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 2^k, ऑक्टल 8^k, हेक्स 16^k
दशमलव में: Σ d_k·b^k
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

अलग-अलग चरों को गिनें: सत्यमान सारणी में 2ⁿ पंक्तियाँ होती हैं, जो सभी के 1 होने से शुरू होती हैं।
हर उप-सूत्र को अपना अलग स्तंभ दें और स्तंभों को भीतर से बाहर की ओर भरें।
हर संयोजक का नियम लगाएँ: → केवल 1 → 0 के लिए 0 होता है, ↔ तब 1 होता है जब दोनों पक्ष समान हों।
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।
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; f_out = f_clk/N
रिपल काउंटर: f_max = 1/(n·t_pd)
रिंग और जॉनसन काउंटर: n और 2n अवस्थाएँ

विधि

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।
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।
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।
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

पहले हर संख्या को n के मापांक में घटाएँ; शेषफल 0 से n − 1 के बीच होते हैं।
gcd के लिए यूक्लिड एल्गोरिथ्म से बार-बार भाग दें; अंतिम अशून्य शेषफल ही gcd है।
प्रतिलोम के लिए विस्तारित एल्गोरिथ्म चलाएँ और a का गुणांक रखें; ऋणात्मक हो तो n जोड़ें।
a·x ≡ b को हल करने के लिए a⁻¹ से गुणा करें; दो सर्वांगसमताओं को x = r₁ + m₁k लिखकर मिलाएँ।
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(K_n)| = n(n − 1)/2, |E(K_m,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
K_n 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

हर शीर्ष की घात लिखें; घातों का योग कोरों की संख्या का दोगुना होता है।
यूलर के प्रश्नों में जाँचें कि ग्राफ़ संबद्ध है और विषम घात वाले शीर्षों को गिनें।
वृक्षों के लिए n − 1 कोरों और हैंडशेक लेमा का उपयोग करें।
डाइक्स्ट्रा के लिए अस्थायी दूरियों की सारणी रखें और हर चक्र में सबसे छोटी दूरी वाले अनिर्धारित शीर्ष को निर्धारित करें।
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

−91 को 8-बिट दो के पूरक पैटर्न के रूप में लिखें। पैटर्न को अचिह्नित द्विआधारी संख्या के रूप में पढ़ें: दशमलव में इसका मान U क्या है?

N = −918 bit

U =

2.संख्या पद्धतियाँकठिन

बिट को 1001 1110 XOR 0110 1100 के 8-बिट परिणाम पर सेट करें। दशमलव में परिणाम का मान R क्या है?

1001 1110XOR0110 1100

R =

3.प्रस्ताविक तर्क और उपपत्तियाँमध्यम

कौन-सा सूत्र c ∧ (b ∨ a) के तार्किक रूप से तुल्य है? उस पर क्लिक करें।

c ∧ (b ∨ a)

1c ∨ (b ∧ a)
2(c ∧ b) ∨ (c ∧ a)
3(c ∧ b) ∨ a
4(c ∨ b) ∧ (c ∨ a)

4.प्रस्ताविक तर्क और उपपत्तियाँकठिन

सत्यमान सारणी की 16 पंक्तियों में से कितनी (q ∧ (p → s)) ∨ ((s ∨ r) → (q ∧ r)) को सत्य बनाती हैं? इस संख्या को N कहें।

(q ∧ (p → s)) ∨ ((s ∨ r) → (q ∧ r))

N =

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

F(A, B, C, D) = Σm(0, 1, 3, 4, 6, 9, 15) का न्यूनतम गुणनफलों का योग (SOP) रूप कार्नो मानचित्र से ज्ञात करें। उसमें कुल कितने लिटरल L हैं (प्राइम वाला चर एक लिटरल गिना जाता है)?

F(A, B, C, D) = Σm(0, 1, 3, 4, 6, 9, 15)

L =

6.डिजिटल लॉजिक: गेट, K-मानचित्र और फ़्लिप-फ़्लॉपकठिन

F(A, B, C, D) = Σm(0, 1, 9, 12) + d(3, 5, 14) 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, 9, 12) + d(3, 5, 14)

L =

7.संख्या सिद्धांत और मॉड्यूलर अंकगणितमध्यम

59 के मापांक में 41 का प्रतिलोम ज्ञात करें: वह संख्या x जिसके लिए 0 < x < 59 और 41·x ≡ 1 (mod 59)।

a = 41n = 59

41⁻¹ mod 59 =

8.संख्या सिद्धांत और मॉड्यूलर अंकगणितकठिन

एक RSA कुंजी अभाज्य p = 17 और q = 41 तथा सार्वजनिक घातांक e = 23 का उपयोग करती है। निजी घातांक d ज्ञात करें (0 < d < φ(n))।

p = 17q = 41e = 23

d =

9.एल्गोरिदम और जटिलतामध्यम

मानक तीन लूप से दो n × n मैट्रिक्स गुणा करने की टाइम कॉम्प्लेक्सिटी क्या है?

AO(n² log n)
BO(n)
CO(n²)
DO(n³)

10.एल्गोरिदम और जटिलताकठिन

कोई समस्या NP-complete होती है यदि वह:

ANP में है और हर NP समस्या बहुपद समय में उसमें रिड्यूस होती है
BNP से बाहर है लेकिन सभी NP समस्याओं से कठिन है, जैसे हॉल्टिंग समस्या
Cहल करना असंभव है
Dबहुपद समय में हल की जा सकती है

11.डेटा संरचनाएँमध्यम

AVL ट्री और रेड-ब्लैक ट्री किस बात की गारंटी देते हैं?

Aहर स्थिति में स्थिर समय में खोज
Bकिसी भी नोड के दो चाइल्ड नहीं होते
Cकुंजियाँ इंसर्शन के क्रम में संग्रहीत होती हैं
Dपुनर्संतुलन द्वारा O(log n) ऊँचाई

12.डेटा संरचनाएँकठिन

एक AVL नोड असंतुलित है क्योंकि उसके बाएँ चाइल्ड का दायाँ सबट्री बहुत ऊँचा हो गया (left-right स्थिति)। कौन-सा सुधार लागू होता है?

Aबाएँ चाइल्ड पर दायाँ रोटेशन, फिर नोड पर बायाँ रोटेशन
Bनोड पर एक एकल दायाँ रोटेशन
Cबाएँ चाइल्ड पर बायाँ रोटेशन, फिर नोड पर दायाँ रोटेशन
Dनोड पर एक एकल बायाँ रोटेशन

13.ग्राफ़ सिद्धांतमध्यम

पूर्ण ग्राफ़ K₅ में कितने भिन्न हैमिल्टन परिपथ H हैं? जो परिपथ केवल प्रारंभिक शीर्ष या दिशा में भिन्न हों, उन्हें एक ही गिना जाता है।

K₅

H =

14.ग्राफ़ सिद्धांतकठिन

भारित ग्राफ़ में A से F तक के सबसे छोटे पथ की लंबाई d(F) डाइक्स्ट्रा के एल्गोरिथ्म से ज्ञात करें।

प्रारंभ: Aअंत: F

d(F) =

15.डेटाबेस और SQLमध्यम

एक टेबल हर ऑर्डर पंक्ति पर ग्राहक का पता संग्रहित करती है। एक पंक्ति में पता बदलना पर अन्य में नहीं, किसका उदाहरण है?

Aइंसर्शन विसंगति (insertion anomaly)
Bफ़ैंटम रीड (phantom read)
Cडिलीशन विसंगति (deletion anomaly)
Dअपडेट विसंगति (update anomaly)

16.डेटाबेस और SQLकठिन

EXPLAIN (या PostgreSQL में EXPLAIN ANALYZE) किसी क्वेरी के लिए क्या दिखाता है?

Aकेवल रिलेशनल बीजगणित संकेतन में क्वेरी का पुनर्लेखन
Bक्वेरी चलाने वाले उपयोगकर्ताओं की सूची
Cक्वेरी में हर SQL कीवर्ड का अर्थ
Dऑप्टिमाइज़र द्वारा चुनी गई निष्पादन योजना, जैसे स्कैन और जॉइन विधियाँ

17.कंप्यूटर नेटवर्कमध्यम

वितरित सेवा-निषेध (DDoS) हमले की विशेषता क्या है?

Aएक वायरस एक ही PC पर फ़ाइलें हटा देता है
Bकई समझौता की गई मशीनें किसी लक्ष्य को ट्रैफ़िक से भर देती हैं
Cएक हमलावर किसी उपयोगकर्ता का पासवर्ड अनुमान लगाता है
Dएक हमलावर पास की कार से अनएन्क्रिप्टेड Wi-Fi ट्रैफ़िक पढ़ता है

18.कंप्यूटर नेटवर्ककठिन

एक ही स्विच पर VLAN 10 और VLAN 20 के होस्ट संचार नहीं कर पाते। क्या आवश्यक है?

AVLANs के बीच रूटिंग के लिए एक राउटर या परत 3 स्विच
Bदोनों होस्टों पर एक ही MAC पता
Cदोनों VLANs से जुड़ा एक हब
Dहोस्टों के बीच एक लंबी केबल

19.IPv4 सबनेटिंगमध्यम

एक सबनेट मास्क 255.255.254.0 का उपयोग करता है। इसमें कितने उपयोगी होस्ट पते H हैं?

255.255.254.0

H =

20.IPv4 सबनेटिंगकठिन

एक राउटर के पास इन नेटवर्कों के लिए रूट हैं: 10.210.5.0/24, 10.210.6.0/24, 10.210.7.0/24, 10.210.8.0/24, 10.210.9.0/24, 10.210.10.0/24, 10.210.11.0/24, 10.210.12.0/24। इन सबको कवर करने वाले एकल सारांश रूट की सबसे लंबी उपसर्ग लंबाई p क्या है?

10.210.5.0/24 … 10.210.12.0/24

p =

3विलयन

1.संख्या पद्धतियाँ

उत्तर: U = 165

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।

उलटें और एक जोड़ें

91 = 0101 1011

उलटा हुआ: 1010 0100

+1 → 1010 0101

अचिह्नित रूप में पढ़ें

1010 0101₂ = 256 − 91 = 165

उत्तर

U = 165

2.संख्या पद्धतियाँ

उत्तर: R = 242

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

XOR वहाँ 1 देता है जहाँ दोनों बिट अलग हों।

1001 1110

XOR 0110 1100

= 1111 0010

परिणाम का मान

1111 0010₂ = 242

उत्तर

R = 242

3.प्रस्ताविक तर्क और उपपत्तियाँ

उत्तर: (c ∧ b) ∨ (c ∧ a)

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)।

c ∧ (b ∨ a) ≡ (c ∧ b) ∨ (c ∧ a)

सत्यमान सारणी से जाँच

a = 1, b = 1, c = 1: 1 | 1 1 1 1

a = 1, b = 1, c = 0: 0 | 1 0 1 1

a = 1, b = 0, c = 1: 1 | 1 1 1 1

a = 1, b = 0, c = 0: 0 | 0 0 1 0

a = 0, b = 1, c = 1: 1 | 1 1 1 1

a = 0, b = 1, c = 0: 0 | 0 0 0 0

a = 0, b = 0, c = 1: 0 | 1 0 0 1

a = 0, b = 0, c = 0: 0 | 0 0 0 0

उत्तर

(c ∧ b) ∨ (c ∧ a)

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

4.प्रस्ताविक तर्क और उपपत्तियाँ

उत्तर: N = 10

सत्यमान सारणियाँ: n अलग-अलग चरों वाले सूत्र की 2ⁿ पंक्तियाँ होती हैं, सत्यमानों के हर संयोजन के लिए एक (1 = सत्य, 0 = असत्य)। भीतर से बाहर की ओर काम करें और हर उप-सूत्र को अपना स्तंभ दें। ¬a मान उलट देता है; a ∧ b केवल तब 1 होता है जब दोनों 1 हों; a ∨ b केवल तब 0 होता है जब दोनों 0 हों; a → b केवल तब 0 होता है जब a = 1 और b = 0; a ↔ b तब 1 होता है जब दोनों पक्ष बराबर हों।

स्तंभ

p → s; q ∧ (p → s); s ∨ r; q ∧ r; (s ∨ r) → (q ∧ r); (q ∧ (p → s)) ∨ ((s ∨ r) → (q ∧ r))

p पर बाँटें

p = 1: 5

p = 0: 5

N = 5 + 5 = 10

उत्तर

N = 10

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

उत्तर: L = 16

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।

1 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′BD′

ABCD

न्यूनतम SOP रूप

F = B′C′D + A′C′D′ + A′B′D + A′BD′ + ABCD

L = 16

उत्तर

L = 16

उसी आकार का एक और समूहन संभव है; उसमें पदों और लिटरलों की संख्या वही है।

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

उत्तर: L = 9

प्रमुख प्रभाव्य

1 और X से बनने वाले सबसे बड़े समूह।

B′C′D, A′C′D, A′B′D, ABD′, A′B′C′

न्यूनतम आवरण

F = B′C′D + ABD′ + A′B′C′

L = 9

उत्तर

L = 9

7.संख्या सिद्धांत और मॉड्यूलर अंकगणित

उत्तर: 41⁻¹ mod 59 = 36

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·41 (mod 59) के रूप में लिखा जाता है।

r = 59, t = 0

r = 41, q = 1, t = 1

r = 18, q = 2, t = −1

r = 5, q = 3, t = 3

r = 3, q = 1, t = −10

r = 2, q = 1, t = 13

r = 1, q = 2, t = −23

व्युत्क्रम

1 ≡ −23·41 (mod 59)

x = 36

जाँच: 41·36 = 1476 = 25·59 + 1

उत्तर

41⁻¹ mod 59 = 36

8.संख्या सिद्धांत और मॉड्यूलर अंकगणित

उत्तर: d = 167

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 = 17·41 = 697

φ(n) = 16·40 = 640

विस्तारित यूक्लिडीय एल्गोरिथ्म

r = 640, t = 0

r = 23, q = 27, t = 1

r = 19, q = 1, t = −27

r = 4, q = 4, t = 28

r = 3, q = 1, t = −139

r = 1, q = 3, t = 167

निजी घातांक

d = 167

गिनें

H = (5 − 1)!/2 = 24/2 = 12

उत्तर

H = 12

14.ग्राफ़ सिद्धांत

उत्तर: d(F) = 14

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।

डाइक्स्ट्रा चक्र-दर-चक्र

हर पंक्ति: निर्धारित शीर्ष, उसकी अंतिम दूरी, और वे पड़ोसी जिनकी दूरी सुधरती है।

A (0): B: 7

B (7): C: 17, D: 10, G: 8

G (8): E: 10

D (10): F: 14

E (10): C: 14

C (14)

F (14)

सबसे छोटा पथ

A → B → D → F

उपसर्ग लंबाई

255.255.254.0 = /23

उपयोगी होस्ट

2⁹ − 2 = 510

उत्तर

H = 510

20.IPv4 सबनेटिंग

उत्तर: p = 20

रूट सारांशीकरण: सारांश रूट a.b.c.0/p उन सभी नेटवर्कों को कवर करता है जिनके पहले p बिट मेल खाते हैं। पहले और अंतिम नेटवर्क के भिन्न ऑक्टेट को बाइनरी में लिखें; साझा अग्रणी बिटों की संख्या, उससे पहले के ऑक्टेटों के बिट जोड़कर, सबसे लंबा सारांश उपसर्ग है।

बिटों की तुलना करें

5 = 00000101

12 = 00001100

साझा अग्रणी बिट: 4

उपसर्ग लंबाई

p = 16 + 4 = 20

उत्तर

p = /20

सारांश रूट: 10.210.0.0/20 (यह 8 ऐसे नेटवर्क भी कवर करता है जो सूची में नहीं हैं)।

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