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 −57 संग्रहीत करें। चिह्नरहित संख्या के रूप में पढ़ने पर पैटर्न का मान U क्या है?

N = −578 bit
U =
2.संख्या पद्धतियाँकठिन
16-बिट 2 का पूरक, N = ??चिह्न???????????????

16-बिट दो के पूरक में संग्रहीत की जा सकने वाली सबसे छोटी (सबसे ऋणात्मक) पूर्णांक N क्या है?

16 bit
N =
3.प्रस्ताविक तर्क और उपपत्तियाँमध्यम
pqr¬(q ∧ p)¬q ↔ ¬(q ∧ p)(¬(¬p ∧ r) → r) ∨ (¬q ↔ ¬(q ∧ p))111?110?101?100?011?010?001?000?

इसकी सत्यमान सारणी की 8 पंक्तियों में से कितनी में (¬(¬p ∧ r) → r) ∨ (¬q ↔ ¬(q ∧ p)) सत्य है? इस संख्या को N कहें।

(¬(¬p ∧ r) → r) ∨ (¬q ↔ ¬(q ∧ p))
N =
4.प्रस्ताविक तर्क और उपपत्तियाँकठिन
pqrr → pq → pr → q111110101100011010001000

आधार-वाक्य r → p; q → p और निष्कर्ष r → q वाला तर्क अवैध है। सत्यमान सारणी की उस पंक्ति पर क्लिक करें जो प्रति-उदाहरण है।

r → pq → p∴ r → q
  1. 1p = 1, q = 1, r = 1
  2. 2p = 1, q = 1, r = 0
  3. 3p = 1, q = 0, r = 1
  4. 4p = 1, q = 0, r = 0
  5. 5p = 0, q = 1, r = 1
  6. 6p = 0, q = 1, r = 0
  7. 7p = 0, q = 0, r = 1
  8. 8p = 0, q = 0, r = 0
5.डिजिटल लॉजिक: गेट, K-मानचित्र और फ़्लिप-फ़्लॉपमध्यम
ABCD000111100001111000111302041507061120131150140809111010

F(A, B, C, D) = Σm(1, 3, 5, 11, 12, 15) 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, 5, 11, 12, 15)
N =
6.डिजिटल लॉजिक: गेट, K-मानचित्र और फ़्लिप-फ़्लॉपकठिन
TQ0​Q0​TQ1​Q1​TQ2​Q2​CLKDOWN

एक 3-बिट द्विआधारी डाउन काउंटर 1 (दशमलव, Q = 001) से शुरू होता है। 21 क्लॉक पल्स के बाद वह कौन-सी गिनती Q (दशमलव में) दिखाएगा?

Q0 = 121n = 3
Q =
7.संख्या सिद्धांत और मॉड्यूलर अंकगणितमध्यम

सबसे छोटा धनात्मक पूर्णांक x ज्ञात करें जिसके लिए x ≡ 7 (mod 10) और x ≡ 8 (mod 13)।

x ≡ 7 (mod 10)x ≡ 8 (mod 13)
x =
8.संख्या सिद्धांत और मॉड्यूलर अंकगणितकठिन
mc = me​ mod n272m = cd​ mod n?(n, e) = (473, 11)d

एक RSA कुंजी में p = 11, q = 43 और e = 11 हैं। सिफरटेक्स्ट c = 272 को डिक्रिप्ट करें: संदेश m ज्ञात करें।

p = 11q = 43e = 11c = 272
m =
9.एल्गोरिदम और जटिलतामध्यम

मर्ज सॉर्ट के लिए डायनेमिक प्रोग्रामिंग कोई वास्तविक गति-वृद्धि क्यों नहीं देती?

  1. Aमर्ज सॉर्ट की कोई रिकर्सिव संरचना नहीं है
  2. Bइसकी उप-समस्याएँ अतिव्यापी नहीं हैं, इसलिए दोबारा उपयोग करने को कुछ नहीं है
  3. Cडायनेमिक प्रोग्रामिंग केवल ग्राफ़ समस्याओं पर काम करती है, ऐरे पर नहीं
  4. Dमर्ज सॉर्ट पहले से ही O(n) है
10.एल्गोरिदम और जटिलताकठिन

रिकरेंस T(n) = 2T(n/2) + n log n का हल क्या है?

  1. AΘ(n²)
  2. BΘ(n log² n)
  3. CΘ(n log n)
  4. DΘ(n)
11.डेटा संरचनाएँमध्यम

अनडायरेक्टेड ग्राफ़ के एडजेसेंसी मैट्रिक्स के बारे में क्या सत्य है?

  1. Aयह मुख्य विकर्ण के सापेक्ष सममित है
  2. Bयह हमेशा ऊपरी त्रिकोणीय होता है
  3. Cहर पंक्ति में ठीक एक 1 होता है
  4. Dइसके मुख्य विकर्ण में हमेशा 1 होते हैं
12.डेटा संरचनाएँकठिन

बाइनरी सर्च ट्री से दो चाइल्ड वाले नोड को हटाना आमतौर पर कैसे किया जाता है?

  1. Aपूरे सबट्री को हटाकर
  2. Bउसे रूट से अदला-बदली करके
  3. Cउसके नीचे के सबट्री को शुरू से दोबारा बनाकर और उसमें मौजूद हर कुंजी को फिर से डालकर
  4. Dउसे उसके in-order उत्तराधिकारी (या पूर्ववर्ती) से बदलकर और फिर उस नोड को हटाकर
13.ग्राफ़ सिद्धांतमध्यम
ABCDEFयूलर 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| = 6|E| = 7
  1. 1यूलर परिपथ
  2. 2यूलर पथ, परिपथ नहीं
  3. 3दोनों में से कुछ नहीं
14.ग्राफ़ सिद्धांतकठिन
712614614310111014ABCDEFG

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

प्रारंभ: Aअंत: E
d(E) =
15.डेटाबेस और SQLमध्यम

एक कॉलम में मान 10, 20 और NULL हैं। AVG(col) क्या लौटाता है?

  1. A15
  2. BNULL
  3. C10
  4. D30
16.डेटाबेस और SQLकठिन

ट्रांज़ैक्शन T1 पंक्ति A को लॉक करता है और पंक्ति B की प्रतीक्षा करता है, जबकि T2 पंक्ति B को लॉक करता है और पंक्ति A की प्रतीक्षा करता है। एक सामान्य DBMS क्या करता है?

  1. Aदोनों ट्रांज़ैक्शनों को एक में मिला देता है
  2. Bदोनों ट्रांज़ैक्शनों को एक साथ कमिट करता है
  3. Cदोनों ट्रांज़ैक्शनों को तब तक प्रतीक्षा करने देता है जब तक उनमें से एक सामान्य रूप से कमिट न हो जाए
  4. Dडेडलॉक का पता लगाकर एक ट्रांज़ैक्शन को पीड़ित (victim) के रूप में रद्द करता है
17.कंप्यूटर नेटवर्कमध्यम

DNS में MX रिकॉर्ड क्या निर्दिष्ट करता है?

  1. Aवेब सर्वर का IPv4 पता
  2. Bकिसी ज़ोन के नेम सर्वर
  3. Cवे मेल सर्वर जो किसी डोमेन के लिए ईमेल स्वीकार करते हैं
  4. Dकिसी अन्य होस्ट का उपनाम
18.कंप्यूटर नेटवर्ककठिन

इंटरनेट पर BGP मुख्य रूप से क्या करता है?

  1. Aस्वायत्त प्रणालियों (autonomous systems) के बीच रूटिंग जानकारी का आदान-प्रदान करता है
  2. Bराउटरों के बीच डेटा एन्क्रिप्ट करता है
  3. Cइंटरनेट प्रदाताओं के माध्यम से घरेलू उपयोगकर्ताओं को IP पते आवंटित करता है
  4. Dनामों को पतों में resolve करता है
19.IPv4 सबनेटिंगमध्यम
/24 → /2911111111111111111111111111111000नेटवर्क बिटहोस्ट बिट

नेटवर्क 192.168.121.0/24 को /29 सबनेटों में बाँटा गया है, जिन्हें सबसे निचले पते से 1, 2, 3, … क्रमांकित किया गया है (सबनेट 1 .0 से शुरू होता है)। सबनेट 3 के नेटवर्क पते का चौथा ऑक्टेट x क्या है?

192.168.121.0/24/29सबनेट 3 (सबनेट 1 .0 से शुरू होता है)
x =
20.IPv4 सबनेटिंगकठिन
तीसरा ऑक्टेट = 23012806403211608141211नेटवर्कहोस्ट

एक होस्ट का पता 172.20.23.139/20 है। इसके नेटवर्क पते का तीसरा ऑक्टेट x क्या है?

172.20.23.139/20
x =

3विलयन

1.संख्या पद्धतियाँ

उत्तर: U = 199

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

57 = 0011 1001
उलटा हुआ: 1100 0110
+1 → 1100 0111

अचिह्नित रूप में पढ़ें

1100 0111₂ = 256 − 57 = 199

उत्तर

U = 199
2.संख्या पद्धतियाँ

उत्तर: N = −32768

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।

सबसे ऋणात्मक मान

−215 = −32768

उत्तर

N = −32768
3.प्रस्ताविक तर्क और उपपत्तियाँ

उत्तर: N = 7

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।

सत्यमान सारणी पंक्ति-दर-पंक्ति

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

मान 1 वाली पंक्तियाँ गिनें

(¬(¬p ∧ r) → r) ∨ (¬q ↔ ¬(q ∧ p)): 1, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 1
N = 7

उत्तर

N = 7
4.प्रस्ताविक तर्क और उपपत्तियाँ

उत्तर: p = 1, q = 0, r = 1

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।

आधार-वाक्य और निष्कर्ष पंक्ति-दर-पंक्ति

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

प्रति-उदाहरण

p = 1, q = 0, r = 1

उत्तर

p = 1, q = 0, r = 1

इस रूप का तर्क वैध नियम जैसा दिखता है, पर यह दिखाने के लिए कि वह वैध नहीं है, एक पंक्ति काफ़ी है।

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

उत्तर: N = 5

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।

ABCD000111100001111000111302041507061120131150140809111010

0 को समूहित करें

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

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

न्यूनतम POS रूप

F = (C′ + D)(B + D)(A + D)(A′ + C + D′)(A + B′ + C′)
N = 5

उत्तर

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

उत्तर: Q = 4

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।

पूरे चक्र

हर 8 पल्स काउंटर को उसी अवस्था में वापस ले आते हैं।

21 = 2·8 + 5

शेष पल्स के बाद गिनती

Q = (1 − 5) mod 8 = 4
Q = 100₂

उत्तर

Q = 4
7.संख्या सिद्धांत और मॉड्यूलर अंकगणित

उत्तर: x = 47

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 = 7 + 10k

दूसरी सर्वांगसमता

7 + 10k ≡ 8 (mod 13) → 10k ≡ 1 (mod 13)
k ≡ 4·1 ≡ 4 (mod 13)

परिणाम

x = 7 + 10·4 = 47
x = 47
जाँच: 47 mod 10 = 7, 47 mod 13 = 8

उत्तर

x = 47
8.संख्या सिद्धांत और मॉड्यूलर अंकगणित

उत्तर: m = 239

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।

निजी घातांक

n = 473, φ(n) = 420
d = 11−1 mod 420 = 191

बार-बार वर्ग करके डिक्रिप्ट करें

191 = 128 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1
2721 ≡ 272 (mod 473)
2722 ≡ 196 (mod 473)
2724 ≡ 103 (mod 473)
2728 ≡ 203 (mod 473)
27216 ≡ 58 (mod 473)
27232 ≡ 53 (mod 473)
27264 ≡ 444 (mod 473)
272128 ≡ 368 (mod 473)
272191 ≡ 272·196·103·203·58·53·368 ≡ 239 (mod 473)

संदेश

m = 239
जाँच: 23911 mod 473 = 272

उत्तर

m = 239
9.एल्गोरिदम और जटिलता

उत्तर: B · इसकी उप-समस्याएँ अतिव्यापी नहीं हैं, इसलिए दोबारा उपयोग करने को कुछ नहीं है

यह उत्तर क्यों है

मर्ज सॉर्ट के आधे भाग असंयुक्त हैं और हर एक एक बार हल होता है; DP केवल तब मदद करती है जब उप-समस्याएँ दोहराई जाती हैं, जैसे फ़िबोनाची में।

उत्तर

B · इसकी उप-समस्याएँ अतिव्यापी नहीं हैं, इसलिए दोबारा उपयोग करने को कुछ नहीं है
10.एल्गोरिदम और जटिलता

उत्तर: B · Θ(n log² n)

यह उत्तर क्यों है

स्तर k लगभग n log(n / 2ᵏ) कार्य करता है, और log n स्तरों पर योग Θ(n log² n) देता है, जो मास्टर प्रमेय की विस्तारित दूसरी स्थिति है।

उत्तर

B · Θ(n log² n)
11.डेटा संरचनाएँ

उत्तर: A · यह मुख्य विकर्ण के सापेक्ष सममित है

यह उत्तर क्यों है

अनडायरेक्टेड ग्राफ़ में किनारा {u, v} का अर्थ है कि M[u][v] और M[v][u] दोनों सेट हैं, इसलिए मैट्रिक्स अपने ट्रांसपोज़ के बराबर है।

उत्तर

A · यह मुख्य विकर्ण के सापेक्ष सममित है
12.डेटा संरचनाएँ

उत्तर: D · उसे उसके in-order उत्तराधिकारी (या पूर्ववर्ती) से बदलकर और फिर उस नोड को हटाकर

यह उत्तर क्यों है

in-order उत्तराधिकारी के अधिकतम एक चाइल्ड होता है, इसलिए उसकी कुंजी को हटाए जाने वाले नोड में कॉपी करने के बाद उसे आसानी से हटाया जा सकता है।

उत्तर

D · उसे उसके in-order उत्तराधिकारी (या पूर्ववर्ती) से बदलकर और फिर उस नोड को हटाकर
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) = 1, deg(E) = 3, deg(F) = 1

विषम शीर्ष

C, D, E, F → 4
दोनों में से कुछ नहीं

उत्तर

दोनों में से कुछ नहीं
14.ग्राफ़ सिद्धांत

उत्तर: d(E) = 19

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, C: 12
B (7): D: 13, G: 17
C (12): E: 26
D (13): E: 19, F: 27
G (17)
E (19): F: 22
F (22)

सबसे छोटा पथ

A → B → D → E
d(E) = 19

उत्तर

d(E) = 19
15.डेटाबेस और SQL

उत्तर: A · 15

यह उत्तर क्यों है

AVG NULL को अनदेखा करता है, इसलिए यह 10 और 20 का औसत 15 निकालता है, 30 / 3 = 10 नहीं।

उत्तर

A · 15
16.डेटाबेस और SQL

उत्तर: D · डेडलॉक का पता लगाकर एक ट्रांज़ैक्शन को पीड़ित (victim) के रूप में रद्द करता है

यह उत्तर क्यों है

wait-for ग्राफ़ में चक्र डेडलॉक है; DBMS एक ट्रांज़ैक्शन को रोलबैक करता है ताकि दूसरा आगे बढ़ सके, और पीड़ित को फिर से आज़माया जा सकता है।

उत्तर

D · डेडलॉक का पता लगाकर एक ट्रांज़ैक्शन को पीड़ित (victim) के रूप में रद्द करता है
17.कंप्यूटर नेटवर्क

उत्तर: C · वे मेल सर्वर जो किसी डोमेन के लिए ईमेल स्वीकार करते हैं

यह उत्तर क्यों है

MX (mail exchange) रिकॉर्ड प्राथमिकताओं के साथ मेल सर्वरों को सूचीबद्ध करते हैं, ताकि भेजने वाले सर्वर जानें कि उस डोमेन की मेल कहाँ पहुँचानी है।

उत्तर

C · वे मेल सर्वर जो किसी डोमेन के लिए ईमेल स्वीकार करते हैं
18.कंप्यूटर नेटवर्क

उत्तर: A · स्वायत्त प्रणालियों (autonomous systems) के बीच रूटिंग जानकारी का आदान-प्रदान करता है

यह उत्तर क्यों है

BGP अंतर-डोमेन रूटिंग प्रोटोकॉल है; स्वायत्त प्रणालियाँ पहुँच योग्य प्रीफ़िक्स का विज्ञापन करती हैं और नीतियों के आधार पर मार्ग चुनती हैं।

उत्तर

A · स्वायत्त प्रणालियों (autonomous systems) के बीच रूटिंग जानकारी का आदान-प्रदान करता है
19.IPv4 सबनेटिंग

उत्तर: x = 16

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).

ब्लॉक आकार

23 = 8

सबनेट संख्या 3

नेटवर्क: (3 − 1)·8 = 16
ब्रॉडकास्ट: 16 + 8 − 1 = 23

उत्तर

x = 16
20.IPv4 सबनेटिंग

उत्तर: x = 16

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).

तीसरे ऑक्टेट में ब्लॉक आकार

24 = 16

इस होस्ट का सबनेट

नेटवर्क: 172.20.16.0
ब्रॉडकास्ट: 172.20.31.255

उत्तर

x = 16

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