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
8-बिट दो का पूरक0−12806403201608040201

बिट इस तरह सेट करें कि वे 8-बिट 2 के पूरक में −83 संग्रहीत करें। चिह्नरहित संख्या के रूप में पढ़ने पर पैटर्न का मान U क्या है?

N = −838 bit
U =
2.संख्या पद्धतियाँकठिन
32 bit1 px640 px480 pxM = ? KiB

एक असंपीड़ित छवि 640 × 480 पिक्सेल की है, प्रति पिक्सेल 32 बिट। यह KiB में (1 KiB = 1024 बाइट) कितनी मेमोरी M लेती है?

640 × 480 px32 bit/px1 KiB = 1024 B
M = KiB
3.प्रस्ताविक तर्क और उपपत्तियाँमध्यम
(r ∨ q) ∧ (r ∨ p)(r ∨ q) ∧ p(r ∧ q) ∨ (r ∧ p)r ∧ (q ∨ p)

कौन-सा सूत्र r ∨ (q ∧ p) के तार्किक रूप से तुल्य है? उस पर क्लिक करें।

r ∨ (q ∧ p)
  1. 1(r ∨ q) ∧ (r ∨ p)
  2. 2(r ∨ q) ∧ p
  3. 3(r ∧ q) ∨ (r ∧ p)
  4. 4r ∧ (q ∨ p)
4.प्रस्ताविक तर्क और उपपत्तियाँकठिन
¬p ∧ q¬pqp

आधार-वाक्य p → q; ¬q दिए गए हैं। इनसे कौन-सा निष्कर्ष निकलता है? उस पर क्लिक करें।

p → q¬q
  1. 1¬p ∧ q
  2. 2¬p
  3. 3q
  4. 4p
5.डिजिटल लॉजिक: गेट, K-मानचित्र और फ़्लिप-फ़्लॉपमध्यम
ABC00011110011001030204151706

F(A, B, C) = Σm(0, 5, 7) का न्यूनतम गुणनफलों का योग (SOP) रूप कार्नो मानचित्र से ज्ञात करें। उसमें कितने गुणन पद N हैं?

F(A, B, C) = Σm(0, 5, 7)
N =
6.डिजिटल लॉजिक: गेट, K-मानचित्र और फ़्लिप-फ़्लॉपकठिन
ABCD0001111000011110101103X2140517X61121130151140809111110

F(A, B, C, D) = Σm(0, 1, 4, 7, 10, 11, 12, 13, 14) + d(2, 6) का न्यूनतम SOP रूप ज्ञात करें, जहाँ d डोंट-केयर स्थितियों को दर्शाता है। उसमें कितने लिटरल L हैं?

F(A, B, C, D) = Σm(0, 1, 4, 7, 10, 11, 12, 13, 14) + d(2, 6)
L =
7.संख्या सिद्धांत और मॉड्यूलर अंकगणितमध्यम

सबसे छोटा धनात्मक पूर्णांक x ज्ञात करें जिसके लिए x ≡ 1 (mod 3) और x ≡ 2 (mod 10)।

x ≡ 1 (mod 3)x ≡ 2 (mod 10)
x =
8.संख्या सिद्धांत और मॉड्यूलर अंकगणितकठिन

73 अभाज्य है। 675523 mod 73 ज्ञात करने के लिए फर्मा के लघु प्रमेय का उपयोग करें।

p = 73k = 75523
675523 mod 73 =
9.एल्गोरिदम और जटिलतामध्यम

कई लाइब्रेरी सॉर्टिंग रूटीन बहुत छोटे सबऐरे के लिए इंसर्शन सॉर्ट पर क्यों चली जाती हैं?

  1. Aबड़े इनपुट पर इंसर्शन सॉर्ट किसी भी अन्य सॉर्टिंग एल्गोरिदम से कम मेमोरी उपयोग करता है
  2. Bइंसर्शन सॉर्ट वर्स्ट केस में O(n log n) है
  3. Cरिकर्सिव एल्गोरिदम 10 से कम तत्वों वाले ऐरे नहीं सँभाल सकते
  4. Dइंसर्शन सॉर्ट का ओवरहेड कम है और यह छोटे या लगभग सॉर्टेड इनपुट पर तेज़ है
10.एल्गोरिदम और जटिलताकठिन

करात्सुबा गुणन T(n) = 3T(n/2) + O(n) को संतुष्ट करता है। इसका हल क्या है?

  1. AΘ(n²)
  2. BΘ(nlog₂ 3), लगभग n1.585
  3. CΘ(n log n)
  4. DΘ(n3)
11.डेटा संरचनाएँमध्यम

आपके पास एक लिस्ट के बीच के नोड का संदर्भ है। किस लिस्ट में आप उसे O(1) में हटा सकते हैं?

  1. Aडायनेमिक ऐरे
  2. Bसिंगली लिंक्ड लिस्ट
  3. Cडबली लिंक्ड लिस्ट
  4. Dसॉर्टेड ऐरे
12.डेटा संरचनाएँकठिन

रूट 50, बाएँ सबट्री 30 (चाइल्ड 20, 40) और दाएँ सबट्री 70 (चाइल्ड 60, 80) वाले BST में रूट को इन-ऑर्डर उत्तराधिकारी का उपयोग करके हटाया जाता है। कौन-सी कुंजी नया रूट बनती है?

  1. A60
  2. B70
  3. C80
  4. D40
13.ग्राफ़ सिद्धांतमध्यम

पूर्ण ग्राफ़ K8 में कितने भिन्न हैमिल्टन परिपथ H हैं? जो परिपथ केवल प्रारंभिक शीर्ष या दिशा में भिन्न हों, उन्हें एक ही गिना जाता है।

K8
H =
14.ग्राफ़ सिद्धांतकठिन
18161441310719ABCDEF

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

|V| = 6|E| = 8
W =
15.डेटाबेस और SQLमध्यम

SQL इंजेक्शन (SQL injection) क्या है?

  1. Aएक अकेले INSERT स्टेटमेंट से कई पंक्तियाँ जल्दी डालने की विधि
  2. Bडेटाबेस बैकअप की एक तकनीक
  3. Cइंडेक्स जोड़ने का एक तरीका
  4. Dएक हमला जिसमें उपयोगकर्ता इनपुट SQL क्वेरी की संरचना बदल देता है
16.डेटाबेस और SQLकठिन

R(A, B, C, D) में फ़ंक्शनल डिपेंडेंसी A → B और C → D हैं। कैंडिडेट की क्या है?

  1. A{B, D}
  2. B{C}
  3. C{A}
  4. D{A, C}
17.कंप्यूटर नेटवर्कमध्यम

ARP क्या करता है?

  1. Aडोमेन नामों को resolve करता है
  2. Bस्थानीय नेटवर्क पर किसी IP पते से संबंधित MAC पता खोजता है
  3. Cइंटरनेट पर पैकेट रूट करता है
  4. Dस्थानीय नेटवर्क से जुड़ने पर होस्टों को अपने आप IP पते आवंटित करता है
18.कंप्यूटर नेटवर्ककठिन

LAN पर एक हमलावर गेटवे के IP पते का दावा करते हुए जाली ARP उत्तर भेजता है। संभावित परिणाम क्या है?

  1. Aपीड़ित गेटवे के लिए ट्रैफ़िक हमलावर को भेजते हैं, जिससे man-in-the-middle हमला संभव होता है
  2. Bहर राउटर पर गेटवे का IP पता स्थायी रूप से हमलावर के पते में बदल जाता है
  3. Cस्विच अपने सभी पोर्ट बंद कर देता है
  4. Dपूरे इंटरनेट पर सभी DNS क्वेरी विफल हो जाती हैं
19.IPv4 सबनेटिंगमध्यम
/?11111111111111111111100000000000नेटवर्क बिटहोस्ट बिट

एक विभाग को एक ही सबनेट में 1572 होस्ट पते चाहिए। पर्याप्त होने वाली सबसे लंबी उपसर्ग लंबाई p (सबसे छोटा सबनेट) क्या है?

1572 hosts
p =
20.IPv4 सबनेटिंगकठिन
अंतिम ऑक्टेट = 138112806403201618041201नेटवर्कहोस्ट

एक होस्ट का पता 10.20.216.138/25 है। उसके सबनेट के अंतिम उपयोगी होस्ट पते का चौथा ऑक्टेट x क्या है?

10.20.216.138/25
x =

3विलयन

1.संख्या पद्धतियाँ

उत्तर: U = 173

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।

उलटें और एक जोड़ें

83 = 0101 0011
उलटा हुआ: 1010 1100
+1 → 1010 1101

अचिह्नित रूप में पढ़ें

1010 1101₂ = 256 − 83 = 173

उत्तर

U = 173
2.संख्या पद्धतियाँ

उत्तर: M = 1200 KiB

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।

बिट और बाइट

640·480·32 = 9830400 bit = 1228800 B

KiB में बदलें

1228800/1024 = 1200 KiB

उत्तर

M = 1200 KiB
3.प्रस्ताविक तर्क और उपपत्तियाँ

उत्तर: (r ∨ q) ∧ (r ∨ p)

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)।

नियम

∨, ∧ पर वितरित होता है: a ∨ (b ∧ c) ≡ (a ∨ b) ∧ (a ∨ c)।
r ∨ (q ∧ p) ≡ (r ∨ q) ∧ (r ∨ p)

सत्यमान सारणी से जाँच

p = 1, q = 1, r = 1: 1 | 1 1 1 1
p = 1, q = 1, r = 0: 1 | 1 1 0 0
p = 1, q = 0, r = 1: 1 | 1 1 1 1
p = 1, q = 0, r = 0: 0 | 0 0 0 0
p = 0, q = 1, r = 1: 1 | 1 0 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

उत्तर

(r ∨ q) ∧ (r ∨ p)

पट्टी के बाद के स्तंभ विकल्प हैं, दिखाए गए क्रम में।

4.प्रस्ताविक तर्क और उपपत्तियाँ

उत्तर: ¬p

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।

वे पंक्तियाँ जिनमें सभी आधार-वाक्य सत्य हैं

p = 0, q = 0: ¬p ∧ q = 0, ¬p = 1, q = 0, p = 0

निष्कर्ष

¬p (मोडस टोलेंस)

उत्तर

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

उत्तर: N = 2

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।

ABC00011110011001030204151706

1 को समूहित करें

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

AC
A′B′C′

न्यूनतम SOP रूप

F = AC + A′B′C′
N = 2

उत्तर

N = 2
6.डिजिटल लॉजिक: गेट, K-मानचित्र और फ़्लिप-फ़्लॉप

उत्तर: L = 14

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।

प्रमुख प्रभाव्य

1 और X से बनने वाले सबसे बड़े समूह।

CD′, BD′, A′D′, A′B′C′, A′BC, AB′C, ABC′
ABCD0001111000011110101103X2140517X61121130151140809111110

न्यूनतम आवरण

F = BD′ + A′B′C′ + A′BC + AB′C + ABC′
L = 14

उत्तर

L = 14
7.संख्या सिद्धांत और मॉड्यूलर अंकगणित

उत्तर: x = 22

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)।

पहली सर्वांगसमता

x = 1 + 3k

दूसरी सर्वांगसमता

1 + 3k ≡ 2 (mod 10) → 3k ≡ 1 (mod 10)
k ≡ 7·1 ≡ 7 (mod 10)

परिणाम

x = 1 + 3·7 = 22
x = 22
जाँच: 22 mod 3 = 1, 22 mod 10 = 2

उत्तर

x = 22
8.संख्या सिद्धांत और मॉड्यूलर अंकगणित

उत्तर: 675523 mod 73 = 25

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।

घातांक को घटाएँ

75523 mod 72 = 67
675523 ≡ 667 (mod 73)

छोटी घात

667 mod 73 = 25

उत्तर

675523 mod 73 = 25
9.एल्गोरिदम और जटिलता

उत्तर: D · इंसर्शन सॉर्ट का ओवरहेड कम है और यह छोटे या लगभग सॉर्टेड इनपुट पर तेज़ है

यह उत्तर क्यों है

छोटे n के लिए इंसर्शन सॉर्ट का सरल लूप क्विकसॉर्ट या मर्ज सॉर्ट के रिकर्शन ओवरहेड को पीछे छोड़ देता है, भले ही वह O(n²) हो।

उत्तर

D · इंसर्शन सॉर्ट का ओवरहेड कम है और यह छोटे या लगभग सॉर्टेड इनपुट पर तेज़ है
10.एल्गोरिदम और जटिलता

उत्तर: B · Θ(nlog₂ 3), लगभग n1.585

यह उत्तर क्यों है

चूँकि log₂ 3 ≈ 1.585 > 1, मास्टर प्रमेय से पत्तियाँ (leaves) प्रभावी होती हैं, जो O(n²) पारंपरिक विधि से बेहतर है।

उत्तर

B · Θ(nlog₂ 3), लगभग n1.585
11.डेटा संरचनाएँ

उत्तर: C · डबली लिंक्ड लिस्ट

यह उत्तर क्यों है

डबली लिंक्ड नोड अपने पूर्ववर्ती को जानता है, इसलिए आप prev और next को सीधे जोड़ सकते हैं; सिंगली लिंक्ड लिस्ट में पूर्ववर्ती खोजना पड़ता है।

उत्तर

C · डबली लिंक्ड लिस्ट
12.डेटा संरचनाएँ

उत्तर: A · 60

यह उत्तर क्यों है

दाएँ सबट्री का सबसे बायाँ नोड 60 है, इसलिए 60, 50 का स्थान लेता है और उसकी पुरानी स्थिति हटा दी जाती है; पूर्ववर्ती (predecessor) के उपयोग से 40 मिलता।

उत्तर

A · 60
13.ग्राफ़ सिद्धांत

उत्तर: H = 2520

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।

गिनें

H = (8 − 1)!/2 = 5040/2 = 2520

उत्तर

H = 2520
14.ग्राफ़ सिद्धांत

उत्तर: W = 50

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

BD (4): लें
DF (7): लें
DE (10): लें
CE (13): लें
BC (14): छोड़ें, चक्र बनता है
AC (16): लें

कुल भार

W = 4 + 7 + 10 + 13 + 16 = 50

उत्तर

W = 50
15.डेटाबेस और SQL

उत्तर: D · एक हमला जिसमें उपयोगकर्ता इनपुट SQL क्वेरी की संरचना बदल देता है

यह उत्तर क्यों है

जब उपयोगकर्ता इनपुट को SQL में जोड़ा जाता है, तो हमलावर कमांड डाल सकते हैं। पैरामीटर वाले प्रिपेयर्ड स्टेटमेंट डेटा को कोड से अलग रखते हैं।

उत्तर

D · एक हमला जिसमें उपयोगकर्ता इनपुट SQL क्वेरी की संरचना बदल देता है
16.डेटाबेस और SQL

उत्तर: D · {A, C}

यह उत्तर क्यों है

A और C किसी से निर्धारित नहीं होते, इसलिए हर की में दोनों होने चाहिए, और {A, C}+ = {A, B, C, D}।

उत्तर

D · {A, C}
17.कंप्यूटर नेटवर्क

उत्तर: B · स्थानीय नेटवर्क पर किसी IP पते से संबंधित MAC पता खोजता है

यह उत्तर क्यों है

ARP "यह IP किसके पास है?" का ब्रॉडकास्ट करता है और उसका स्वामी अपने MAC पते के साथ उत्तर देता है, ताकि फ़्रेम स्थानीय रूप से डिलीवर किए जा सकें।

उत्तर

B · स्थानीय नेटवर्क पर किसी IP पते से संबंधित MAC पता खोजता है
18.कंप्यूटर नेटवर्क

उत्तर: A · पीड़ित गेटवे के लिए ट्रैफ़िक हमलावर को भेजते हैं, जिससे man-in-the-middle हमला संभव होता है

यह उत्तर क्यों है

ARP स्पूफ़िंग होस्टों के ARP कैश में गेटवे IP के लिए हमलावर का MAC डाल देती है। तब हमलावर ट्रैफ़िक पढ़ सकता है, बदल सकता है या गिरा सकता है; dynamic ARP inspection इसे रोकने में मदद करता है।

उत्तर

A · पीड़ित गेटवे के लिए ट्रैफ़िक हमलावर को भेजते हैं, जिससे man-in-the-middle हमला संभव होता है
19.IPv4 सबनेटिंग

उत्तर: p = 21

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)।

आवश्यक होस्ट बिट

210 − 2 = 1022 < 1572
211 − 2 = 2046 ≥ 1572 → h = 11

उपसर्ग लंबाई

p = 32 − 11 = 21

उत्तर

p = /21
20.IPv4 सबनेटिंग

उत्तर: x = 254

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

27 = 128

इस होस्ट का सबनेट

नेटवर्क: ⌊138/128⌋·128 = 128
ब्रॉडकास्ट: 128 + 128 − 1 = 255
उपयोगी होस्ट: 129 … 254

उत्तर

x = 254

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