाइनरी हीप के साथ डाइकस्ट्रा के एल्गोरिदम का रनिंग टाइम क्या है?

  1. AO(V³)
  2. BO((V + E) log V)
  3. CO(V + E)
  4. DO(V × E)
11.डेटा संरचनाएँमध्यम

किनारों में गिनी गई ऊँचाई h वाले पर्फ़ेक्ट बाइनरी ट्री में कितने नोड होते हैं?

  1. Ah2
  2. B2h+1 − 1
  3. C2h
  4. D2h + 1
12.डेटा संरचनाएँकठिन

union by rank और path compression के साथ union-find (डिसजॉइंट सेट) संरचना की प्रति ऑपरेशन परिशोधित (amortised) लागत क्या है?

  1. Aठीक O(log n)
  2. BO(n)
  3. CO(n²)
  4. DO(α(n)), व्युत्क्रम एकरमान फ़ंक्शन, जो व्यवहार में लगभग स्थिर है
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| = 9
  1. 1यूलर परिपथ
  2. 2यूलर पथ, परिपथ नहीं
  3. 3दोनों में से कुछ नहीं
14.ग्राफ़ सिद्धांतकठिन
171674201411018ABCDEFG

भारित ग्राफ़ के न्यूनतम स्पैनिंग ट्री का कुल भार W ज्ञात करें।

|V| = 7|E| = 9
W =
15.डेटाबेस और SQLमध्यम

किसी पंक्ति के लिए WHERE EXISTS (subquery) कब सत्य होता है?

  1. Aजब सबक्वेरी कम से कम एक पंक्ति लौटाए
  2. Bजब सबक्वेरी कोई NULL मान न लौटाए
  3. Cजब सबक्वेरी ठीक एक पंक्ति लौटाए
  4. Dजब सबक्वेरी शून्य से बड़ी संख्या लौटाए
16.डेटाबेस और SQLकठिन

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

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

एक /26 IPv4 सबनेट में कितने उपयोग योग्य होस्ट पते होते हैं?

  1. A30
  2. B64
  3. C62
  4. D126
18.कंप्यूटर नेटवर्ककठिन

SYN flood हमले में हमलावर किस संसाधन को समाप्त करने की कोशिश करता है?

  1. Aस्विच की MAC पता तालिका
  2. Bसर्वर का डिस्क स्थान
  3. Cसर्वर की अर्ध-खुले (half-open) कनेक्शनों की तालिका
  4. Dक्लाइंट का DNS कैश
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 = 11012806403201618041211नेटवर्कहोस्ट

एक होस्ट का पता 10.20.232.11/29 है। उसके सबनेट के अंतिम उपयोगी होस्ट पते का चौथा ऑक्टेट x क्या है?

10.20.232.11/29
x =

3विलयन

1.संख्या पद्धतियाँ

उत्तर: N = −114

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।

−128 + 8 + 4 + 2 = −114

उत्तर

N = −114
2.संख्या पद्धतियाँ

उत्तर: R = 36

बिट सेट करना: हर बिट दो की एक घात के बराबर है (128, 64, …, 1)। एक हेक्स अंक ठीक चार बिट होता है, और 8-बिट 2 के पूरक में सबसे बाएँ बिट का मान −128 होता है। बिटवाइज़ संक्रियाएँ हर बिट स्थान पर अलग-अलग काम करती हैं।

बिट-दर-बिट

AND केवल वहीं 1 देता है जहाँ दोनों बिट 1 हों।

1010 1110
AND 0010 0100
= 0010 0100

परिणाम का मान

0010 0100₂ = 36

उत्तर

R = 36
3.प्रस्ताविक तर्क और उपपत्तियाँ

उत्तर: r ∧ ¬q

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)।

निहितार्थ के भाग

a = r, b = q

निहितार्थ का निषेध

¬(a → b) ≡ a ∧ ¬b = r ∧ ¬q

उत्तर

r ∧ ¬q

यदि मान्यता विरोधाभास की ओर ले जाए, तो निहितार्थ सत्य होना चाहिए।

4.प्रस्ताविक तर्क और उपपत्तियाँ

उत्तर: ∃x ∃y (R(x, y) ∧ ¬R(y, 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 ∀y (R(x, y) → R(y, x)) ≡ ∃x ∃y (R(x, y) ∧ ¬R(y, x))

उत्तर

∃x ∃y (R(x, y) ∧ ¬R(y, 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 = 5

मल्टीप्लेक्सर: 2ⁿ-से-1 मल्टीप्लेक्सर अपने डेटा निवेशों में से एक को निर्गत तक पहुँचाता है; चयन लाइनें, द्विआधारी संख्या के रूप में पढ़ी जाकर, तय करती हैं कि कौन-सा। चयन S₁S₀ = AB वाले 4-से-1 MUX के लिए F = A′B′·I₀ + A′B·I₁ + AB′·I₂ + AB·I₃। डेटा निवेशों को 0, 1, C या C′ से जोड़ने पर MUX A, B और C का कोई भी फलन बना सकता है, जो एक ही चिप से लॉजिक बनाने का आम तरीका है।

निर्गत व्यंजक

F = A′B′C + A′B + AB′C + ABC′

F = 1 वाली पंक्तियाँ

ABC = 001, 010, 011, 101, 110
N = 5

उत्तर

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

उत्तर: fout = 4.167 kHz

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।

आवृत्ति विभाजन

fout = 50 kHz / 12 = 4.167 kHz

उत्तर

fout = 4.167 kHz
7.संख्या सिद्धांत और मॉड्यूलर अंकगणित

उत्तर: 13−1 mod 25 = 2

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)।

विस्तारित यूक्लिडीय एल्गोरिथ्म

हर शेषफल r को r ≡ t·13 (mod 25) के रूप में लिखा जाता है।

r = 25, t = 0
r = 13, q = 1, t = 1
r = 12, q = 1, t = −1
r = 1, q = 12, t = 2

व्युत्क्रम

1 ≡ 2·13 (mod 25)
x = 2
जाँच: 13·2 = 26 = 1·25 + 1

उत्तर

13−1 mod 25 = 2
8.संख्या सिद्धांत और मॉड्यूलर अंकगणित

उत्तर: x = 2

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)।

gcd से भाग दें

gcd(46, 69) = 23
2x ≡ 1 (mod 3)

घटी हुई सर्वांगसमता हल करें

2−1 ≡ 2 (mod 3) → x ≡ 2 (mod 3)

69 के मापांक में हल

x ∈ {2, 5, 8, 11, 14, 17, 20, 23, 26, 29, 32, 35, 38, 41, 44, 47, 50, 53, 56, 59, 62, 65, 68}
x = 2

उत्तर

x = 2
9.एल्गोरिदम और जटिलता

उत्तर: D · मर्ज सॉर्ट

यह उत्तर क्यों है

मर्ज सॉर्ट स्थिर होता है जब बराबरी की स्थिति में मर्ज करते समय पहले बाएँ आधे से तत्व लिया जाए। इन-प्लेस क्विकसॉर्ट, हीप सॉर्ट और सेलेक्शन सॉर्ट आमतौर पर स्थिर नहीं होते।

उत्तर

D · मर्ज सॉर्ट
10.एल्गोरिदम और जटिलता

उत्तर: B · O((V + E) log V)

यह उत्तर क्यों है

V extract-min और अधिकतम E decrease-key ऑपरेशन होते हैं, हर एक O(log V); फ़िबोनाची हीप इसे O(E + V log V) तक सुधारता है।

उत्तर

B · O((V + E) log V)
11.डेटा संरचनाएँ

उत्तर: B · 2h+1 − 1

यह उत्तर क्यों है

1 + 2 + 4 + ... + 2h का योग 2h+1 − 1 देता है; उदाहरण के लिए, ऊँचाई 2 से 7 नोड मिलते हैं।

उत्तर

B · 2h+1 − 1
12.डेटा संरचनाएँ

उत्तर: D · O(α(n)), व्युत्क्रम एकरमान फ़ंक्शन, जो व्यवहार में लगभग स्थिर है

यह उत्तर क्यों है

दोनों अनुकूलनों के साथ ऑपरेशन O(α(n)) परिशोधित समय लेते हैं; किसी भी यथार्थवादी n के लिए α(n) ≤ 4 होता है।

उत्तर

D · O(α(n)), व्युत्क्रम एकरमान फ़ंक्शन, जो व्यवहार में लगभग स्थिर है
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) = 2, deg(B) = 4, deg(C) = 3, deg(D) = 3, deg(E) = 2, deg(F) = 1, deg(G) = 3

विषम शीर्ष

C, D, F, G → 4
दोनों में से कुछ नहीं

उत्तर

दोनों में से कुछ नहीं
14.ग्राफ़ सिद्धांत

उत्तर: W = 62

सबसे छोटे पथ और स्पैनिंग ट्री: डाइक्स्ट्रा का एल्गोरिथ्म हर चक्र में एक शीर्ष निर्धारित करता है: सबसे छोटी अस्थायी दूरी वाला अनिर्धारित शीर्ष। तब उसकी दूरी अंतिम होती है, और हर पड़ोसी v को d(v) = min(d(v), d(u) + w(u, v)) मिलता है। क्रुस्कल का एल्गोरिथ्म कोरों को हल्की से भारी की ओर लेकर और चक्र बनाने वाली हर कोर छोड़कर न्यूनतम स्पैनिंग ट्री बनाता है; प्रिम का एल्गोरिथ्म प्रारंभिक शीर्ष से एक वृक्ष बढ़ाता है और हमेशा उससे बाहर जाने वाली सबसे हल्की कोर जोड़ता है। n शीर्षों के स्पैनिंग ट्री में n − 1 कोरें होती हैं।

क्रुस्कल का एल्गोरिथ्म

GB (1): लें
CE (4): लें
BC (7): लें
GC (10): छोड़ें, चक्र बनता है
EF (14): लें
AC (16): लें
AB (17): छोड़ें, चक्र बनता है
GE (18): छोड़ें, चक्र बनता है
DF (20): लें

कुल भार

W = 1 + 4 + 7 + 14 + 16 + 20 = 62

उत्तर

W = 62
15.डेटाबेस और SQL

उत्तर: A · जब सबक्वेरी कम से कम एक पंक्ति लौटाए

यह उत्तर क्यों है

EXISTS केवल जाँचता है कि कोई पंक्ति बनती है या नहीं; NOT EXISTS तब सत्य होता है जब सबक्वेरी कोई पंक्ति नहीं लौटाती।

उत्तर

A · जब सबक्वेरी कम से कम एक पंक्ति लौटाए
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: C · 62

यह उत्तर क्यों है

/26 में 6 होस्ट बिट होते हैं: 2⁶ = 64 पते, नेटवर्क और ब्रॉडकास्ट पते घटाने पर 62 उपयोग योग्य होस्ट।

उत्तर

C · 62
18.कंप्यूटर नेटवर्क

उत्तर: C · सर्वर की अर्ध-खुले (half-open) कनेक्शनों की तालिका

यह उत्तर क्यों है

हर SYN सर्वर को स्थिति आरक्षित करने और ऐसे ACK की प्रतीक्षा करने पर मजबूर करता है जो कभी नहीं आता। SYN cookies हैंडशेक पूरा होने तक स्थिति संग्रहित करने से बचाती हैं।

उत्तर

C · सर्वर की अर्ध-खुले (half-open) कनेक्शनों की तालिका
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 = 14

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

23 = 8

इस होस्ट का सबनेट

नेटवर्क: ⌊11/8⌋·8 = 8
ब्रॉडकास्ट: 8 + 8 − 1 = 15
उपयोगी होस्ट: 9 … 14

उत्तर

x = 14

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